Corrosión por oxígeno en calderas: cómo elegir el tratamiento

La corrosión por oxígeno en calderas no se manifiesta como una pérdida de espesor uniforme sino como picaduras: cavidades profundas y localizadas que perforan un tubo cuyo espesor medio sigue siendo aceptable. Por eso el daño casi nunca se detecta a tiempo con una medición de espesores y sí, en cambio, con un programa químico bien elegido y bien controlado.

Este artículo compara las dos familias de secuestrantes de oxígeno —volátiles y no volátiles—, define qué protege cada una y qué controles analíticos verifican que el programa esté funcionando.

Qué es la corrosión por oxígeno y por qué aparece en calderas industriales

Definición y química del problema

El oxígeno disuelto en el agua actúa como aceptor de electrones sobre el acero. La reacción se concentra en puntos donde la capa protectora de magnetita está dañada o donde hay depósito, y genera una celda de aireación diferencial: el metal bajo el depósito se disuelve y la cavidad progresa en profundidad. A eso se suma el CO₂, que en el condensado forma ácido carbónico y ataca la línea de retorno desde adentro.

Valores típicos en calderas industriales (mg/L)

El oxígeno disuelto del agua de reposición depende de la temperatura y del punto de captación, y el residual después del desaireador depende del equipo y de su regulación. Ese residual es el dato que define la dosis del secuestrante, y hay que medirlo: no se estima. Los valores de control del agua de caldera, en cambio, sí están tabulados en la documentación del producto.

Cómo se detecta en planta: análisis e indicadores de campo

• Picaduras localizadas en el fondo del cuerpo, en el cabezal de alimentación o en el economizador.
• Óxido rojizo en el tanque de alimentación o en la línea de reposición.
• Roscas y accesorios de la línea de condensado adelgazados o perforados.
• pH del condensado por debajo del rango esperado, señal de CO₂.
• Hierro creciente en el análisis del agua de alimentación o del retorno.

Causas: de dónde viene el problema

Oxígeno disuelto que ingresa con el agua de reposición

Toda agua fría a presión atmosférica está saturada de oxígeno. Cuanta más reposición necesita el sistema —por pérdidas, por purga excesiva o por bajo retorno de condensado— más oxígeno ingresa. Reducir la reposición es, por lo tanto, también una medida anticorrosiva.

Desaireador con falla de regulación

Un desaireador térmico bien regulado elimina la mayor parte del oxígeno disuelto. Pero una presión de operación fuera de punto, un venteo obturado o un nivel mal controlado degradan su rendimiento sin que nada lo indique en el tablero. El residual sube y el secuestrante, dimensionado para otro escenario, queda corto.

CO₂ que acidifica el condensado

La alcalinidad bicarbonatada del agua de aporte se descompone en la caldera y libera CO₂, que viaja con el vapor. Al condensar forma ácido carbónico y baja el pH del retorno. Es un ataque distinto al del oxígeno y requiere una respuesta distinta: neutralización en la fase vapor.

Consecuencias operativas y costos

Impacto sobre equipos, proceso y producto

La picadura perfora tubos y genera pérdidas de contención con el equipo en servicio. La corrosión del condensado arrastra hierro de vuelta a la caldera, donde se deposita sobre la superficie de intercambio y agrava el problema térmico. En circuitos con intercambio hacia producto, una pérdida de contención es además un evento de inocuidad.

Riesgo normativo y de descarga

Los programas basados en sulfito aumentan los sólidos disueltos y obligan a purgar más, lo que incrementa el volumen y la carga del efluente, evaluado contra el límite de vertido aplicable de la jurisdicción —ADA en provincia de Buenos Aires, ACUMAR en la cuenca Matanza-Riachuelo, o la resolución provincial correspondiente—. Del lado de la seguridad ocupacional, el uso de hidrazina obliga a un régimen de control de exposición propio. La alternativa Watch Water® correspondiente es I-SOFT NB para torres de enfriamiento.

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

El costo del secuestrante es menor frente al de una parada no programada por tubo perforado, al del reemplazo de tramos de línea de condensado y al del combustible perdido por depósitos de hierro recirculado. Un caso comparable, útil para contrastar, es incrustación en calderas de vapor, costos y prevención.

Soluciones convencionales y sus límites

Sulfito: sólidos disueltos y purga adicional

El sulfito de sodio es efectivo y económico, pero cada miligramo que reacciona deja sulfato en el agua de caldera. Ese aporte sube la conductividad, obliga a purgar más y devuelve por el lado energético lo que se ahorró en el químico. Además no es volátil: no protege la línea de condensado. Un escenario vecino, con la misma química de fondo, es el de control de biofilm en torres de enfriamiento.

Hidrazina: riesgo toxicológico

Técnicamente es un buen secuestrante volátil y pasiva la superficie formando magnetita, pero es un carcinógeno reconocido. Su manipulación exige un protocolo de seguridad estricto y su uso está restringido o directamente descartado en muchas industrias. El reemplazo se analiza en detalle en cómo reemplazar la hidrazina en calderas.

Solo mecánico: residual de oxígeno insuficiente

La desaireación térmica es imprescindible, pero deja un residual de oxígeno. Ese residual, por bajo que sea, es suficiente para sostener la corrosión por picadura durante años. El tratamiento químico no reemplaza al desaireador: lo completa.

Solución Watch Water: I-SOFT® ON e I-SOFT® OV

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

INSTANT I-SOFT® ON, el tratamiento para calentadores y calderas de agua caliente, integra cuatro funciones en un polvo instantáneo: antiincrustante sin fosfatos ni fosfonatos, dispersante, inhibidor de corrosión con toliltriazol biodegradable y un secuestrador de oxígeno no volátil aprobado por la FDA. Documenta resultados sin formación de incrustaciones con sílice de hasta 300 mg/L y cuenta con certificación NSF/ANSI 60.

Es la elección cuando el circuito es de agua caliente y no hay una línea de condensado que proteger, y muy especialmente cuando el establecimiento tiene requisitos alimentarios o farmacéuticos, como se detalla en el artículo sobre calderas en industria alimenticia.

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

INSTANT I-SOFT® OV, el tratamiento para calderas de vapor y condensadores, tiene la misma base multifuncional pero su secuestrador de oxígeno es volátil, basado en tecnología CHZ: el primer sustituto de hidrazina diseñado para actuar como tal sin residuos dañinos, patentado bajo el número #429717.

Al ser volátil viaja con el vapor y protege el circuito completo, caldera más condensado. En presencia de calor la fórmula se desintegra formando aminas que neutralizan el CO₂ y elevan el pH del condensado, cubriendo así los dos mecanismos de ataque a la vez. También cuenta con certificación NSF/ANSI 60.

Cómo elegir entre una y otra

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

• Ninguno reemplaza al desaireador. Actúan sobre el oxígeno residual, no sobre una desaireación mecánica deficiente.
• I-SOFT® ON no protege la línea de condensado: su secuestrante no es volátil.
• Ninguno remueve incrustación ya formada ni corrosión existente: la limpieza previa es un paso aparte.
• La aprobación FDA corresponde al secuestrante de oxígeno de la variante ON, no a toda la gama.
• Los valores de control tabulados corresponden al agua de calentador; para calderas de vapor se ajustan según la presión y las indicaciones del fabricante del equipo.

Parámetros de diseño y dosificación

Análisis de agua requerido antes de dimensionar

Oxígeno disuelto a la salida del desaireador, análisis fisicoquímico del agua de aporte y de alimentación, hierro total, pH y conductividad del condensado, porcentaje de retorno, caudal de reposición en m³/h, presión de trabajo y materiales del circuito.

Dosificación: g/m³ o mL/m³ según dureza, sílice y caudal

La preparación es idéntica en las dos variantes: 5 kg de polvo en 100 litros de agua desmineralizada u osmótica dan una solución al 5%. Para I-SOFT® ON la dosis general documentada es de 50 mL/m³ de esa solución, con lo que una bolsa de 5 kg trata unos 2.000 m³ de agua.

Puesta en marcha, control analítico y mantenimiento

Se arranca con una dosis inicial y se ajusta con analítica durante las primeras semanas hasta estabilizar los valores objetivo. Los kits de prueba están disponibles a través de GWC. El seguimiento del hierro en el agua de alimentación y del pH del condensado es el mejor indicador de que el programa está cubriendo ambos mecanismos de ataque.

Caso de aplicación

Selección del secuestrante según el circuito y los requisitos del establecimiento

Como ejemplo típico, una planta química del Gran Buenos Aires con una caldera de vapor y un retorno de condensado parcial venía usando sulfito y registraba adelgazamiento en accesorios de la línea de retorno, además de un pH de condensado por debajo del rango esperado. El diagnóstico era claro: el programa protegía el cuerpo de caldera y dejaba el condensado sin cobertura.

En un caso así corresponde I-SOFT® OV, porque el secuestrante volátil llega con el vapor y las aminas formadas neutralizan el CO₂. En cambio, en una planta láctea de Santa Fe con calderas de agua caliente y sin línea de retorno, la variante indicada es I-SOFT® ON, por el requisito alimentario y porque no hay condensado que proteger.

Qué se midió antes y después

pH y conductividad del condensado, hierro en el agua de alimentación y en el retorno, oxígeno disuelto a la salida del desaireador, valores de control del agua de caldera y estado de accesorios en la inspección de la línea de retorno.

Qué se puede y qué no se puede extrapolar

La elección entre volátil y no volátil se deduce de la configuración del circuito y es transferible como criterio. La dosis, en cambio, depende del oxígeno residual real, del porcentaje de reposición y del régimen de purga de cada instalación, y se ajusta con analítica propia.

Próximo paso: análisis de agua y cotización

Qué datos enviar a GWC

Esquema del circuito, presión de trabajo, caudal de reposición en m³/h, porcentaje y calidad del retorno de condensado, oxígeno disuelto a la salida del desaireador, análisis del agua de aporte, programa químico actual y requisitos particulares del establecimiento.

Ensayo de laboratorio y prueba piloto en sitio

Con esa información se define la variante, la dosis inicial y el plan analítico de las primeras semanas. Para completar el diagnóstico del circuito conviene leer cómo subir los ciclos de concentración de una torre y sílice en calderas de alta presión, además de los artículos existentes sobre acero inoxidable y agua de proceso.

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