¿Están tus depósitos preparados para el invierno?
Cómo la agitación activa evita los daños causados por el hielo en los depósitos de agua
Introducción
El invierno se acerca al hemisferio norte y las empresas de suministro de agua se preparan para hacer frente al frío y a sus efectos en sus redes de distribución. Las roturas en las tuberías principales y los cortes de suministro mantienen ocupados a los equipos de trabajo y a los operadores. Es posible que los depósitos de agua no reciban la atención que necesitan. Es posible que las inspecciones mensuales no se realicen según lo previsto. A medida que se acerca el invierno, bajan las temperaturas en el exterior del depósito de agua. En un depósito de agua sin mezcla, se rompe la estratificación térmica. La capa superior cálida puede descender hasta el fondo del depósito y la fría ascender, arrastrando consigo los sedimentos del fondo y comprometiendo la calidad del agua. A medida que las temperaturas siguen bajando, puede empezar a formarse hielo tanto en el interior como en el exterior del depósito. En esta entrada analizamos qué ocurre con los depósitos de agua durante el invierno y cómo puedes proteger los tuyos.El invierno en los depósitos de agua
Dónde se forma el hielo
Todos los depósitos de agua sobre el suelo situados en climas fríos son susceptibles de congelarse. Están expuestos a las inclemencias del tiempo, donde el viento y el frío disipan rápidamente el calor del agua contenida en el depósito. Los depósitos elevados son, en particular, propensos a la formación de hielo.Collares (o «donuts de hielo»)
A medida que bajan las temperaturas del aire, el hielo comienza a formarse primero en los laterales del depósito que quedan expuestos como consecuencia del ciclo de llenado y vaciado. Con cada ciclo de subida y bajada del nivel del agua, puede formarse otra capa de hielo. Estos anillos de hielo llegan a ser muy gruesos y pesados, lo que afecta a la integridad del depósito.Hielo a la deriva
Dependiendo del funcionamiento del depósito, puede formarse una capa de hielo flotante. Su espesor aumenta a medida que persiste el frío y el agua permanece estancada en el depósito.Ventilaciones y desbordamientos
Las rejillas de ventilación están diseñadas para permitir la entrada y salida de aire del depósito en función del ciclo de llenado. Los rebosaderos permiten que salga el agua cuando el depósito se llena en exceso. Las rejillas que cubren las rejillas de ventilación y los rebosaderos, y que impiden la salida de insectos en verano, pueden obstruirse con hielo, lo que reduce o elimina el flujo de aire y agua. Los rebosaderos que gotean lentamente permiten que se forme hielo en el exterior del depósito.Daños en el depósito causados por el hielo
Desde el punto de vista operativo, la formación de hielo en un depósito reduce su volumen de almacenamiento. Esto afecta al suministro de agua potable y a las reservas para la extinción de incendios. Los daños materiales que provoca el hielo pueden ser considerables y su reparación, costosa.Revestimientos y accesorios internos
Las gruesas capas de hielo pueden desprender las escaleras y las tuberías de las paredes del depósito. El hielo flotante se mueve hacia arriba y hacia abajo a medida que fluctúa el nivel del agua, rozando las paredes del depósito. Este movimiento daña el revestimiento y los elementos internos.Rejillas de ventilación y desbordamientos obstruidos
Cuando las válvulas de ventilación diseñadas para proteger los depósitos contra la sobrepresión se obstruyen con hielo, las tensiones circunferenciales que se ejercen sobre el acero y las juntas pueden provocar el fallo de la pared del depósito. El desbordamiento de un depósito provoca la formación de hielo en el exterior del mismo. Estos carámbanos pueden llegar a ser muy pesados, más de lo previsto en el diseño del depósito. Las presiones generadas durante el ciclo diario de congelación y descongelación pueden doblar o romper un depósito de agua. El hielo también es pesado, y el peso adicional puede provocar el colapso del depósito. A -7,6 °F/-22 °C, la presión ejercida por el agua al congelarse puede alcanzar los 40 000 psi. – A. Johnson, «Sciencing»Métodos tradicionales para prevenir la formación de hielo en los depósitos
Diseño
En climas fríos, el diseño de un depósito de agua constituye la primera línea de defensa contra los daños causados por el agua helada. La norma M42 de la AWWA establece los elementos de las especificaciones de diseño que deben tenerse en cuenta a la hora de diseñar depósitos de almacenamiento de agua para climas fríos. Mantener los elementos accesorios clave, como las escaleras y los tubos de rebose, por encima del nivel del agua, por ejemplo, reduce el riesgo de daños causados por el hielo. Una vez instalado un depósito correctamente diseñado, las medidas operativas pueden influir en la formación de hielo en los depósitos de agua.Medidas operativas
Existen algunos métodos operativos destinados a prevenir o reducir la formación de hielo en los depósitos que se llevan utilizando desde hace años, con distintos grados de éxito.Renovación del agua
Un método habitual consiste en intentar hacer circular el agua dentro del depósito mediante un sistema de bombeo. Al mantener una renovación suficiente, se evita la formación de hielo. Sin embargo, la circulación del agua consume una cantidad considerable de energía y, en algunos sistemas, puede que no sea viable desde el punto de vista operativo. Los depósitos pueden equiparse con bombas para recircular el agua caliente entrante desde el fondo del depósito hasta la parte superior. Con la potencia de bombeo suficiente, esto puede evitar la formación de hielo al calentar las capas superiores y mantener el agua en movimiento. Sin embargo, dependiendo del tamaño del depósito, esto consume mucha energía.Aislamiento
El aislamiento ayuda a retener el calor en el depósito, lo que reduce la formación de hielo. Sin embargo, esta puede ser una opción costosa que, por lo general, solo retrasa lo inevitable. Si las temperaturas siguen siendo bajas, se pierde calor independientemente del grado de aislamiento.Calentadores
En climas extremadamente fríos, puede ser necesario equipar los depósitos con calentadores. Sin embargo, los calentadores no solo suponen un elevado coste energético, sino que es posible que no eviten la formación de hielo en el depósito. El calentador debe ser capaz de calentar el agua del fondo del depósito lo suficiente como para que suba. Si no se calienta lo suficiente, el agua fría de la parte superior del depósito seguirá congelándose.Ventajas de la mezcla activa
Evita la formación de hielo en los depósitos
Parece que los métodos tradicionales podrían no ser los más adecuados para prevenir los daños causados por el hielo en los depósitos de agua. A medida que avanza la tecnología, surgen nuevas soluciones. Una de ellas, la mezcla activa, resulta importante para mantener la calidad del agua durante los meses más cálidos y, además, evita la formación de hielo en invierno.Reduce y elimina la formación de hielo
La mezcla activa consiste en hacer subir el agua más caliente y densa del fondo del depósito hacia la capa superior, más fría. Si se utiliza de forma continua, la mezcla activa mantiene toda el agua del depósito a una temperatura constante. Al mantener el agua en movimiento, se evita que se forme hielo.Mejora la calidad del agua durante todo el año
Una de las principales consecuencias de la formación de hielo en los depósitos de agua es el deterioro del revestimiento. Los anillos de hielo —que algunos denominan «donuts»— pueden arrancar los revestimientos de las paredes del depósito, mientras que el hielo flotante los desgasta y daña. Los revestimientos dañados son propensos al crecimiento de biopelículas cuando hace más calor, por lo que la contaminación y la corrosión se convierten en riesgos reales. La agitación activa elimina la formación de hielo, reduce el desgaste de los revestimientos y los accesorios, y mejora la calidad del agua durante todo el año. Descubre cómo el mezclador activo CertiSafe™ de Kasco puede ayudarte a proteger tus depósitos este invierno.