La corrosión de las instalaciones térmicas y el dióxido de carbono (CO2) por Adrián Gomila Vinent

• Efecto invernadero

El efecto invernadero es el proceso por el que ciertos gases existentes en la atmósfera absorben la radiación térmica emitida por la superficie de la Tierra y emiten parte de esta hacia la superficie terrestre, lo que implica un aumento de la temperatura.

Los principales gases de efecto invernadero son el vapor de agua, el dióxido de carbono, el metano, el óxido nitroso y el ozono. De ellos, el dióxido de carbono (CO₂) es el que se emite preferentemente a raíz de las actividades del ser humano y el principal responsable del aumento de la temperatura de la atmósfera desde la revolución industrial.

Una de las principales actividades del ser humano, que emite CO₂, es la combustión de combustibles fósiles como el carbón, el gas natural y el petróleo.

La descarbonización es la reducción de emisiones de carbono, principalmente de CO₂ a la atmósfera, para mitigar el calentamiento global y conseguir la neutralidad climática a través de la transición energética.

Para reducir significativamente las emisiones de efecto invernadero es necesario abandonar los combustibles fósiles y sustituirlos por fuentes de energía renovable eólica, hidroeléctrica, solar, geotérmica o marina. El Acuerdo de Paris fija objetivos en este sentido para 2040 o 2050.

Evidentemente, mientras se avanza en la sustitución de los combustibles fósiles por energías renovables, es básico reducir todo lo posible el consumo de energía y aumentar la eficiencia energética.

Es importante recordar que, en 2018, el sector eléctrico fue el responsable directo del 17,8% de las emisiones de efecto invernadero en España, sólo superado por el transporte 27% y la industria 19,9%.

• Economía circular y ciclo de vida

La economía circular implica reutilizar, reparar, renovar y reciclar los materiales y productos existentes todas las veces que sea posible, extendiendo así el ciclo de vida de estos y disminuyendo la emisión de CO₂ a la atmósfera.

Es frecuente que al hablar de economía circular se destaquen más los aspectos relacionados con el reciclaje de los materiales que las acciones realizadas para alargar la vida útil de los mismos y retrasar así todo lo posible el momento de la sustitución y el reciclaje.

Evidentemente hay que intensificar el reciclaje de los materiales, pero es más importante aún extender la vida útil de los activos y productos mejorando el diseño, el mantenimiento y la reparación, con lo que se disminuye la energía necesaria para la sustitución y el reciclaje.

Recientemente el Gobierno ha aprobado el PERTE de Economía circular “Proyecto Estratégico para la Recuperación y Transformación Económica”, para acelerar la transición hacia un sistema productivo más eficiente y sostenible en el uso de materias primas.

El proyecto fija ayudas de 492 millones de euros y movilizará recursos superiores a los 1.200 millones hasta 2026 para alargar el ciclo de vida útil de bienes y productos, y reducir la huella ecológica de la economía española Las ayudas impulsarán el ecodiseño, la reutilización y gestión de residuos, y la digitalización en el ámbito de la empresa para mejorar la competitividad e innovación del tejido industrial en cualquier sector.

• Las instalaciones térmicas de los edificios

Es básico que en el proyecto de las instalaciones térmicas de los edificios se tengan en cuenta una serie de detalles importantes que inciden en el consumo de energía necesaria durante todo el ciclo de vida:

• evitar que en la fase de construcción se produzcan desviaciones del diseño que originen una disminución de la eficiencia energética y acorten la vida útil prevista
• evitar que en la fase de explotación se produzcan fallos en el mantenimiento con las mismas consecuencias del punto anterior

Desgraciadamente, es relativamente frecuente que en la práctica no se cumpla el ciclo de vida previsto de las instalaciones por fallos en las fases de diseño, de construcción o de explotación y mantenimiento, lo que obliga a reparaciones y a la sustitución prematura.

Por otra parte, en las operaciones de reparación y mantenimiento, no siempre se toman las mejores opciones para alargar la vida útil del sistema. Existen numerosos ejemplos de sistemas de calentamiento de agua, tanto con calderas como de energía solar térmica, en las que un mal mantenimiento acorta significativamente el ciclo de vida previsto.

Finalmente, cuando llega el momento de la sustitución, según los materiales y los equipos con los que se han construido las instalaciones, las opciones para su reciclaje pueden ser más o menos complicadas.

Uno de los factores que suele influir en el deterioro y degradación de las instalaciones metálicas de los edificios es la corrosión, que además de los importantes costes directos e indirectos que suele representar, puede afectar en muchos aspectos ligados al consumo de energía:

• Influencia directa de la corrosión de las instalaciones de agua en el consumo energético de las instalaciones térmicas y por lo tanto en su eficiencia energética
• Influencia de la corrosión de las instalaciones de agua en la energía a consumir por los fallos en la salubridad del edificio
  • al incrementar el riesgo de proliferación de la legionella
  • al disminuir la calidad del agua de consumo humano
• Consumo energético necesario para la producción siderúrgica de acero a partir de la chatarra en la que se pueden convertir las instalaciones de agua a causa de la corrosión

• Disminución de la eficiencia energética a causa de la corrosión

La corrosión de las instalaciones de agua puede disminuir su eficiencia energética por diversos motivos

• Pérdidas de agua previamente calentada o enfriada a causa de perforaciones por corrosión. Puede ser importante no sólo el agua perdida a través de fugas en tuberías o depósitos de circuitos cerrados o abiertos, sino también la necesidad de vaciar los circuitos para las reparaciones
• Aumento de la pérdida de carga por la presencia de incrustaciones de óxido adherido en el interior de las tuberías
• Disminución del rendimiento de los intercambiadores de calor a causa de la presencia de oxido en las superficies de intercambio

• Disminución de la salubridad de las instalaciones a causa de la corrosión
• Legionella: la presencia de óxido y suciedad en el interior de algunos circuitos abiertos de agua como las torres de refrigeración o los sistemas centralizados de ACS es un factor importante en el riesgo de proliferación de la legionela. Para resolver esta problemática es frecuente la necesidad de proceder a operaciones de limpieza, desinfección y protección contra la corrosión que afectan a los consumos energéticos previstos. Este tema se aborda en la UNE 100030 y con toda probabilidad figurará de un modo destacable en nuevo RD que sustituirá al RD 865/03 que aparecerá en breve.
• Calidad del agua de consumo humano: La corrosión interna de las instalaciones de agua de consumo humano del edificio puede afectar a la calidad de esta y exigir acciones correctivas más o menos importantes. Comparando un análisis de agua tomada en la entrada del edificio y del agua que sale del grifo, se demuestra que la pérdida de la calidad del agua se produce en las instalaciones interiores del edificio y puede comportar actuaciones inesperadas no deseadas. La disminución de la calidad del agua de consumo humano puede originar interrupciones más o menos importantes del funcionamiento de la instalación. Es un tema importante que se destaca en la nueva Directiva Europea 2020/2184 sobre el agua de consumo humano que debe trasponerse en España para sustituir al RD 140/2003

• Consumo energético necesario para el reciclado de la chatarra originada por la corrosión de las instalaciones

Cuando la corrosión de las instalaciones de agua obliga a sustituirlas y convierte en chatarra las viejas tuberías y depósitos de acero, esta chatarra acabará siendo reciclada para convertirla en acero que pueda ser reutilizado.

En España del orden del 33% del acero producido procede de la siderurgia integral, mientras que la siderurgia eléctrica produce el 67% restante. En la ‘siderurgia eléctrica’ la materia prima que se emplea normalmente es chatarra. La energía térmica necesaria para la fusión proviene de un arco eléctrico que salta entre los electrodos de un horno, llamado ‘horno de arco eléctrico.

Un gran porcentaje del acero producido actualmente es a partir de chatarra, siendo todo el acero reciclable infinitamente, lo que es una gran ventaja que no tienen otros materiales que son más difíciles o imposibles de reciclar.

Sin embargo, hay que tener en cuenta el gran consumo eléctrico necesario para fundir la chatarra, que suele oscilar entre 300 KWh/tonelada de acero y 390 kWh/tonelada de acero producida a partir de la chatarra. Este enorme consumo de energía provoca además importantes emisiones de CO₂ que podrían reducirse controlando mejor la corrosión de las instalaciones, alargando la vida útil de las mismas y retrasando así el momento de sustituirlas y reciclar la chatarra.