Biofilm y Legionella en torres: control y verificación

El control de biofilm en torres de enfriamiento falla casi siempre por la misma razón: se dosifica biocida sobre un sistema donde las bacterias ya no están libres en el agua sino protegidas dentro de una matriz adherida a las superficies. El análisis de agua da bien, el relleno sigue resbaladizo y la población se recupera a los pocos días.

Este artículo explica qué es el biofilm desde el punto de vista operativo, por qué condiciona el riesgo de Legionella y la transferencia térmica al mismo tiempo, y qué combinación de productos permite desprenderlo sin atacar los metales del circuito.

Qué es el biofilm y por qué aparece en torres de enfriamiento

Definición y química del problema

El biofilm es una comunidad de microorganismos adherida a una superficie y embebida en una matriz de sustancias poliméricas extracelulares que ellos mismos producen. Esa matriz cumple dos funciones desde el punto de vista del microorganismo y genera dos problemas desde el punto de vista de la planta: es una barrera de difusión que impide que el biocida alcance las células, y es un aislante térmico cuya conductividad es varias veces menor que la de una incrustación mineral del mismo espesor.

Debajo del biofilm, además, se establecen condiciones anóxicas que favorecen la corrosión microbiológicamente influenciada (MIC) y el crecimiento de bacterias sulfato-reductoras.

Valores típicos en torres de enfriamiento (mg/L)

El seguimiento útil combina parámetros químicos y biológicos: recuento de bacterias heterótrofas en agua de torre, materia orgánica, hierro, cobre, conductividad, pH, residual de biocida y —donde estén instalados— cupones o testigos de biofilm. Un recuento bajo en agua no descarta un biofilm consolidado: mide la fracción libre, que es la menos representativa del problema.

Cómo se detecta en planta: análisis e indicadores de campo

• Superficies resbaladizas al tacto en la bandeja, el relleno y las paredes del distribuidor.
• Recuentos que rebotan a los pocos días de cada tratamiento.
• Caída de la aproximación térmica sin depósito mineral visible.
• Olor característico en la bandeja y zonas de agua estancada.
• Corrosión localizada bajo depósito en tubos de condensador.

Causas: de dónde viene el problema

Nutrientes y sólidos que se concentran al ciclar

Una torre abierta lava el aire: incorpora polvo, materia orgánica y microorganismos en forma continua. El ciclado concentra todo eso. Si además el programa químico aporta fósforo —como ocurre con los fosfonatos— se está agregando nutriente al sistema, tema que se desarrolla en antiincrustantes sin fósforo.

Zonas muertas y relleno colmatado

Donde el agua no circula, el biocida no llega y los sólidos sedimentan. Bandejas mal diseñadas, ramales fuera de servicio y sectores de relleno obstruidos funcionan como reservorios que reinfectan el circuito después de cada tratamiento.

Temperatura favorable al crecimiento

El rango térmico de una torre de proceso es justamente el que favorece el desarrollo bacteriano. No es un parámetro que se pueda modificar: es la condición de operación, y por eso el control tiene que apoyarse en el programa químico y en la limpieza mecánica.

Consecuencias operativas y costos

Impacto sobre equipos, proceso y producto

Pérdida de transferencia térmica con la consiguiente caída de capacidad del proceso refrigerado, corrosión bajo depósito que perfora tubos de condensador, obstrucción del relleno y aumento del consumo de químico para compensar una demanda que no cede.

Riesgo normativo y de descarga

Las torres de enfriamiento son un vector reconocido de dispersión de Legionella por aerosoles, y su control es una obligación de higiene y seguridad del establecimiento. Los requisitos de registro, limpieza y muestreo varían según la jurisdicción: corresponde consultar la normativa provincial y municipal vigente aplicable a su planta. Del lado ambiental, la purga se evalúa contra el límite de vertido aplicable —ADA en provincia de Buenos Aires, ACUMAR en la cuenca Matanza-Riachuelo, o la resolución provincial correspondiente—.

Costo total: OPEX, paradas no programadas y reposición de activos

El costo reúne el sobreconsumo de biocida sobre un sistema que no responde, la energía perdida por transferencia degradada, las limpiezas mecánicas del relleno y, en el peor escenario, la responsabilidad asociada a un evento sanitario. Las especificaciones y la documentación técnica están en la ficha de I-SOFT® NB, con biocida no oxidante.

Soluciones convencionales y sus límites

Cloración continua: corrosión y subproductos

El cloro es efectivo sobre población libre, pero su potencial de oxidación es de 1,36 y penetra mal la matriz del biofilm. Dosificado en continuo ataca aceros e intercambiadores y, en presencia de materia orgánica, forma subproductos clorados. Subir la dosis para compensar acelera la corrosión más rápido de lo que mejora el control biológico. En la misma familia temática se encuentra corrosión por oxígeno en calderas.

Biocidas sin surfactante: no penetran el biofilm

Un biocida sin componente tensioactivo enfrenta la barrera de difusión de la matriz. Elimina lo que está en el agua, no lo que está adherido, y deja intacto el reservorio que produce la recolonización. El mismo criterio aplicado a otro contexto se ve en eliminar H2S del agua de producción.

Limpieza mecánica sola: recolonización

Lavar el relleno y la bandeja con el equipo detenido es necesario y muchas veces imprescindible, pero sin un programa químico posterior el biofilm se restablece en semanas. La limpieza mecánica reinicia el reloj; no lo detiene. Para un escenario acotado puede verse generador de ozono.

Solución Watch Water: BIOXIDE® e I-SOFT® OB

BIOXIDE®: mecanismo de acción y qué resuelve

BIOXIDE®, el biocida verde con surfactante para biofilm, es la herramienta de choque. Combina acción bactericida, fungicida y alguicida con un surfactante que penetra y desprende la biopelícula, permitiendo que el biocida alcance las células que la matriz protegía. Está declarado como no corrosivo, a diferencia de los biocidas oxidantes clorados, y todos sus ingredientes inertes son químicos utilizados en desinfección de agua potable y procesamiento de alimentos.

Se presenta como granulado blanco instantáneo, de libre flujo, con densidad aparente cercana a 1.000 kg/m³ y pH 3.

I-SOFT® OB: mecanismo de acción y qué resuelve

INSTANT I-SOFT® OB, el tratamiento de torres con biocida oxidante fuerte, es la herramienta de mantenimiento. Suma cuatro funciones en un polvo: antiincrustante, dispersante, toliltriazol como inhibidor de corrosión y un biocida oxidante de peróxido estabilizado con potencial de oxidación 1,8, muy superior al del cloro (1,36) y al del dióxido de cloro (0,96), sin generar trihalometanos ni subproductos clorados.

Al ser polvo seco no es material peligroso para el transporte, aunque debe manipularse con cuidado. Cuenta con certificación NSF/ANSI 60 y se prepara disolviendo 5 kg en 100 litros para obtener una solución al 5%.

Tren de tratamiento recomendado y orden de las etapas

1. Diagnóstico: recuentos, inspección visual de bandeja, relleno y zonas muertas, y revisión del programa químico vigente.
2. Limpieza mecánica de la bandeja y del relleno si el depósito es importante.
3. Choque con BIOXIDE® para desprender el biofilm consolidado, con el esquema definido por servicio técnico.
4. Mantenimiento con I-SOFT® OB, que cubre control biológico, incrustación y corrosión en un solo producto.
5. Verificación con recuentos y con testigos, no solo con el residual de biocida.

Qué NO hace el producto (límites declarados por el fabricante)

• La documentación disponible de BIOXIDE® no incluye dosis, espectro microbiológico detallado ni tiempos de contacto: esos valores se definen con el servicio técnico y no se publican acá.
• Ningún biocida sustituye a la limpieza mecánica cuando el relleno está colmatado o hay sedimento acumulado en la bandeja.
• El control químico no elimina el riesgo sanitario por sí solo: forma parte de un programa de gestión que incluye diseño, mantenimiento y muestreo según la normativa aplicable.
• I-SOFT® OB es un oxidante: su compatibilidad con materiales sensibles del circuito debe verificarse antes de aplicarlo.
• Los potenciales de oxidación comparados son valores de referencia del fabricante, no una medida de eficacia sobre un microorganismo específico.

Parámetros de diseño y dosificación

Análisis de agua requerido antes de dimensionar

Volumen del circuito, caudal de circulación, caudal de reposición, análisis fisicoquímico del agua de reposición y de torre, materia orgánica, fósforo, hierro, cobre, recuentos bacterianos históricos, materiales del circuito y descripción de las zonas de baja circulación.

Dosificación y parámetros documentados

Puesta en marcha, control analítico y mantenimiento

El programa arranca por el choque y recién después pasa a mantenimiento; aplicar el régimen de mantenimiento sobre un biofilm consolidado desperdicia producto. El control de rutina incluye recuento bacteriano, residual de biocida, inspección visual programada del relleno y seguimiento de la aproximación térmica del intercambiador, que es el indicador más sensible de que el biofilm está volviendo.

Caso de aplicación

Choque con surfactante biocida más mantenimiento oxidante

Como ejemplo típico, una planta papelera del litoral con una torre abierta de gran porte venía dosificando un clorado en continuo y registraba recuentos que rebotaban a los pocos días, relleno resbaladizo y corrosión localizada en tubos de condensador. La dosis se había ido subiendo con el tiempo, lo que agravó la corrosión sin mejorar el control biológico.

La secuencia correctiva en un caso así es: limpieza mecánica de la bandeja, choque con BIOXIDE® para desprender la matriz adherida, y pasaje del mantenimiento a I-SOFT® OB, que además reemplaza el antiincrustante y el inhibidor de corrosión dosificados por separado.

Qué se midió antes y después

Recuento bacteriano en agua de torre, velocidad de recolonización entre muestreos, aproximación térmica del intercambiador, estado visual del relleno, consumo mensual de biocida y evolución del cobre y el hierro en la purga.

Qué se puede y qué no se puede extrapolar

La secuencia choque–mantenimiento es transferible como criterio. Las dosis y frecuencias, en cambio, no: dependen del volumen del circuito, de la carga de nutrientes, del estado inicial del biofilm y de los materiales. Todo esquema de dosificación se define con servicio técnico sobre la instalación concreta.

Próximo paso: análisis de agua y cotización

Qué datos enviar a GWC

Volumen y caudal del circuito, análisis del agua de reposición y de torre, historial de recuentos, programa químico actual con productos y dosis, materiales del circuito, descripción de zonas muertas y límite de vertido aplicable a la purga.

Ensayo de laboratorio y prueba piloto en sitio

Con esa información se define la secuencia de choque y mantenimiento y el plan de verificación. Para el resto del circuito conviene leer corrosión de cobre y latón en circuitos de enfriamiento y cómo subir los ciclos de concentración, además de los artículos existentes sobre refrigeración y partículas y bioincrustaciones.

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