Secuestrante de oxígeno: volátil o no volátil, cuál usar

Elegir un secuestrante de oxígeno para calderas parece una decisión menor de compras y en realidad define qué parte del circuito queda protegida: la diferencia entre un producto volátil y uno no volátil es, sobre todo, si el tratamiento llega o no a la línea de condensado. Este artículo parte de los criterios generales de corrosión por oxígeno en calderas: cómo elegir el tratamiento.

Este artículo compara las dos familias, explica cuándo conviene cada una y por qué la hidrazina dejó de ser una alternativa razonable en instalaciones de campo y de industria.

Qué es el oxígeno disuelto y por qué corroe calderas de campo

Definición y química del problema

El oxígeno disuelto es el agente de la corrosión por picadura en calderas. A diferencia de la corrosión generalizada, produce cavidades profundas con muy poca pérdida de espesor promedio, lo que las vuelve difíciles de anticipar. El CO₂ acompaña al oxígeno: se libera de los bicarbonatos, viaja con el vapor y acidifica el condensado, atacando la línea de retorno.

Qué medir antes de decidir

Oxígeno disuelto en la alimentación, temperatura del tanque de alimentación, alcalinidad y CO₂ del aporte, pH y hierro del condensado, porcentaje de retorno de condensado, presión de trabajo y materiales del circuito, incluida la presencia de aleaciones de cobre.

Cómo se detecta en planta: análisis e indicadores de campo

• Picaduras en el economizador, en la zona de alimentación y en tubos del generador.
• Hierro en el condensado, indicador directo de ataque en la línea de retorno.
• pH bajo del condensado, señal de CO₂ disuelto.
• Residual de sulfito o de secuestrante fuera del rango objetivo.
• Desaireador con temperatura o venteo fuera de especificación.

Causas: de dónde viene el problema

Ingreso de aire por el tanque de alimentación

Un tanque abierto o con nivel bajo disuelve oxígeno permanentemente. En equipos de campo con marcha intermitente, cada parada reoxigena el agua almacenada.

Desaireador mal regulado o fuera de servicio

La desaireación mecánica es la primera línea de defensa y debe llevar el oxígeno a un valor residual bajo. Si el venteo está cerrado o la temperatura es insuficiente, el químico tiene que hacer un trabajo que no le corresponde, y el consumo se dispara.

Retorno de condensado con oxígeno y CO₂

Un condensado con aire infiltrado y CO₂ devuelve al circuito justamente lo que se intenta eliminar, y además corroe su propia cañería. El control del condensado es parte del programa, tal como se plantea en el artículo sobre agua de caldera para inyección de vapor EOR.

Consecuencias operativas y costos

Impacto sobre equipos, proceso y producto

Perforaciones por picadura, pérdida de tubos, contaminación del condensado con hierro y deposición de ese hierro en zonas de alta transferencia térmica. En instalaciones con torres de enfriamiento asociadas, el mismo descuido de la química del agua aparece del otro lado del proceso, como se ve en el artículo sobre torres de enfriamiento en refinería.

Riesgo normativo y de descarga

La purga de caldera y los residuos de productos químicos se gestionan según su caracterización, dentro del marco de la Ley 24.051 y su Decreto 831/93 cuando corresponda. En instalaciones de petróleo y gas, la operación se encuadra además en la Resolución 105/92 de la Secretaría de Energía, y los límites de vertido se verifican según la normativa provincial vigente. El uso de hidrazina, por su clasificación toxicológica, agrega requisitos propios de manipulación y de disposición.

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

Una parada no programada por rotura de tubo cuesta mucho más que cualquier diferencia de precio entre secuestrantes. El criterio de selección debe ser técnico: qué parte del circuito queda protegida y con qué perfil de riesgo.

Soluciones convencionales y sus límites

Sulfito sin catalizar: aporte de sólidos disueltos

Es económico y efectivo dentro de la caldera, pero no es volátil —no protege el condensado— y aporta sólidos disueltos que obligan a aumentar la purga. En equipos de presión alta esa limitación se vuelve determinante.

Hidrazina: riesgo toxicológico y manipulación

Protege el circuito completo por ser volátil, pero está clasificada como carcinógeno reconocido. Su manipulación en una locación de campo implica riesgos, capacitación y restricciones crecientes que la vuelven una opción difícil de sostener. Las especificaciones y la documentación técnica están en la ficha de I-SOFT OV como sustituto de la hidrazina.

Solo desaireación mecánica: oxígeno residual

El desaireador baja el oxígeno pero deja un residual que, a lo largo de miles de horas de operación, es suficiente para producir picaduras. La combinación correcta es mecánica más química.

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

INSTANT I-SOFT® OV: secuestrante volátil con tecnología CHZ

INSTANT I-SOFT® OV, el tratamiento multifuncional para calderas de vapor y condensadores, incorpora un secuestrador de oxígeno volátil basado en tecnología CHZ, descripto por el fabricante como el primer sustituto de hidrazina diseñado para actuar como tal sin residuos dañinos, con patente #429717. Por ser volátil viaja con el vapor y protege la línea de condensado y el condensador. En presencia de calor forma aminas que neutralizan el CO₂ y elevan el pH del condensado. Incluye además antiincrustante, dispersante y toliltriazol biodegradable para aleaciones no ferrosas. Certificación NSF/ANSI 60.

INSTANT I-SOFT® ON: secuestrante no volátil aprobado por FDA

INSTANT I-SOFT® ON, de la misma gama de químicos instantáneos en polvo de Watch Water®, está formulado para calentadores y calderas de agua caliente, e incorpora un secuestrador de oxígeno no volátil aprobado por la FDA, más antiincrustante, dispersante y toliltriazol. Su documentación declara resultados sin formación de incrustaciones con sílice de hasta 300 mg/L. La dosis general es de solución al 5% a razón de 50 mL/m³, y una bolsa de 5 kg trata 2.000 m³ de agua. Los valores de control publicados para agua de calentador son pH 7,5 – 8,5, alcalinidad P 300 – 600 mg/L, sulfito 30 – 60 mg/L y conductividad máxima 1.500 µS. Certificación NSF/ANSI 60.

Cómo elegir entre uno y otro

1. Con retorno de condensado significativo y necesidad de proteger esa línea: corresponde el volátil.
2. En circuitos de agua caliente cerrados sin línea de vapor extendida: corresponde el no volátil.
3. En industria alimenticia y farmacéutica, la aprobación FDA del secuestrante no volátil es un requisito frecuente.
4. Con aleaciones de cobre presentes: ambos incorporan toliltriazol.
5. En todos los casos: desaireación mecánica primero, química después.

Qué NO hacen estos productos

• No reemplazan la desaireación mecánica ni el cierre de ingresos de aire.
• El no volátil no protege la línea de condensado.
• No corrigen una calidad de agua de aporte fuera de especificación para el equipo.
• Los valores de control publicados corresponden a agua de calentador; para calderas de vapor los fija el fabricante del equipo.
• No son productos inocuos: se manipulan según su hoja de datos de seguridad.

Parámetros de diseño y dosificación

Análisis de agua requerido antes de dimensionar

Oxígeno disuelto, dureza, sílice, alcalinidad, CO₂, cloruros, conductividad, hierro, pH y temperatura del aporte; análisis del condensado; porcentaje de retorno; presión de trabajo y materiales del circuito.

Puesta en marcha, control analítico y mantenimiento

Se verifica primero el funcionamiento del desaireador y se mide el oxígeno residual. Luego se ajusta la dosis para sostener el residual objetivo y se controlan pH y hierro del condensado, que son el indicador real de que la protección llega hasta el retorno. Existen kits de prueba disponibles a través de GWC.

Ejemplo típico de aplicación

Un caso de selección habitual es el de una instalación de campo con dos equipos: un generador de vapor con retorno de condensado extenso y un circuito de agua caliente cerrado para servicios. El planteo típico asigna el secuestrante volátil al primero, porque hay línea de condensado que proteger, y el no volátil al segundo, donde no la hay y donde interesa la aprobación alimentaria.

Qué se mide antes y después

• Oxígeno disuelto antes y después del desaireador.
• Residual de secuestrante en el agua de caldera.
• pH y hierro en el condensado de retorno.
• Velocidad de corrosión en cupones instalados en la línea de retorno.
• Consumo de producto por tonelada de vapor.

Qué se puede y qué no se puede extrapolar

Se extrapola el criterio de selección. No se extrapolan dosis ni residuales objetivo entre equipos distintos, porque dependen de la presión de trabajo, del porcentaje de retorno y de los límites fijados por el fabricante de cada caldera.

Próximo paso: análisis de agua y cotización

Qué datos enviar a GWC

• Esquema del circuito: caldera, desaireador, retorno de condensado.
• Presión de trabajo, producción de vapor y porcentaje de retorno.
• Análisis del agua de aporte y del condensado.
• Oxígeno disuelto medido y programa químico actual.
• Materiales del circuito, con presencia de aleaciones de cobre.

Ensayo de laboratorio y prueba piloto en sitio

La selección se valida con el control analítico de las primeras semanas: residual de secuestrante, pH y hierro del condensado y cupones en la línea de retorno. Ese seguimiento es el que confirma si la protección llega donde se esperaba. Un escenario vecino, con la misma química de fondo, es el de corrosión de cobre y latón.

Si su condensado trae hierro, el tratamiento actual no está llegando hasta ahí. Solicite su evaluación y cotización. Para el cuadro general del contaminante puede consultarse corrosión por oxígeno en calderas: cómo elegir el tratamiento.

Solicitar asesoramiento y cotización