SISTEMAS DE ALCANTARILLADO ALCANTARILLADO UNIVERSIDAD DE CUENCA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
Luis Antonio Ortega Peñafiel
Gruo !
CORROSIÓN Y OLORES EN ALCANTARILLADOS SANITARIOS La e"alua#i$n %e ro&le'as e(istentes o oten#iales %e olor ) #orrosi$n re*uiere %el #ono#i'iento %e los osi&les #o'onentes *ue #ausan %i#+os ro&le'as ) sus 'e#anis'os %e for'a#i$n en las aguas resi%uales, Don%e e(istan ro&le'as %e olor )-o #orrosi$n. %e&e reali/arse un rogra'a 'onitoreo ara #ara#teri/ar la se"eri%a% %e los ro&le'as e i%entifi#ar la fuente %e olor ) #orrosi$n, De&i%o a *ue la re#ole##i$n %e 'uestras e inse##iones %e al#antarilla%os ue%en ser eligrosos. los oera%ores ) tra&a0a%ores %e&en fa'iliari/arse #on los oten#iales eligros %e estar en lugares #onfina%os en #onta#to #on el agua resi%ual,
COMPONENTES CAUSANTES DE CORROSIÓN Y OLORES EN ALCANTARILLAD ALCANTARILLADOS OS Las su&stan#ias ro%u#ientes %e olor en#ontra%as en aguas resi%uales %o'1sti#as ) lo%os son e*ueñas, La 'a)or2a %e las su&stan#ias son el resulta%o %e la %es#o'osi#i$n anaer$&i#a %e la 'ateria org3ni#a *ue #ontiene a/ufre ) nitr$geno, Los gases inorg3ni#os ro%u#i%os %e las aguas resi%uales %o'1sti#as #o'4n'ente in#lu)en 3#i%o sulf+2%ri#o. a'onio. %i$(i%o %e #ar&ono ) 'etano, De estos gases. sola'ente el 3#i%o sulf+2%ri#o ) el a'onio son 'alolientes, El 5!S es #o'4n'ente el '3s #ono#i%o ) re"alente gas oloroso aso#ia%o a las aguas resi%uales %o'1sti#as, Tiene un olor #ara#ter2sti#o a +ue"os o%ri%os. el #ual es e(tre'a%a'ente t$(i#o. ) #orrosi"o ara los 'etales #o'o +ierro. /in#. #o&re. lo'o ) #a%'io, El 5 !S ta'&i1n es el re#ursor %e la for'a#i$n %e 3#i%o sulf4ri#o. el #ual #orroe la intura #on &ase %e lo'o. +or'ig$n. 'etales. entre otros 'ateriales, Las #on%i#iones re*ueri%as ara la #orrosi$n or 5 !S son6 Presen#ia %e 3#i%o sulf+2%ri#o %isuelto en las aguas resi%uales, Li&era#i$n %e gas %e 5 !S en la fase l2*ui%a %el agua a la fase gaseosa, O(i%a#i$n &iol$gi#a %e 5 !S #on el 3#i%o sulf4ri#o en#i'a %e la suerfi#ie %el agua resi%ual, Ata*ues 3#i%os en las suerfi#ies +4'e%as %e +or'ig$n o 'etal e(uestas a la at'$sfera, Las #on%i#iones *ue #on%u#en a la for'a#i$n %e 5 !S general'ente fa"ore#en a la ro%u##i$n %e otros #o'uestos org3ni#os 'al olientes, In"estiga#iones so&re #u3les son las #on%i#iones fa"ore#en a la for'a#i$n %e 5 !S ue%en ta'&i1n a)u%ar a #uantifi#ar la oten#ial genera#i$n %e 'alos olores or otros #o'onentes, Por lo *ue. resol"ien%o los ro&le'as %e olores %el 5 !S a 'enu%o se ue%en resol"er otros ro&le'as %e olores,
CORROSIÓN La #orrosi$n es un ro&le'a *ue est3 sie're resente en 'u#+os #ole#tores %e aguas resi%uales. la re"en#i$n %e la #orrosi$n ue%e resultar en signifi#antes a+orros e#on$'i#os, Ata*ues %e 3#i%os en #ole#tores o inter#etores es una signifi#ante #ausa ara el fallo te'rano %e tu&er2as, Algunas #ara#ter2sti#as %e suerfi#ies %e +or'ig$n #orro2%as son alto 3#i%o sulf4ri#o #on &a0os "alores %e 5, Los ata*ues %e 3#i%o est3n #onfina%os al interior %e las tu&er2as. la arte no su'ergi%a %e la tu&er2a ) es '3s fuerte en la arte %e arri&a ) 0usto %esu1s %el ni"el %el l2*ui%o, Se ue%e %ete#tar f3#il'ente una situa#i$n +a#ien%o rue&as %e 5 en las in#rusta#iones, Se ue%e 'e%ir la #orrosi$n 'i%ien%o los %i3'etros a#tuales %e las tu&er2as ) #o'ar3n%olos #on los %i3'etros instala%os original'ente, Muestras %e n4#leo %e&en ser to'a%as ara %eter'inar el esesor %e las are%es. al#alini%a%. resisten#ia a #o'resi$n en "arios untos %el al#antarilla%o, Las rue&as %e n4#leo %e&en ser e(tra2%as or en#i'a ) or %e&a0o %el ni"el nor'al %e agua,
MECANISMOS DE CORROSIÓN
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La #orrosi$n ue%e ser %efini%a #o'o la %estru##i$n o %eteriora#i$n %e un 'aterial or la %ire#ta rea##i$n *u2'i#a o ele#tro*u2'i#a #on su entorno, E(isten "arios tios %e #orrosi$n los rin#iales se in%i#an a #ontinua#i$n6
Oxidación6 es el tio '3s #o'4n %e #orrosi$n ) se ue%en "er #lara'ente en for'a %e $(i%o, Este fen$'eno #onsiste en el inter#a'&io %e ele#trones entre el 'etal ) el o(2geno li&re resente en el entorno, Hidrogenación6 ue%e o#urrir #uan%o un 'etal est3 in'erso en agua no airea%a, 7a0o altas te'eraturas. resiones ) tensiones el +i%r$geno enetra la estru#tura %el 'etal ) rea##iona #on ella, Este tio %e #orrosi$n ue%e #ausar 1r%i%a %e %u#tili%a%, Corrosión bacerio!ógica 6 las &a#terias tienen un ael i'ortante. )a sea %e una 'anera %ire#ta o in%ire#ta, Por e0e'lo. las &a#terias anaer$&i#as %e sulfatos re%u#i%as ue%en ata#ar los re"esti'ientos #ontra el sulfato %e0an%o las suerfi#ies "ulnera&les a la #orrosi$n or 3#i%o sulf4ri#o, Corrosión "or #aiga 6 Virtual'ente to%os los 'etales %4#tiles tienen un n4'ero li'ita%o %e "e#es *ue ue%en ser tensiona%os o %o&la%os antes %e *ue se fisuren o ro'an, Cuan%o estos 'etales est3n su0etos a %i#+os esfuer/os &a0o #on%i#iones #orrosi"as este l2'ite ue%e ser re%u#i%o su&stan#ial'ente, El ro#eso en el #ual el l2'ite %e esfuer/o es re%u#i%o se lla'a #orrosi$n or fatiga Oxidación de conaco6 esta #orrosi$n es el resulta%o %e la #o'&ina#i$n %e la erosi$n ) la o(i%a#i$n %e los 'etales %e los ro%u#tos %e rote##i$n #ontra el %esgaste so&re el 'etal e(uesto, Erosión "or ca$iación 6 la erosi$n or #a"ita#i$n est3 aso#ia%o #on &o'&as %e i'ulsi$n. aun*ue ta'&i1n ue%e o#urrir en #ual*uier unto %on%e las altas "elo#i%a%es %el l2*ui%o. reentinos ) "iolentos #a'&ios %e resi$n e(istan, Esto ue%e o#urrir in#luso en l2*ui%os no #orrosi"os, Corrosión #i!i#or%e6 esta #orrosi$n o#urre en las suerfi#ies 'et3li#as #on re"esti'ientos org3ni#os ) es in%u#i%o or las enetra#iones untuales %e la +u'e%a% en nu'erosos untos %e la suerfi#ie, A tra"1s %e ro#esos *u2'i#os ) ele#tro *u2'i#os la #orrosi$n a"an/a en for'a %e l2neas %e&a0o %el re"esti'iento, Corrosión ga!$&nica6 la #orrosi$n gal"3ni#a o &i'et3li#a. la #ual es una #orrosi$n ele#tro *u2'i#a. o#urre #uan%o %os o '3s 'etales %iferentes son in'ersos en ele#trolitos, Aun*ue el agua ) el agua resi%ual es usual'ente el ele#trolito %e inter1s. 'u#+os suelos o gases ue%en ser"ir #o'o ele#trolito, E0e'los %e estas #on%i#iones son las "3l"ulas %e &ron#e #one#ta%as a tu&er2as %e +ierro,
PREDICCIÓN DE CORROSIÓN EN ALCANTARILLADOS La re%i##i$n %e la oten#ial #orrosi$n es un ele'ento esen#ial en el %iseño %e nue"os siste'as %e al#antarilla%os. as2 #o'o en la e"alua#i$n %e los siste'as e(istentes, La tasa %e #orrosi$n %e tu&er2as %e 'aterial #e'entoso ue%e ser %eter'ina%a te$ri#a'ente or 'e%io %e e#ua#iones, La tasa %e #orrosi$n %een%e %e la tasa %e ro%u##i$n %e 3#i%o sulf4ri#o ) %e la al#alini%a% %el 'aterial %e la tu&er2a, A #ontinua#i$n. se 'uestra la e#ua#i$n %esarrolla%a or Po'ero) ara la esti'a#i$n %e la #orrosi$n en tu&er2as6 C prom
=
11.5 k ∅sw
A
89:
%on%e. C prom ; tasa ro'e%io %e enetra#i$n. ''-año, ∅sw
; flu0o %e 5!S en las are%es %e la tu&er2a. g' !<+ora,
A ; al#alini%a% total %el 'aterial e(resa%o #o'o e*ui"alente %e CaCO =,
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Para el #3l#ulo %el flu0o %e 5 !S se utili/a la siguiente e#ua#i$n6 ∅sw =0.65
( )
( su ) j DS b ' 3 /8
P
8!:
%on%e. s ; gra%iente %e l2nea %e energ2a %e agua resi%ual. '-', u ; "elo#i%a% %e la #orriente, 0 ; fra##i$n %e sulfuro %isuelto resente #o'o %e 5 !S en fun#i$n %el 5, DS ; ro'e%io anual %e la #on#entra#i$n %el sulfuro %isuelto en el agua resi%ual, &-P> ; ra%io entre el an#+o %e la #orriente ) el er2'etro 'o0a%o,
OLORES La 'e%i%a ) #ara#teri/a#i$n %e olores no solo es i'ortante en la e"alua#i$n %e la 'agnitu% %el ro&le'a. ta'&i1n es #ru#ial ara un %iseño a%e#ua%o %e siste'as %e #ontrol %e olores, Una #on#entra#i$n %e olor &a0o el ni"el so&re el #ual )a no es %ete#ta&le or el olfato +u'ano es %efini%o #o'o el n4'ero %el l2'ite %e olor 8TON: or sus siglas en ingles t+eres+ol% o%or nu'&er, La sensi&ili%a% %e olores "aria %e ersona a ersona. or lo *ue el l2'ite %e la er#e#i$n %e olores es '3s su&0eti"a *ue o&0eti"a en la naturale/a, Cuan%o los gases inorg3ni#os o "aores org3ni#os entran en #onta#to #on las fi&ras olfati"as +u'anas. la sensa#i$n #ono#i%a #o'o olor es #rea%a, Para el #ontrol %e olores. es ne#esario i%entifi#ar los #o'onentes %e los "aores ) gases *ue est3n #ausan%o la 'olestia, A "e#es es %if2#il %ete#tar los olores or lo *ue es ne#esario utili/ar un #ro'at$grafo %e gas, De&i%o a *ue un olor es usual'ente %efini%o si#ol$gi#a'ente. la nari/ +u'ana es utili/a%a to%a"2a ara i%entifi#ar ) 'e%ir la intensi%a% %e los olores, Aun*ue el olor ro%u#i%o or el 5 !S ue%e ser 'onitorea%o #on instru'enta#i$n. otros olores no, En el '1to%o sensorial. e(one a un gruo %e ersonas a los olores *ue +an si%o %ilui%os en el aire li&re. ) se anota el n4'ero %e %ilu#iones re*ueri%as ara re%u#ir un olor a su u'&ral %e #on#entra#i$n '2ni'a, La i'ortan#ia %e los olores en t1r'inos +u'anos est3 rela#iona%a ri'era'ente #on la tensi$n si#ol$gi#a '3s *ue #on el %año *ue ro%u#en en el organis'o, Los 'alos olores ue%en %is'inuir el aetito. &a0ar el #onsu'o %e agua. %años a la resira#i$n. n3useas. "$'itos ) #rear ertur&a#iones 'entales, En situa#iones e(tre'as. los olores ue%en atentar a la %igni%a% ersonal ) #o'unitaria,
'I'LIO(RA)*A En"iro'ental Prote#tion Agen#), 89?@:, Desing Manual: Odor and Corrosion in Sanitary Sewerage Systems and Treatment Plants, Cin#innati6 Center for En"iro'ental Resear#+ Infor'ation,
Met#alf an% E%%) In#oration, Esta%os Uni%os. Trillo Montsoriu. B, %e D,. Met#alf an% E%%) In#ororation, Esta%os Uni%os, 89?@:, Ingeniería sanitaria: tratamiento, evacuación y reutilización de aguas residuales , 7ar#elona6 La&or,
