EN
O reto da corrosión nos tanques de sedimentación de augas residuais
Os tanques de sedimentación nas plantas de tratamento de augas residuais sufren graves problemas de corrosión debido ao ácido sulfúrico producido cando certas bacterias se activan. Isto ocorre especialmente nas partes do tanque onde non hai oxíxeno, xa que as bacterias redutoras de sulfatos transforman os sulfatos en gas de sulfuro de hidróxeno. O gas reacciona entón co aire na superficie formando ácido sulfúrico. Este ácido corroe as paredes de concreto, barandais e todo tipo de compoñentes mecánicos no interior dos tanques. Incluso cando estas estruturas están recubertas ou revestidas con epoxi, a corrosión influenciada por microorganismos segue acelerando o proceso. Os tradicionais raspadores de lodo de aceiro inoxidable tampouco son seguros. Os cloretos, sulfuros e eses compostos orgánicos volátiles tan molestos atopan pequenas fisuras e comezan a causar problemas. Provocan picaduras aquí e alí, así como corrosión intersticial e fisuración por tensión que empeora co tempo. Todos estes danos afectan á eliminación consistente do lodo e obrigan a substituír o equipo moito antes do previsto. Os raspadores de lodo non metálicos deseñados especificamente para esta función resisten mellor todos estes produtos químicos. Utilizan polímeros especiais que non reaccionan electroquimicamente. As plantas que tratan augas residuais con química moi agresiva adoitan gastar arredor dun 30% do seu orzamento anual de mantemento en combater problemas de corrosión. Polo tanto, escoller materiais que duren máis non é só unha boa práctica de enxeñaría, senón que é esencial para manter as operacións funcionando sen problemas sen ter que gastar de máis a longo prazo.
Como os raspadores de lodo non metálicos ofrecen unha resistencia superior á corrosión
Ciencia dos polímeros e materiais compostos detrás da inmunidade á corrosión
Os raspadores de lodo non metálicos aproveitan polímeros deseñados como o UHMWPE (polietileno de ultraalto peso molecular) e plásticos reforzados con fibra de vidro (FRP) para acadar case total inmunidade á corrosión. Estes materiais eliminan os camiños electroquímicos a través de tres mecanismos:
- A densidade molecular (0,94–0,98 g/cm³) crea barreras non porosas contra a penetración microbiana e a entrada de ácidos
- As cadeas de polímeros quimicamente inertes resístanse á oxidación por cloruros (<500 ppm) e ácido sulfúrico (pH <1), ao contrario que os metais que experimentan reaccións redox
- A illación galvánica absoluta – eliminando a célula electroquímica necesaria para a corrosión
Probas independentes de polímeros segundo ASTM D638 confirman a retención do 89 % da resistencia á tracción despois de 10.000 horas en ambientes con pH 2 – superando en catro veces aos aceros ao carbono recubertos con epoxi e aos aceros inoxidables
Rendemento no Mundo Real: Rasquetas Non Metálicas vs. de Acero Inoxidable en Ambientes Ácidos con Alto Contido de Cloruros
O acero inoxidable grao 316L—moitas veces citado pola súa resistencia á corrosión—falla rapidamente en augas residuais ricas en cloruros aínda que os fabricantes afirmen unha vida útil de 20 anos en condicións de pH suave. Os datos de campo de 12 plantas municipais e industriais de tratamento amosan:
| Parámetro | Rasqueta Non Metálica | Acero Inoxidable (316L) |
|---|---|---|
| Tolerancia ao cloruro | Ilimitado | Fallan >500 ppm |
| Retención da Resistencia á Tracción (5 anos) | 85% (GRP) | 63% |
| Redución do Mantemento | 70% | 40% fronte ao acero ao carbono |
Os operarios das plantas informan consistentemente dunha vida útil 12–15 veces máis longa fronte ao acero ao carbono en tanques de sedimentación ácidos. Sen fatiga metálica, picaduras nin acoplamento galvánico, as paradas non planificadas redúcense nun 70%—unha vantaxe decisiva en aplicacións de augas residuais con alto contido de cloruros reguladas polas directrices da EPA sobre corrosión para a resiliencia das infraestruturas.
Beneficios operativos e económicos dos raspadores de lodo non metálicos
Redución do tempo de inactividade e dos custos de mantemento ao longo da vida útil
Os raspadores de lodo fabricados con materiais non metálicos poden reducir os custos de funcionamento xa que non sufren problemas de corrosión como os seus homólogos metálicos. Segundo algunhas investigacións do sector, incluído un informe recente da Federación do Ambiente Acuático en 2023, os raspadores de plástico reforzado con fibra de vidro (GRP) requiren case a metade de mantemento anual en comparación cos de aceiro inoxidable cando se usan en zonas con altos niveis de cloruro. Ao longo do tempo, isto supón un aforro aproximado do 30 por cento nos custos totais durante vinte anos, aínda que o custo inicial sexa maior para estas opcións non metálicas. As razóns principais detrás destes aforros son bastante sinxelas pero importantes para que os xestores das instalacións as consideren.
- Eliminación dos sistemas de protección catódica e do seu respectivo monitorizado
- Sen reparacións por soldadura por danos debidos á corrosión por picaduras ou en fretes
- Redución da frecuencia de substitución das cadeas de transmisión, rodamientos e palas
A ausencia de degradación galvánica elimina tamén a necesidade de inspeccións periódicas do recubrimento e ciclos de reaplicación—o que simplifica aínda máis a planificación do mantemento.
Mellora na fiabilidade e na eficiencia constante na eliminación de lodos
Os polímeros deseñados para ambientes agresivos manteñen a súa forma e resistencia incluso cando están expostos a condicións extremadamente ácidas ou alcalinas, desde un pH de 1 ata 13. Os compoñentes metálicos tenden a rachar, perder capas protectoras ou simplemente disolverse máis rápido baixo estas condicións. Un estudo recente seguiu o seu rendemento durante tres anos en seis instalacións diferentes que manexan residuos con altos contidos de ácido sulfúrico. Os resultados mostraron que os raspadores de cadea baseados en polímeros eliminaron o lodo cunha eficiencia dun 98% aproximadamente, fronte ao 74% das versións de acero inoxidable. Como son máis lixeiros, estes sistemas poliméricos exercen menos tensión sobre os motores e mecanismos de transmisión. As plantas informaron aforros de enerxía entre o 15% e o 20%, operando fiamente en tanques grandes de máis de 20 metros de ancho. Manter este tipo de rendemento constante é moi importante en áreas clave como as cubas de neutralización química. Cando os sólidos non se eliminan axeitadamente, pode causar problemas en toda a liña de procesamento e levar a incumprimentos da normativa ambiental que ninguén desexa afrontar.
Selección do Rastrillo Non Metálico Adequado para a Súa Aplicación
Consideracións clave de especificación: xeometría do depósito, viscosidade do lodo e perfil de exposición química
A selección eficaz dun rastrillo para lodos require axustar as capacidades do equipo a tres parámetros operativos críticos:
- Xeometría do depósito determina a compatibilidade mecánica. Os depósitos circulares con diámetro inferior a 20 m adoitan adaptarse a sistemas de accionamento periférico, mentres que os depósitos rectangulares con lonxitude superior a 30 m requiren configuracións con celosía ou de cadea-rastrillo para garantir unha cobertura total e unha distribución uniforme do par.
- Viscosidade do lodo determina as necesidades de resistencia do rastrillo. O lodo de baixa densidade (<10% de sólidos) funciona eficientemente con rastrillos de accionamento central, pero os depósitos de alta densidade (>25% de sólidos) requiren rastras reforzadas, maior superficie de contacto das lámadas e mecanismos de accionamento robustos clasificados para cargas dinámicas.
A exposición química é o factor máis complexo. Os enxeñeiros deben analizar:
| Parámetro | Rango Típico | Correlación do Risco de Fallo |
|---|---|---|
| niveis de pH | 1,5 – 12,5 | Máis alto nos extremos |
| Contido en cloreto | Variable segundo a industria | Correlación directa coa taxa de picaduras |
| Temperatura | 4 °C – 60 °C | Acelera a hidrólise e o envellecemento térmico |
Segundo un recente estudo de 2024 sobre equipos de augas residuais, case dous terzos de todas as avarías dos raspadores ocorren porque os materiais simplemente non son compatibles cos produtos químicos aos que están expostos. Por iso é tan crítico escoller polímeros que se axusten ás condicións reais de cada lugar específico. Tómese por exemplo o UHMWPE: funciona moi ben en condicións ácidas con moitos sulfuros, pero hai que ter coidado cando as temperaturas soben por encima dos 60 graos Celsius, xa que tende a poñerse moi blando. Os materiais FRP soportan mellor o calor en xeral, pero aínda así é necesario escoller as resinas axeitadas se queremos que resistan aos cloretos. Antes de confirmar calquera especificación, convén consultar as táboas de compatibilidade química proporcionadas polos fabricantes. Estas deberían seguir normas como os métodos de ensaio ASTM D543 e ISO 17892-10 para asegurar que todo coincida correctamente.
Sección FAQ
Por que sofren corrosión os tanques de sedimentación?
Os tanques de sedimentación sufren corrosión debido á produción de ácido sulfúrico cando as bacterias redutoras de sulfato converten os sulfatos en gas de sulfuro de hidróxeno, que reacciona co aire para formar o ácido.
Que materiais se usan nos raspadores de lodo non metálicos?
Os raspadores de lodo non metálicos están feitos de polímeros tecnolóxicos como o UHMWPE e plásticos reforzados con fibra de vidro, que ofrecen unha resistencia á corrosión superior á dos compoñentes metálicos.
Como reducen os raspadores de lodo non metálicos os custos de mantemento?
Os raspadores de lodo non metálicos reducen os custos de mantemento ao eliminar a necesidade de protección galvánica, reparacións por soldadura e substitucións frecuentes, o que supón un aforro do 70 % nos esforzos de mantemento.
Cais son os principais beneficios do uso de raspadores de lodo non metálicos?
Os principais beneficios inclúen unha maior resistencia á corrosión, menores custos de mantemento, mellorada fiabilidade e maior eficiencia na eliminación de lodos.