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Eliminación de sales solubles

altLa remoción de las sales solubles desde hace mucho tiempo ha sido tema de discusión tanto de fabricantes de recubrimientos como de los dueños o encargados de mantener diferentes tipos de estructuras y equipos en una variedad inmensa de industrias alrededor de todo el mundo.

Por: Pedro Sánchez*

Los costos asociados a la corrosión a nivel global representan un monto considerable que no puede ser pasado por alto, se estima que representa el 3% de PIB (Producto Interno Bruto) de los países desarrollados. Por tanto es importante en las etapas tempranas de los proyectos y en los sucesivos mantenimientos a lo largo de la vida útil de esta inmensa variedad de elementos, se tomen en consideración todos los aspectos que pueden influir en la falla prematura de un recubrimiento como por ejemplo la presencia de sales.

Este problema frecuentemente es pasado  por alto en las especificaciones y no se le presta la atención que merece. La intención de este artículo es exponer ciertas consideraciones importantes sobre el tema.

¿Cómo remover las sales?
La remoción de sales solubles puede abarcar un rango amplio de posibles soluciones, desde la más simple hasta la más compleja, dependiendo de las condiciones,  las cuales pueden variar enormemente. Consideremos una sal muy común como el Cloruro de Sodio. El ion cloruro nunca se encuentra solo.  Es común encontrar en la industria de los recubrimientos que el ion cloruro siempre está acompañado por algo más. Para estabilidad química, el ion cloruro (esto también aplica para los iones sulfatos y nitratos) busca estar junto con algo más, formando compuestos como el cloruro de sodio, el cloruro de Zinc, cloruro de plomo, cloruro de hierro o cualquier otro de muchas combinaciones.

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Cuando una superficie recubierta se contamina con cloruro de sodio, las sales se encuentran en la superficie. Debido a que ion cloruro tiene una fuerte afinidad por los metales y tiene un tamaño extremadamente pequeño puede pasar por medio de imperfecciones (muescas, rajaduras o micro grietas) verdaderamente pequeñas en el recubrimiento, a la superficie del metal. Una vez en la superficie del metal, teniendo el ion cloruro afinidad por los metales, este deja el sodio y se adhiere a la superficie metálica que le permite una mayor estabilidad. El ion cloruro forma un enlace electroquímico con el metal, convirtiéndose éste en un enlace extremadamente fuerte. Esta es la razón por la cual no puede ser removido fácilmente.

Donde antes el cloruro de Sodio podía ser relativamente fácil de remover de la superficie del recubrimiento, el  ion cloruro ahora se ha adherido a la superficie del metal y es verdaderamente difícil removerlo. Por ejemplo, la mayoría de las sales en la superficie de un recubrimiento pueden ser removidas empleando Granallado con agua de baja presión, pero las sales que se han pegado y reaccionado con el sustrato metálico algunas veces no pueden ser removidos empleando Chorro de Agua a Ultra Alta Presión (UHP WJ) - 40,000 psi.

Una vez que el ion cloruro se ha adherido al sustrato metálico, un nivel muy alto de energía es requerido para vencer el enlace electro químico. Esta energía puede ser en forma de energía mecánica, energía química o ambas. Las propiedades de la energía mecánica son ampliamente conocidas, pero muchos profesionales en recubrimientos no están conscientes de los requerimientos químicos de un removedor de sal. Dado a que una serie de reacciones se dieron lugar y resultaron en la unión del anión de la sal al sustrato metálico, el desprendimiento químico es el método más efectivo y tiene la probabilidad más alta de éxito de removerlo, si se usa el producto adecuado.

Para una máxima efectividad, el removedor de sales debe tener varias propiedades distintivas:
1)El pH del removedor debe ser menor a 7 para facilitar el desprendimiento, esto ha sido soportado tanto por libros de química como por la historia. Productos con pH superior a 7 aceleran la formación de una capa (barrera) la cual puede esconder la sal remanente en la superficie.
2)El removedor debe ser capaz de ser usado con agua que contiene cierto contenido de sales, como 600 ppm de cloruros, como es frecuente encontrar en el campo.
3)Debe ser capaz de no dejar ningún tipo de residuos o de película que pueda interferir con la adherencia del recubrimiento.

Como se ha establecido,  la sola fuerza mecánica del agua a presión algunas veces no puede hacer el trabajo, pero cuando es combinada con la energía química del removedor de sales, el trabajo se puede cumplir exitosamente. Una forma de energía asiste a la otra, proveyendo de esta forma de la energía requerida para cumplir con el trabajo de remoción.

De esta forma, en una superficie limpia por medio de granallado, los cloruros pueden ser adecuadamente removidos por la energía mecánica de 3000 psi de agua a presión tratada con removedor de sales. La presión de agua es importante para penetrar en todas las pequeñas grietas de la superficie que existen en aquellas superficies metálicas que han sido sometidas a la limpieza por granallado. La acción químicamente balanceada del removedor de sales debe tomar el desafío de despegar los iones cloruros del metal mientras el agua trata de lavarlos.

Cuando colocamos agua sobre la superficie desnuda del metal, el tema de la oxidación repentina o “Flash Rust” invariablemente aparece. Contaminantes incluyendo minerales, causan corrosión inmediata por lo que cuando los contaminantes son removidos, la causa de la  corrosión inmediata también es removida.

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Considerando que no es común remover totalmente todos los contaminantes de la superficie, usualmente hay algún nivel muy bajo de contaminantes (sales) que permanecen después de la limpieza. Esto se debe a la irregularidad de la estructura de la superficie del metal después del granallado. Cuando una superficie granallada se observa a través de un magnificador, se puede observar como el abrasivo a afectado a la superficie, formando valles y picos en su perfil.

Al mismo tiempo también son visibles unos bordes ásperos en los picos creados por el choque de las partículas que forman unas cavidades. El  remover el 100% de estos iones increíblemente pequeños, se hace casi imposible debido a su ubicación en estos espacios. Inclusive esta pequeña cantidad de contaminación puede causar alguna  corrosión inmediata, pero es típicamente es muy leve y en muchos casos no se requiere repasar con granallado. Algunos fabricantes de recubrimientos, requieren de una superficie preparada a “Metal Blanco” sin residuos de corrosión inmediata “Flash Rust”. Para remover cualquier pequeña cantidad de “Flash Rust” usualmente se requiere un granallado ligero o la aplicación de un inhibidor para prevenir la oxidación.


Métodos para remoción de sales ¿cuál usar y cuándo?
Existen muchos métodos disponibles para remover sales; solo uno es un método seco; todos los otros incluyen el uso de agua. El método seco envuelve repetidos granallados. Un grano fino es más efectivo removiendo las sales que un grano grueso, entonces una mezcla de abrasivo técnicamente preparado es a veces especificado (el grano grueso provee el perfil requerido y el grano fino la limpieza). Pero rara vez un efectivo trabajo de remoción se puede llevar a cabo empleando un solo pase.

Típicamente una superficie tiene que ser granallada, permitir que aparezca el oxido de nuevo y entonces volver a granallar. No es inusual granallar varias veces una superficie contaminada para alcanzar un nivel aceptable de limpieza, particularmente en superficies altamente contaminadas que han estado en ambientes marinos o carcasas de bombas. El oxido que aparece posteriormente es activado por la humedad del ambiente o es acelerado por el lavado con agua. Simplemente basta la presencia de humedad para que las sales hagan el resto. El costo asociado con este proceso lo hace un proceso cuestionable económicamente.

De los métodos que emplean agua, existen muchas opciones, como el UHP WJ (Ultra High Pressure Water Jetting), granallado con chorro de agua y un granallado seco en conjunto con un lavado con agua, con la adición de un removedor de sales, que algunas veces requiere de repetir el granallado como se menciono anteriormente. Existen otros métodos menos comunes, como el uso de abrasivos especiales, pero un tipo de abrasivo en particular por si solo seguramente no removerá todas las sales,  aunque algunos abrasivos “fregaran” la superficie mejor que otros.

El estándar que regula el uso del Chorro de Agua “Waterjetting” según NACE y SSPC (Sociedad para Recubrimientos Protectores) es  el estándar NACE 5 /SSPC SP 12 (Preparación de Superficie y Limpieza de Metales con Chorro de agua  Previo al Recubrimiento) y la norma visual NACE VIS 7/ SSPC-VIS 4 (Guía y Referencia Fotográfica para la Preparación de Superficie de Acero por Chorro de Agua).

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Revisando las diversas opciones disponibles, se puede determinar que método puede resultar más adecuado para un trabajo en particular.

UHP WJ puede, pero no siempre, resultar en un nivel deseado de limpieza. Si usted se quiere asegurar de obtener el nivel de limpieza deseado de una sola vez, debe adicionar un removedor de sales conveniente al agua. Esto combina ambas energías, la química y la mecánica, una asiste a la otra. Esto permite al operador proceder rápidamente mientras va inspeccionando visualmente asegurando que los contaminantes no visibles serán removidos. Puede alcanzarse una máxima productividad de esta forma.

Un granallado con agua o empleando un granallado con mezcla, puede reducir los cloruros, pero puede no obtener el resultado deseado en una simple pasada.

El granallado empleando agua no es muy usado debido a que muchos contratistas y operadores  están acostumbrados al granallado en seco. Muchos contratistas no quieren realizar inversiones importantes en equipos, desconociendo que pueden adaptar algunos accesorios muy sencillos a los equipos de granallado existentes.

Dado que el granallado con agua es libre de polvo, la contaminación ambiental no es un problema. Ofrece al operador una mejor visibilidad, una variedad de boquillas puede ser usada para ayudar a culminar los trabajos más rápidamente y ayudan a ahorrar tiempo, además debido a la limpieza de la operación, la adhesión del recubrimiento al sustrato es mejor.

La técnica más frecuentemente usada es el granallado con abrasivo seco para áreas cubiertas de oxido, esto permite remover el oxido y exponer el sustrato desnudo del metal, basado en el estándar de granallado grado industrial, dependiendo de lo extendido de la corrosión, ya que pueden ser zonas aisladas como la superficie completa. Este granallado puede ser simplemente para remover cualquier material que pueda servir de barrera como, recubrimientos dañados anteriores u oxido que pueden darle cabida a las sales, por lo tanto deben ser removidos. Un lavado con agua a presión  3000 psi que incluya el removedor de sales, se debe llevar a cabo, para que la acción combinada de la acción mecánica y química ayude a la remoción de las sales. Un granallado final es realizado siguiendo las especiaciones. Otra técnica también puede ser llevada a cabo realizando como primer paso un granallado en seco,  posteriormente un lavado con agua (y removedor de sales) a presión  y  finalmente se enjuaga empleando agua incorporando un inhibidor o se realiza un granallado ligero. Cualquiera de los dos métodos trabaja bien y ayudan a alcanzar el resultado deseado si es aplicado correctamente.

De los dos casos expuestos anteriormente la única diferencia es que cada trabajo es particular y deberá elegirse el método que mejor se adecue a nuestra situación. Estos métodos son muy convenientes y no causan mayores problemas a los trabajadores, el ambiente y no generan desperdicios.

Se debe llamar la atención al determinar qué tipo de sales estamos tratando de remover. Para ello debemos realizar la prueba adecuada que nos permita determinar el tipo de sal presente en el sustrato, ya que existen algunos métodos para determinar contaminación por cloruros que no están en capacidad de determinar otras clases de sales como por ejemplo nitratos.

¿Cuáles son los niveles permitidos?
La industria de los recubrimientos ha buscado los lineamientos a seguir en cuanto a los niveles de contaminación con sales permitidos. Para información general concerniente a los recubrimientos usualmente se recurre al fabricante. Los fabricantes proveen la información del perfil requerido, los espesores de capa a ser aplicados, los tiempos de espera entre capas, etc. Ya que ellos son los que mejores conocen su producto, ellos pueden dar una guía de cuáles son los niveles permitidos de sales. Para ellos poder ofrecer esta información veraz, ellos deben saber cuál es la expectativa de vida en servicio que tendrá su producto. Además el fabricante le debe preguntar acerca de otras variables que estarán presentes en las condiciones de servicio del recubrimiento. Procediendo de esta manera le podrá proporcionar la mejor respuesta a sus preguntas. Existen sales como los Cloruros, Sulfatos y Nitratos y en cada caso existen niveles mínimos permitidos estipulados por las normas y que pueden variar según cada trabajo en particular. En todo caso para evitar fallas prematuras en los recubrimientos, las sales contaminantes en exceso deben ser removidas.

* Belzona ®

Author: Vanesa Restrepo

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