Resumen: Un sistema industrial de agua de refrigeración en circuito cerrado es un circuito de agua abierto (con reposición desde torre o tanque de enfriamiento) o cerrado que reutiliza el agua tras pasar por los equipos de intercambio de calor; su corrosión es la superposición de corrosión electroquímica, picaduras por iones cloruro, corrosión inducida por microorganismos (MIC) y corrosión bajo depósitos. La protección sigue un enfoque por capas: estabilización de la calidad del agua + recubrimientos de protección +, cuando es necesario, protección catódica o materiales resistentes a la corrosión. Con arreglo a GB/T 50050-2017, la velocidad de corrosión uniforme del acero al carbono se controla por debajo de <0.075 mm/a y la de las aleaciones de cobre y el acero inoxidable por debajo de <0.005 mm/a; las cámaras de agua de los condensadores y las paredes internas de las tuberías de recirculación suelen revestirse con un recubrimiento epoxi-fenólico (novolac) de 300–500 µm, y los tanques de enfriamiento de hormigón se sellan con imprimación epoxi más una capa estanca de éster de vinilo/scallas de vidrio. Las cámaras de agua, los tubos del lado agua y el vaso del tanque presentan formas de corrosión dominantes distintas, por lo que la protección no puede ser la misma para todos.
Qué se considera corrosión en un sistema industrial de agua de refrigeración en circuito
El agua de refrigeración en circuito circula de forma continua entre el haz de tubos del intercambiador, las cámaras de agua, la tubería de recirculación y el depósito de la torre de enfriamiento, concentrándose por evaporación mientras se calienta al absorber calor; al subir el ciclo de concentración aumentan de forma sincronizada las sales disueltas, los cloruros y la alcalinidad. En este medio, el acero al carbono sufre a la vez corrosión uniforme por despolarización de oxígeno y, bajo los depósitos y el limo biológico, células de aireación diferencial que provocan picaduras localizadas; el agua de mar o una reposición rica en cloruros también desencadenan picaduras por cloruros y corrosión bajo esfuerzo en el acero inoxidable. Microorganismos como las bacterias reductoras de sulfato (SRB) crean microzonas anóxicas bajo el limo, la fuente típica de MIC.
Qué relación tiene con el tratamiento químico del agua
Los inhibidores de corrosión e incrustaciones y los biocidas pertenecen a la «estabilización de la calidad del agua»: mantienen la velocidad de corrosión, la resistencia térmica de los depósitos y los microorganismos dentro de los límites previstos y constituyen la primera línea de defensa del sistema. Ahora bien, los productos químicos no eliminan la iniciación de picaduras, la corrosión-erosión, ni el ataque localizado en juntas y cordones de soldadura, ni protegen un metal base ya degradado. El recubrimiento o revestimiento interior es la «barrera material», que separa el metal del medio; la protección catódica aporta una compensación electroquímica a las piezas de acero enterradas o sumergidas, como cámaras de agua y tuberías de recirculación. Las tres funciones se complementan sin sustituirse: ese reparto lo fijan conjuntamente el ingeniero de corrosión y el especialista en tratamiento de agua.
Datos clave
- Límites de velocidad de corrosión (GB/T 50050-2017): equipos de intercambio y de agua de refrigeración de acero al carbono <0.075 mm/a (unos 3 mpy); aleaciones de cobre y acero inoxidable <0.005 mm/a.
- Ventana de calidad del agua: pH 6.8–9.5 (con programas ácidos el límite inferior no debería bajar de 6.8); en refrigeración indirecta abierta, el ciclo de concentración no debería ser inferior a 5.0 ni menor de 3.0; turbidez normalmente ≤20 NTU y ≤10 NTU junto a los equipos de intercambio.
- Microorganismos y limo: bacterias heterótrofas totales ≤1×10⁵ CFU/mL, limo biológico ≤3 mL/m³, cloro libre residual 0.1–1.0 mg/L; el limo es el caldo de cultivo de las picaduras bajo depósitos y de la MIC.
- Caudal y temperatura de pared: velocidad en el lado de tubos >1.0 m/s y en el lado de coraza >0.3 m/s (evita depósitos sin provocar erosión); la temperatura del metal en pared no debería superar los 70 ℃ para frenar las picaduras por cloruros.
- Criterio de ensuciamiento: resistencia térmica del depósito ≤3.44×10⁻⁴ m²·K/W y velocidad de adherencia ≤15 mg/(cm²·mes) (admisible hasta 20 en servicio de refinería); cuanto más grueso el depósito, más rápida la corrosión bajo él.
- Barrera de recubrimiento: cámaras de agua de condensador y paredes internas de tubería de recirculación suelen llevar un revestimiento epoxi-fenólico (novolac) de 300–500 µm; el tanque de refrigeración de hormigón se protege con imprimación epoxi de sellado más una capa estanca de éster de vinilo/scallas de vidrio.
Posiciones del circuito de recirculación × forma dominante de corrosión × protección preferida (combinada, no excluyente)
| Posición | Forma dominante de corrosión | Método de protección preferido | Puntos críticos de control |
|---|---|---|---|
| Cámara de agua del condensador/intercambiador (acero al carbono) | Corrosión por oxígeno + picaduras bajo depósitos y limo, MIC | Revestimiento epoxi-fenólico de 300–500 µm + ánodos de sacrificio | Prepintado de bordes y soldaduras, detección de poros por chispa, punto de rocío y secado del soporte |
| Tubería de acero de recirculación (interior) | Pérdida de espesor uniforme + picaduras localizadas | Revestimiento interior de mortero de cemento o epoxi + estabilización del agua | Caudal mínimo contra depósitos, máximo contra erosión, combinado con protección catódica |
| Tubos de intercambio (aleación de cobre/acero inoxidable) | Picaduras por cloruros, corrosión por amoníaco y bajo esfuerzo | Mejora del material (acero dúplex/titanio) + control de cloruros y temperatura | Interacción cloruro-temperatura, evitar zonas estancadas y paredes secas |
| Torre de enfriamiento/depósito colector de hormigón | Carbonatación, corrosión e hinchazón del armado, fugas de agua | Sellado epoxi + capa estanca de éster de vinilo/scallas de vidrio | Sequedad del soporte, seguimiento del movimiento de juntas, evaluación de alternativas con alicatado resistente |
De dónde procede la corrosión dominante en cada posición
Cámaras de agua y tuberías de recirculación: ataque localizado bajo depósitos y limo
En cuanto un conducto del lado agua se cubre de depósitos o acumula limo biológico, la concentración de oxígeno baja y los cloruros se enriquecen bajo el depósito, formando una célula de aireación diferencial de cátodo grande y ánodo pequeño; la profundidad de las picaduras puede superar con mucho la pérdida media de espesor. La pared desnuda de acero al carbono lo sufre directamente: el revestimiento y la protección catódica son las barreras principales.
Tubos de intercambio: picaduras y corrosión bajo esfuerzo ligadas al cloro y la temperatura
El acero inoxidable 304 es proclive a picaduras y a corrosión bajo esfuerzo por cloruros a alta temperatura y alta concentración de cloruros, y las aleaciones de cobre sufren por amoníaco y erosión; mantener la pared por debajo de 70 ℃ y los cloruros dentro del rango permitido por el material seleccionado es la medida de raíz, recurriendo si hace falta a tubos de acero dúplex o de titanio.
Corrosión inducida por microorganismos (MIC)
Las SRB reducen los sulfatos a sulfuros en las microzonas anóxicas del limo, generan FeS agresivo y acidifican el entorno local; la palanca de ingeniería para contener la MIC es la biocida, mantener el limo en ≤3 mL/m³ y suprimir las zonas muertas estancadas.
Puntos de selección del sistema de recubrimiento y de ejecución en obra
- Selección del sistema: para cámaras de agua y superficies del lado agua se emplean recubrimientos sin disolvente de epoxi o epoxi-fenólico (novolac) resistentes al agua y a la temperatura; para el vaso de hormigón, imprimación de sellado más capa estanca de éster de vinilo/scallas de vidrio.
- Preparación de la superficie: granallado de la estructura de acero hasta Sa2½ y perfil de anclaje Rz conforme, esmerilado de soldaduras y redondeo de bordes con prepintado (stripe coat); los bordes son la parte más débil del revestimiento.
- Ventana de aplicación: controlar la temperatura ambiente y la humedad relativa, con el acero al menos 3 ℃ por encima del punto de rocío, para evitar condensaciones que arruinen la adherencia.
- Control de calidad: medición de película húmeda y de espesor seco por método magnético (criterio SSPC PA 2), detección de poros por chispa y adherencia por corte en rejilla o tracción directa, con el voltaje de detección ajustado al espesor.
- Interfaz con protección catódica y tratamiento de agua: cuando el recubrimiento se combina con ánodos de sacrificio se verifica el potencial de protección (en agua de mar suele medirse con Ag/AgCl entre −0.80 y −1.05 V), evitando la sobreprotección que daña el recubrimiento.
- Trazabilidad en operación: incorporar al libro de equipo las velocidades de cupones y sondas de corrosión, los informes semanales de calidad del agua y las actas de detección de poros; ante un exceso, revisar primero los productos químicos y el limo, y después el daño del recubrimiento.
Preguntas frecuentes
Si ya se dosifican inhibidores de corrosión e incrustaciones en el agua de recirculación, ¿hacen falta aún recubrimientos o protección catódica?
Sí, no son excluyentes. Los productos químicos mantienen la velocidad de corrosión uniforme dentro de los límites, pero protegen poco frente a la iniciación de picaduras, la corrosión localizada bajo depósitos y limo, la erosión y las juntas; los recubrimientos y la protección catódica de cámaras de agua y tuberías aportan la segunda y tercera barrera, material y electroquímica, decisivas en zonas estancadas, bordes y soldaduras.
¿Por qué los límites de velocidad de corrosión del acero al carbono y del inoxidable difieren en un orden de magnitud?
GB/T 50050-2017 fija <0.075 mm/a para el acero al carbono y <0.005 mm/a para cobre e inoxidables porque en el inoxidable una picadura o una corrosión bajo esfuerzo por cloruros es un fallo de penetración que no admite medirse por «pérdida media de espesor»; el límite más estricto obliga a prevenir la corrosión localizada mediante selección de material y control de cloruros y temperatura.
¿Por qué las cámaras de agua de los condensadores prefieren epoxi-fenólico y no epoxi corriente?
Las cámaras están sumergidas de forma permanente y soportan diferencias de temperatura y ciclos térmicos durante el mantenimiento; el epoxi curado con fenólico (novolac) ofrece mejor resistencia al agua caliente, a la temperatura y a los productos químicos que el epoxi corriente curado con aminas, y un revestimiento de 300–500 µm con detección de poros reduce de forma notable las picaduras bajo depósitos y las fugas; bordes y soldaduras exigen igualmente prepintado reforzado.
¿Cómo se cuantifica y controla el limo biológico?
Conforme a GB/T 50050-2017, el limo debe ser ≤3 mL/m³ (medido por el método de desprendimiento con biocida) y las bacterias heterótrofas ≤1×10⁵ CFU/mL. Su control combina oxidantes (cloro residual 0.1–1.0 mg/L, choques intermitentes de biocida) con la rotación de biocidas no oxidantes para evitar resistencias, manteniendo el caudal mínimo para reducir depósitos y eliminando limo por purgas periódicas.
El tanque de refrigeración de hormigón pierde agua y el armado se corroe e hincha: ¿cómo lo resuelve el recubrimiento?
Primero se trata el soporte: se retiran zonas huecas, se decapan las armaduras corroídas y se sellan de forma flexible grietas y juntas; después se aplica una capa estanca de imprimación epoxi + éster de vinilo/scallas de vidrio, garantizando la sequedad y el contenido de humedad del soporte y la capacidad de la capa para seguir el movimiento de las juntas, valorando si procede sustituir por alicatado resistente o membranas elásticas de impermeabilización.
¿Tiene aún sentido el recubrimiento interior de mortero de cemento en las tuberías de recirculación?
En tuberías de conducción de agua donde se busca proteger y reducir la incrustación, el mortero de cemento protege el acero al carbono mediante pasivación alcalina + aislamiento físico e inhibe el engrosamiento de depósitos en la pared, con coste bajo y vida útil larga; su resistencia a la erosión y la aplicación a baja temperatura son limitadas, por lo que suele combinarse con estabilización del agua y reparaciones locales con epoxi, y en tramos críticos puede sustituirse por un recubrimiento interior de epoxi sin disolvente.
Last updated: 2026-09-22
Referencias: GB/T 50050-2017 «Código de diseño del tratamiento del agua de refrigeración industrial en circuito» (velocidades de corrosión, límites de calidad del agua y microorganismos, resistencia térmica de depósitos); GB 50049-2011 «Código de diseño de pequeñas centrales térmicas», cláusula 13.12 sobre condensadores e instalaciones auxiliares; Microbially Influenced Corrosion of Steel in Marine Environments: A Review (PMC10535020, 2023, mecanismo de SRB y MIC); SSPC PA 2 (medición magnética de espesor seco).
Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd.