Corrosión y agresividad en aguas residuales - EMACSA · las ecuaciones de Nernst para di-ferentes...

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Introducción Las aguas residuales, tanto ur- banas como industriales son un me- dio complejo, rico en muchas sus- tancias, más o menos degradadas, orgánicas e inorgánicas, así como en cantidades ciertamente impor- tantes de microorganismos que las dotan de un potencial de interacción con el medio muy notable. También por su propia dinámica asociada se constituyen en un medio que paula- tinamente va modificando sus ca- racterísticas fisicoquímicas y m icro- biológicas a lo largo de la red de sa- neamiento, desde su generación en nuestros hogares, en nuestros cen- tros comerciales, centros sanitarios, e industrias, su conducción por co- lectores y emisarios, hasta su llega- da a las estaciones depuradoras, pasando a ser un medio progresiva- mente más desoxigenado y con más carácter reductor desde el pun- to de vista químico. Si bien el agua natural ya de por sí es capaz de afectar al me- dio en contacto con ella, esta ac- tividad se potencia sensiblemen- te en el ámbito de las aguas resi- duales. Así pues, el objetivo de este artículo será pasar revista a los fundamentos de la dinámica de la corrosión y agresividad en redes de saneamiento, tipos de agentes corrosivos y agresivos presentes en las aguas residua- les, presentar algunos ejemplos prácticos de los problemas gene- rados, finalizando con la reseña de los costes asociados a esta grave problemática. Agentes corrosivos y agresivos en el agua residual: mecanismos Podemos hablar de tres meca- nismos corrosivos: electroquími- cos, químicos y microbianos. Corrosión electroquímica Cualquier metal sumergido en una disolución tiende a i onizarse parcialmente, con lo que sus io- nes (cargados positivamente) pa- san a disolución mientras el me- tal de partida quedaría con carga negativa. El potencial de electro- do para este proceso se rige por la ecuación de Nernst, E = (RT / nF) x ln (P /π) = (RT / nF) x ln (C / a m ) siendo, “n” la valencia del metal (carga positiva), “T” la temperatu- ra (ºK), “R” la constante de los gases perfectos, “P” presión, “πpresión osmótica, “a m ” actividad de los iones metálicos en di solu- ción, “C” un valor relacionado con la concentración de iones en el metal, y “F” el número de Fara- day. Resolviendo la ecuación para T = 25 ºC se obt endrían los denominados potenciales norma- les de electrodo que definen las tecno ambiente 15 Corrosión y agresividad en aguas residuales Mecanismos, ejemplos y costes Rafael MARÍN GALVÍN Control de Calidad y Medio Ambiente EMPRESA MUNICIPAL DE AGUAS DE CÓRDOBA S.A. Los fenómenos corrosivos y agresivos que agreden a las infraestructuras que componen los saneamientos, tanto colectores de aguas residuales como las propias EDARs, tienen tres orígenes: fenómenos electroquímicos, procesos químicos y actividad microbiana. La conjunción de todos ellos provoca problemas de degradación prematura de materiales en todo el sistema de saneamiento, dado que la ubicación de los agentes corrosivos y agresivos se extiende desde el agua residual a las atmósferas en contacto con ella y a los sólidos separados de forma forzada o no de la misma. La acción negativa de la corrosión y agresividad en nuestros saneamientos provoca pérdidas anuales del orden de 10.000 M€ al año en España, además de diversos costes no económicos de índole social, sanitaria y ambiental.

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Introducción

Las aguas residuales, tanto ur-banas como industriales son un me-dio complejo, rico en muchas sus-tancias, más o menos degradadas,orgánicas e inorgánicas, así comoen cantidades ciertamente impor-tantes de microorganismos que lasdotan de un potencial de interaccióncon el medio muy notable. Tambiénpor su propia dinámica asociada seconstituyen en un medio que paula-tinamente va modificando sus ca-racterísticas fisicoquímicas y m icro-biológicas a lo largo de la red de sa-neamiento, desde su generación ennuestros hogares, en nuestros cen-tros comerciales, centros sanitarios,e industrias, su conducción por co-lectores y emisarios, hasta su llega-da a las estaciones depuradoras,pasando a ser un medio progresiva-mente más desoxigenado y conmás carácter reductor desde el pun-to de vista químico.

Si bien el agua natural ya depor sí es capaz de afectar al me-dio en contacto con ella, esta ac-tividad se potencia sensiblemen-te en el ámbito de las aguas resi-duales. Así pues, el objetivo deeste artículo será pasar revista alos fundamentos de la dinámicade la corrosión y agresividad enredes de saneamiento, tipos deagentes corrosivos y agresivospresentes en las aguas residua-les, presentar algunos ejemplosprácticos de los problemas gene-rados, finalizando con la reseñade los costes asociados a estagrave problemática.

Agentes corrosivos y agresivos

en el agua residual:mecanismos

Podemos hablar de tres meca-nismos corrosivos: electroquími-cos, químicos y microbianos.

Corrosiónelectroquímica

Cualquier metal sumergido enuna disolución t iende a i onizarseparcialmente, con lo que sus io-nes (cargados positivamente) pa-san a disolución mientras el me-tal de partida quedaría con carganegativa. E l potencial de e lectro-do para este proceso se rige porla ecuación de Nernst,

E = (RT / nF) x ln (P /π) = (RT / nF) x ln (C / am)

siendo, “n” la valencia del metal(carga positiva), “T” la temperatu-ra (ºK), “R” la constante de losgases perfectos, “P” presión, “π”presión osmótica, “am” actividadde los iones metálicos en di solu-ción, “C” un valor relacionado conla concentración de iones en elmetal, y “F” el número de Fara-day. Resolviendo la ecuaciónpara T = 25 ºC se obt endrían losdenominados potenciales norma-les de electrodo que definen las te

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Corrosión y agresividad en aguas residuales Mecanismos, ejemplos y costes

Rafael MARÍN GALVÍNControl de Calidad y Medio AmbienteEMPRESA MUNICIPAL DE AGUAS DE CÓRDOBA S.A.

Los fenómenos corrosivos y agresivos que agreden a las infraestructuras que componen lossaneamientos, tanto colectores de aguas residuales como las propias EDARs, tienen tresorígenes: fenómenos electroquímicos, procesos químicos y actividad microbiana. La conjunciónde todos ellos provoca problemas de degradación prematura de materiales en todo el sistema desaneamiento, dado que la ubicación de los agentes corrosivos y agresivos se extiende desde elagua residual a las atmósferas en contacto con ella y a los sólidos separados de forma forzada ono de la misma. La acción negativa de la corrosión y agresividad en nuestros saneamientosprovoca pérdidas anuales del orden de 10.000 M€ al año en España, además de diversos costesno económicos de índole social, sanitaria y ambiental.

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posibilidades de interacción re-dox entre sustancias. En la prác-tica, para un electrodo genéricose tendría,

E = E0 + (0,058 / n) x log amque aplicado al caso del electro-do normal de H2, a 1 atm de pre-sión y 25 ºC, se iguala a cero,siendo la base por convenidopara comparar potenciales deelectrodo entre pares redox.

Las especies electroactivascontactan, bien directamente obien a t ravés de un m edio (aguaresidual) que transmite la corrien-te eléctrica, dando lugar a queuno de los electrodos, el de po-tencial de oxidación más nega-tivo o menos positivo, se vaya disolviendo poco a poco: este fe-nómeno es la corrosión electroquí-mica, la cual puede desarrollarse,tanto en medios aireados comodesaireados (lo segundo, lo máshabitual en aguas residuales).

Corrosión en medios aireadosPara un metal genérico “Me”,

en contacto con un agua resi-dual, se tendrán los procesos:

Me ➝ Men+ + ne0 (reacciónanódica, oxidación del metal)

O2 + 4H+ + 4e0 ➝ 2H2O (reac-ción catódica, alcalinización delagua)

El potencial de oxidación delpar Me/Men+ debe ser más bajoque el del par O2/H2O (+1,23 V)para que las reacciones conduz-can hacia la oxidación del metal.Aplicando la ecuación de Nernsty considerando “n=2” (caso delFe, por ejemplo) quedaría que,

E = E0 – (RT / F) x ln [OH-] +(RT / 4F) x ln PO2 lo que indicaque el potencial, es decir, la oxi-dación del metal, se favorecerácon el i ncremento de pH y de l apresión parcial de O2 (concentra-ción) en ella. El Fe oxidado setransforma en hidróxidos, tipoFe(OH)2 y Fe(OH)3, los cualesconstituirían los productos prácti-cos de corrosión en tuberías, co-lectores e instalaciones, dándosecolateralmente la alcalinizacióndel agua por consumo de ionesH+. Además, l a deposición sobreel metal de hidróxidos actúa ra-lentizando la di fusión de O 2 des-de el agua, con lo que se propi-te

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Figura 1. T rozo de tubería metálica severamente corroída mostrando zonastotalmente perforadas.

Figura 2. Diagrama de estabilidad para el sistema redox Fe 2+/H2 en mediosdesaireados.Las líneas horizontales marcan la concentración de Fe 2+ disuelto en función depotencial y pH: así, para pH=4 y E≈-0,7 V, [Fe2+]≈10-8 mol/kg.

Figura 3. Corrosión electroquímica inter na y exter na en tuberías de fundición dehierro. Obsér vense tanto picaduras y per foraciones como acumulaciones dedepósitos.

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cia la retroalimentación del pro-ceso anódico, y la extensión dela corrosión con la aparición deperforaciones por todo el material(figura 1).

Corrosión en medios desaireadosEs la más frecuente en aguas

residuales. Las reacciones redoxserían (por ejemplo, para Fe).

Fe ➝ Fe2+ + 2e0 (reacciónanódica, oxidación del metal).

2H+ + 2e0 ➝ H2 (reacción ca-tódica, con generación de hidró-geno).

El efecto práctico sigue siendola disolución de Fe que proseguirámientras el medio contenga sufi-ciente cantidad de iones H+ (pH<10,5) o exista suficiente cantidadde Fe2+ que recubra las zonas me-tálicas expuestas del acceso delO2. Como diferencia con los me-dios aireados, el Fe2+ en mediodesaireado no tendría tendencia aoxidarse después a Fe3+.

Para estudiar estos procesosse desarrollan los diagramas dePourbaix, en los que aplicandolas ecuaciones de Nernst para di-ferentes pares de electrodos quepodrían interaccionar mutuamente,se obtienen las estabilidades delas especies electroactivas en fun-ción del pH, considerando sus va-lores de potencial. La figura 2 pre-senta el diagrama de estabilidadpara el sistema hierro-agua enmedio desaireado.

Por otra parte, la corrosión enmedios desaireados sólo cesaráen aguas estancadas o sin flujocirculator io al no darse allí ela r ras tre de l os depós itos deFe(OH)2 formados. Finalmente,este mecanismo provoca la ge-neralización de una corrosiónbastante uniforme en toda la ex tens ión de l m e ta l , con l a coexistencia de muchas zonasanódicas, focos de importante alteración.

Corrosión por aireación diferencialConjugando los dos tipos de

corrosión metálica v istos se pue-de esperar que las zonas del me-tal sin contacto di recto con O2(recodos, huecos de roscas, fisu-ras, etc.) constituyan zonas anó-dicas activas de disolución demetal mientras que las que esténen contacto con O2 serán zonascatódicas preservadas de la co-rrosión. Entre las dos se estable-ce una diferencia de potencial ycorrosión asociada, proceso alque se denomina “aireación dife-rencial” (figura 3).

Como resumen de lo dicho,todos los metales con potencia-les de par inferiores a +1,23 Vserán oxidados por el O2, mien-tras todos aquellos con potencia-les de par inferiores a 0 ,00 V, loserán por el H2O. En la práctica,excepto los metales nobles (Au,Ag, Pt y Rb, como más emplea-

dos habitualmente) todos los me-tales en presencia de agua seoxidarán más o menos.

Procesos químicoscorrosivos y agresivos

Fenómenos de agresividad liga-dos al equilibrio carbónico

Sin entrar en más detalles re-cordemos que en aquellas aguascon índice de Langelier iL <0, oíndice de Ryznar iR >6,8, se da-ría la paulatina disolución de car-bonatos del medio, en est e casode hormigones y materiales deconstrucc ión de co lec tores yotras instalaciones no metálicasen contacto con las aguas resi-duales, lo cual favorecerá pos-teriormente ulteriores ataques corrosivos o microbianos y la po-tenciación de la degradación delelemento de que se trate.

Por su parte, para índices deLangelier iL >0, o de Ryznar iR <6,2, el agua sería incrustante fren-te al equilibrio carbónico con la de-posición asociada de carbonatossólidos sobre las superficies en con-tacto con ella (la figura 4 presentaun ejemplo práctico de incrustacio-nes calcáreas).

Mineralización Las sales aumentan la con-

ductividad disminuyendo la resis-tencia al flujo de las corrientes decorrosión que r esultan favoreci-das: Cl-, SO4

2-, así como Br- yNO3, propician el inicio de fenó-menos corrosivos (aún en bajasconcentraciones). El efecto delos cloruros es muy marcado: alprincipio se da una acumulaciónde iones Cl- (transportados v íaelectrolítica) en la zona anódica,mientras paralelamente se produ-ce un incremento de iones H+ porprecipitación de hidróxidos deFe. El efecto global es la genera-ción de trazas de HCl que, unidoal O 2, provocan p icaduras en laszonas metálicas. Este efecto sepotencia en las aguas más salo-bres hasta concentraciones deunos 104 g/l de NaCl, punto apartir del cual se observa una re-ducción en la solubilidad del oxí-geno y un descenso en la agresi-vidad del sistema. te

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Figura 4. Conducción de agua con deposiciones calcáreas debidas al efecto deaguas incrustantes (precipitación de CaCO3 y otros materiales asociados).

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Los iones sulfato también po-tencian los fenómenos corrosivospor tres causas: incremento de lasalinidad del agua, por poder serconvertidos en sulfuros vía micro-biana y a través de un proceso es-pecífico de degradación de hormi-gones, que discurre en dos pasos: (a) Sulfatación de la cal libre del

cemento por los sulfatos delagua, según el proceso, Na2(SO4) + Ca(OH)2 + 2H2O CaSO4,2H2O + NaOH

(b) Reacción entre sulfato hidra-tado y aluminato del cemen-to, generando la “sal de Can-dlot” de alta expansividad, yposterior descomposición yd isgregac ión de l m ater ia lbase, de acuerdo a,3CaSO 4 ,2H 2 O + 1 3H2O +3CaO, A l 2O3, 12H 2O ➝3CaO, 3CaSO4, Al2O3, 31H2Odonde la presencia de Mg (li-gado a la dureza del agua) in-crementa la tasa de descom-posición. Para finalizar, si bien cantida-

des del orden de 1 m g/l de Cu 2+

aceleran la corrosión por la elec-trodeposición de Cu metálico (re-ducido a partir de Cu2+) en las zo-nas catódicas del sistema, el pHalcalino, y l a de al gunos anionestales como cromatos, SiO4

= yPO4

3- es beneficiosa ya que estosiones actúan como moderadoresde la velocidad de corrosión.

TemperaturaDiferencias de temperatura de

15 ºC entre distintas zonas de un ma-terial llevan asociadas diferencias depotencial superiores a los 40-50 mV,e importantes efectos corrosivos.

Acidez y basicidadLos ácidos inorgánicos fuer-

tes (HCl, HNO3, H3PO4, H2SO4,HF) así como los orgánicos fuer-tes (cítrico, acético) promuevenel ataque a hormigones, cemen-tos y metales (figura 5).

Por otro lado, NaOH, KOH yNa2CO3, especialmente, promue-ven la solubilización inducida de losaluminatos y alúmina presentes encementos y similares (figura 6).También podría ocurrir este efectocon la presencia de Mg(OH)2, pro-ceso acelerado si existe amoníaco.

Contenido en NH3Afecta a hormigones y cemen-

tos mediante el desarrollo de pro-cesos microbianos nitrificantes,que generarían nitratos y ácido ní-trico en medios aireados, así comopor su posibilidad de reaccionarcon la cal de l os cementos acele-rando su degradación.

Presencia de sulfuros y ácido sulfhídrico

El s is tema H2S/HS- /S= enaguas residuales o atmósferasen contacto con ellas genera sul-furos metálicos por d isolución demetales, pudiendo además, seroxidados al sistema H2SO4/SO4

=,

altamente corrosivo (f igura 7).Por otra parte, los S= también po-drían reducir el Fe3+ del Fe(OH)3generando FeS con menor volu-men que el primero y propiciandola descomposición de los tubér-culos de hidróxidos ya existentesen los materiales, que despuésretroa limentar ían e l proceso:pH<6 y aumentos de temperaturafavorecen estas dinámicas.

Corrosión microbianaSiempre posterior a la elec-

troquímica y química, propicia laformación de concreciones, tu-bérculos, e incluso perforacionesy fisuras en materiales. Podemoste

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Figura 5. Agresión ácida sobre una acometida industrial de aguas residuales a uncolector general de saneamiento (superior); (debajo) efectos de un ver tido ácidosobre elementos de obra y metálicos en un pozo de registro.

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considerar cuatro t ipos de m icro-organismos como más activos encorrosión microbiana.

Bacterias del ciclo del hierro y del manganeso

Son bacterias quimiotróficasque oxidan Fe2+ a Fe3+ a pH áci-do preferentemente (pH=4-6),gracias a contar con enzimas re-dox (flavinas). Pertenecientes aeste grupo tenemos:

• Clamidobacter ias: Lep-tothrix ochracea, L. cras-sa y L. discophora.

• Crenotricáceas: Crenoth-rix polyspora y Clonothrixfusca.

• Siderocapsáceas: Sidero-capsa geminata, y espe-cies de Ferrobacillus y Si-deromonas.

• Galioneláceas: Gallionellaferruginea y G. major.

El Fe(OH)3 formado es almace-nado en secreciones mucilaginosasque adoptan forma de vai nas, cáp-sulas y tubérculos (figura 8). Lascápsulas suelen estar huecas,conteniendo, además de los óxi-dos férricos, CaCO3 y FeS en al-gunas especies. Las bacterias delFe y Mn son microorganismos ae-robios con una disponibilidad deFe2+ limitada, por lo que actúan in-crementando los procesos electro-químicos previos que generan elFe2+ necesario para su vida. Des-táquese a Thiobacillus ferrooxi-dans capaz de oxidar Fe2+ a Fe3+

en medio ácido. Todos estos microorganismos

oxidan Mn2+ a Mn4+, especialmentecuando exista abundancia de Mnsobre el Fe del medio, estando fa-vorecido su crecimiento por fenó-menos paralelos de nitrificación.Además, ciertas bacterias son es-pecíficas del Mn (algunas Pseudo-monas, Metallogenium e Hyphomi-crobium) cuya actividad es más rá-pida en aguas con pH ácido.

Bacterias oxidantes delhidrógeno

Varias bacterias quimiotrófi-cas aerobias son capaces de cre-cer en presencia de hidrógenomolecular aunque pueden emple-ar otros sustratos oxidables. Esteproceso lo realizan el géneroHydrogenomonas y a lgunasPseudomonas (P. facilis y P. de-lafieldii), oxidando el hidrógenohacia H2O, en un proceso favore-cido con la p resencia de NO3

- yO2, y pH alcalino.

Bacterias sulfato reductorasBacterias autotróficas anaero-

bias facultativas, resisten tempo-ralmente la saturación del agua enO2. Existen dos rutas metabólicasde reducción bacteriana de sulfa-tos: reducción asimilatoria y de-sasimilatoria. La primera es com-partida por muchas bacterias (ae-robias y anaerobias facultativas)que emplean el S generado inter-namente. Así, E. coli, para lo quecuenta con enzimas como la sulfa-to reductasa y la sulfito reductasaque finalmente rinden S2- y H2S.No obstante, el proceso de másimportancia en corrosión bacteria- te

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Figura 6. Efecto de ver tidos alcalinos sobre una acometida de aguas residualesindustriales.

Figura 7. Pared de un emisario general de aguas residuales con muestras típicasde la acción conjunta de las corrosiones férricas y las debidas a sulfuros.

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na es la reducción desasimilatoria,llevada a cabo por bacterias anae-robias estrictas como Desulfoto-maculum, Desulfovibrio y Clostri-dium nigrificans. En los dos casoslos S= liberados precipitan ionesFe2+ generando depósitos de FeSnegro que, además, contienenFe(OH)2.

Con respecto al H2S, su acu-mulac ión en la super fic ie de lagua residual, en condiciones demínima oxigenación, da lugar aldesarrollo de bacterias rojas yverdes del azufre, que en presen-cia de luz vuelven a oxidar el H2Snuevamente hacia sulfatos. La al-ternancia de un tipo y otro debacterias da lugar a un ciclo delS típico en aguas residuales des-oxigenadas marcando en ellas elbalance de S=. Por otro lado, elconsumo químico de oxígeno enla superficie de los tubérculosacarrea después el desarrollo demás bacterias reductoras oportu-nistas que actuarían sobre variossustratos del medio. Como reac-ción derivada del proceso ante-rior, el H2S formado promueve lareducción electroquímica del Fe3+

presente lo que supone la con-tracción del volumen de los tu-bérculos y un material más que-bradizo y más atacable.

Resumiendo, las condicionesfavorables para la corrosión porbacterias sulfato reductoras son:medio anaerobio, pH = 5,5-8,5,presencia de PO4

3-, Fe2+ y otrossustratos orgánicos ( lactatos,malatos..), presencia de H2 ytemperatura óptima de desarrolloentre 30 y 40 ºC.

Bacterias del ciclo del nitrógenoDiversas bacterias fijan N2 at-

mosférico desde suelo, agua, ydesde los sedimentos orgánicosde medios acuáticos degradados(incluso colectores de aguas resi-duales): así, especies de Azoto-bacter en medio aerobio. Por otrolado, otras bacterias pueden reali-zar la amonificación (conversiónde compuestos nitrogenados enNH3) incrementándose la veloci-dad del proceso con la presenciade proteínas (habitual en el aguaresidual) y siendo óptima a tempe-raturas entre 25 y 35 ºC, pero no

deteniéndose ni incluso a 0 ºC. Elamonio del agua residual es f uen-te de nitrógeno para las n itroso-bacterias, que producen NO2

- (ni-tritación) posteriormente oxidadosa NO3

- por las nitrobacterias (nitra-tación): sin embargo, elevadoscontenidos de NH3 en el agua resi-dual pueden inhibir la “nitratación”.Bacterias típicas en nitrificaciónson Nitrosomonas y Nitrosococcus(nitritación) y Nitrobacter y Arthro-bacter (nitratación).

En medios a naerobios ricosen materia orgánica se produceel proceso inverso a la nitrifica-ción o “desnitrificación”, consis-tente en la reducción de NO3

- aNO2

- y de éstos a óxidos de nitró-geno y N2. Este proceso es lleva-do a cabo por numerosas bacte-rias anaerobias facultativas, quelo utilizan como “solución adapta-tiva” ante episodios de carenciade oxígeno. Finalmente, la amo-nificación de nitratos, o genera-ción de NH3 a partir de NO3

-, esdesarrollado por especies bacte-rianas de los géneros Clostridiumy Bacillus, y por cepas de E. coli.

Ubicación de losagentes corrosivos y

agresivos en lossaneamientos

Los compuestos agresivos ycorrosivos en los saneamientos nosólo están en el agua residual: hade extenderse el concepto a todo

el entorno que la rodea y tanto enla parte de vehi culación de aguas(saneamiento) como en la de de-puración (EDAR).

Siguiendo la línea de proceso,en una EDAR, las limpiezas ymantenimiento periódicos de ele-mentos de elevación de aguas, laspurgas de elementos de desengra-sado-desarenado, purgas de de-cantación primaria o, en su caso,las aguas procedentes de secadoo centrifugado de fangos secunda-rios e, incluso, las generadas enlavados y limpiezas periódicas deelementos de la EDAR tendrán po-tencial corrosivo, aunque se re-conduzcan internamente al propioproceso depurador. Los restos deproductos químicos de tratamientodiluidos y, si bien deben ser ges-tionados como residuos peligrosospor un gestor autorizado, podríanen situaciones de emergencia o deaccidente llegar a proceso en laEDAR y constituirse como otrospotenciales focos agresivos y co-rrosivos (por ejemplo, figura 9).

Supóngase que desde unagua residual se emitan compues-tos volátiles, bien por encontrarseen origen en ella, o bien por gene-rarse a t ravés de los mecanismosquímicos y microbiológicos quehemos reseñado en los apartadosanteriores es muy evidente. Comoejemplo, los bencenos o clorofor-mo de un agua residual pueden in-corporarse parcialmente a la fasegaseosa en equilibrio con la fasete

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Figura 8. Tubérculos típicos de corrosión bacteriana en tuberías de hierro.

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líquida a lo largo de un colectorque transporte estas aguas resi-duales en función de varias varia-bles: temperatura, volatilidad, pre-siones parciales de los componen-tes, reacciones químicas que pue-dan experimentar los compuestos,etc. En todo caso una cierta frac-ción de estos compuestos estaráen la atmósfera de los colectoresde aguas residuales, y también enel ambiente de cualquier EDAR ala que accedan. Y desde aquí po-drán, en mayor o menor medida,llevar a cabo su actividad corrosi-va y agresiva en los diversos ma-teriales e instalaciones en contac-to con estas atmósferas.

Desde otra óptica, los gases yvolátiles que química o microbioló-gicamente se generan en un aguaresidual, sin intervención del serhumano, como por ejemplo, elH2S, mercaptanos o los compues-tos aminados, podrán abandonarmuy fácilmente la fase líquida y seinstalarán preferentemente en laatmósfera en contacto con aqué-lla, atacando redes de colectoresasí como elementos de llegada yde proceso de las aguas residua-les en las EDARs (figura 9).

De lo dicho ya se identificandos nichos de localización de im-portantes cantidades de agentesagresivos: el agua residual (fase lí-quida) bien en origen o la proce-dente de reboses y procesos inter-nos de las EDARs, y los gases yatmósferas en contacto con estasaguas residuales (fase gaseosa).Para completar la panorámica,han de tenerse en cuenta los resi-

duos sólidos generados en unaEDAR, así como en los colectoresde aguas residuales.

Con respecto a los colectoresde aguas residuales nos referi-mos a compuestos que, en fun-ción del trazado de colectores,por zonas de baja pendiente, fon-dos de saco, mínima velocidadde flujo, etc., se van acumulandoen el fondo y paredes de l os co-lectores. Englobados en estossólidos existen compuestos concapacidad de agredir química omicrobiológicamente materiales.Aquí también han de recordarselos pozos de sólidos existentesen elementos accesorios en co-lectores, como pueden ser bom-beos y elevaciones de aguas, oasimismo los sistemas de purgasy de p re tra tamien to con quecuentan los tanques de tormentay almacenamientos temporalesde aguas residuales instaladosen las redes de colectores, sin ol-vidar los aliviaderos de aguaspara casos de emergencia en lasredes de colectores que al nofuncionar más que eventualmen-te suelen acumular gran cantidadde restos sólidos.

En las EDARs, los residuos ysubproductos agresivos son por-centualmente más importantes:sólidos gruesos, retirados antes dela elevación inicial de aguas a laEDAR; sólidos retirados en desen-grasado; sólidos retirados en des-arenado; así como fangos de decantación primaria, con o sinadición de reactivos químicos yfangos retirados y no recirculados

de decantación secundaria. En re-alidad los sólidos de los pozos degruesos, desarenado y desengra-sado, se retiran del agua residualdirectamente y no suelen ser des-pués sometidos a ningún trata-miento, siendo gestionados por ungestor autorizado al efecto. Así, suagresividad tiene efectos limita-dos, salvo accidente o evacuaciónindeseada, circunscribiéndose alos depósitos temporales de alma-cenamiento y las inmediacionesde los mismos.

Con respecto a los fangosprimarios y secundarios, normal-mente se envían a proceso inter-no, en lo que constituye la líneade fangos de cualquier depurado-ra, siendo deshidratados y even-tualmente secados y, finalmente,gestionados como residuos asi-milados a urbanos, o incluso en-viados a aprovechamiento agrí-cola, compostaje, o bien siendosometidos a digestión anaerobiapara su aprovechamiento ener-gético vía cogenerativa. En estoscasos, los elementos de deshi-dratación y secado de fangos,frescos o digeridos, o instalacio-nes de almacenamiento tempo-ral, sí suelen generar ambientesgaseosos y atmósferas con altopoder agresivo y corrosivo (ade-más de odorífero).

Resumiendo, l os agent esagresivos y corrosivos para lossistemas de saneamiento puedenencontrarse en los tres nichos queconforman el sistema (figura 10):(a) en fase líquida como aguas re-siduales; (b) en fase gaseosacomo gases que escapan de lafase líquida; (c) en fase sólidacomo los residuos separados delagua residual, bien a t ravés de sudepuración, bien a través de sim-ples fenómenos de decantación noforzada.

Costes asociados de losfenómenos corrosivos y

agresivos

Son de dos tipos: no econó-micos y económicos. De los pri-meros podemos fijarnos en:

• Roturas, f isuras, fracturasy deterioros prematurosen colectores y equipos; te

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Figura 9. Alteración general de la ar queta de recogida de agua depurada en untanque de oxidación total tras 3 años de servicio.

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Page 8: Corrosión y agresividad en aguas residuales - EMACSA · las ecuaciones de Nernst para di-ferentes pares de electrodos que podrían interaccionar mutuamente, se obtienen las estabilidades

también en los propioselementos y equipos delos laboratorios de proce-so de las EDARs.

• Evacuación indeseada almedio ambiente de eflu-entes sin depurar, t antoaguas residuales comogases y atmósferas noci-vas. De producirse en zo-nas hab itadas o en suproximidad, podría gene-rar problemas sanitariospor la contaminación mi-crobiana rica en vectoresactivos de diversas enfer-medades contenidos enlas aguas residuales.

• La salida al medio, espe-c ia lmente u rbano, deefluentes gaseosos tam-bién podría acarrear pro-blemáticas ligadas a ma-los olores y atmósferasdesagradables.

• La salida al freático deaguas residuales sin tra-tar , o d irec tamente , a lmedio ambiente urbano ocercano al mismo, podríaconstituir un foco impor-tante de contaminaciónambiental indeseable delos recursos hídricos tan-to superficiales como sub-terráneos.

• Generación de problemasde movilidad urbana e i n-comodidad ligada a losepisodios de reparaciónde instalaciones deterio-radas: cortes de t ráfico,ruidos por maquinaria pe-sada, molestias por gasesde combustión de maqui-nar ia (por e jemplo , decorte o para generacióneléctrica autónoma) e, in-cluso, la restricción de ac-ceso a la propia viviendaa los ciudadanos en fun-ción de la loca lizaciónconcreta del problema aresolver.

• Por último, la percepciónsocial del ciudadano deprestar poca atención a lacuestión ambiental ligadaa la recogida y depura-ción de las aguas resi-duales en su ciudad.

Para finalizar este artículo, yaunque los costes económicosglobales son un aspecto cuyo re-sultado final estará en función delos parámetros de partida consi-derados, est imaciones del sectorevalúan los costes derivados delos fenómenos agresivos y corro-sivos, y que af ectan a reposicióntotal o parcial de materiales yequipos de saneamientos y de-puradoras, entre el 0,1% y másdel 1% sobre el PIB de un paísindustrializado. En el caso de Es-paña, la cantidad podría rondarlos 10.000 M€ al año, cantidadciertamente considerable y queplantea la necesidad imperiosade implantar políticas prácticasque minimicen estos problemas yque puedan ahorrar una cantidadimportante en el desarrollo de lasactividades de saneamiento y de-puración que pueda repercutir fa-vorablemente sobre el bolsillo delciudadano, que a fin de cuentases quien soporta al final todo loconcerniente al ciclo integral delagua.

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Agradecimientos

Al Grupo de Trabajo de Inspección

de Vertidos y Laboratorio de la Comi-

sión V de AEAS, por la disponibili-dad de parte del material aportadoen el trabajo.te

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Figura 10. L ocalización d e l os a gentes a gresivos y c orrosivos e n u n s aneamiento:aguas residuales, gases, y fangos de depuración.

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