COMPORTAMIENTO DEL TUBO DE ACERO  Y DEL ACCESORIO DE FUNDICIÓN MALEABLE, GALVANIZADOS

0.      PREÁMBULO

Mucho se  ha hablado en los últimos tiempos de las enfermedades que está causando la bacteria de la “legionella”, de los medios en los que actúa y de la idoneidad o no de ciertos materiales empleados en la construcción y por supuesto , del ACERO SOLDADO LONGITUDINALMENTE Y DE LOS ACCESORIOS DE FUNDICIÓN MALEABLE ROSCADO PARA TUBERÍA, tan comúnmente utilizado en todo tipo de instalaciones de conducción de fluidos y en especial del agua destinada al consumo humano ( agua potable ) tanto fría como caliente.

Y es en este último tipo de aplicación donde queremos hacer hincapié y explicar al lector en general y al profesional en particular, que ante la gran laguna existente hasta el momento, AFTA, como Asociación de Fabricantes de Tubos de Acero Soldado Longitudinalmente y Accesorios de  Fundición Maleable Roscados para Tuberías, ha solicitado un estudio en profundidad al laboratorio LEIA C.D.T, entidad de reconocido prestigio acreditada por el E.N.A.C, ( Entidad Nacional de Acreditación ), con objeto de saber exactamente qué ocurre con este material y si es o no apto para soportar el tratamiento antilegionella.

Veamos pues en este resumen, cómo se ha efectuado el estudio y cuales han sido las conclusiones.

1. ANTECEDENTES

La legionella es una bacteria que, además de hallarse en medios acuáticos naturales, ha encontrado un hábitat muy adecuado en sistemas de agua creados y manipulados por el hombre, que actúan como amplificadores y propagadores de esta bacteria.

El desarrollo de la bacteria entre 20ºC y 45ºC es elevado y alcanza el máximo alrededor de 37ºC, siempre que exista un substrato húmedo nutriente formado por materiales tales como sedimentos varios, productos de corrosión u otros microorganismos. La bacteria queda en letargo a temperaturas muy bajas y vuelve a multiplicarse en condiciones de temperatura más favorables.

A temperaturas superiores a 70ºC la bacteria muere.

2.   OBJETO

El objeto del proyecto ha sido el estudio sobre el comportamiento del acero y de los accesorios de fundición maleable roscados para tubería, galvanizados, frente a la simulación de los tratamientos antilegionella basado en algunas directrices propuestas por la  Norma UNE 100-030-94 y de las recomendaciones del Ministerio de Sanidad ( Dirección General de Salud Pública ) publicados en su libro “ RECOMENDACIONES PARA LA PREVENCIÓN Y CONTROL DE LA LEGIONELOSIS” -  del año 1999.

Este estudio contempla fundamentalmente dos aspectos:

1)            Estudio de las posibles migraciones de componentes químicos desde las tuberías al agua que circula por ellas, como consecuencia de los tratamientos antilegionella, y del grado de cumplimiento de este agua respecto a la normativa vigente referente a la calidad de las aguas de uso potable (Real Decreto 1138/1990)

2)            Estudio del deterioro de las tuberías y accesorios en la instalación de acero galvanizado como consecuencia de los tratamientos antilegionella realizados.

3.   MÉTODO.

3.1. Duración del estudio.

La duración del estudio ha sido de treinta y seis días hábiles. La razón fundamental de elegir esta duración fue la de realizar el mismo número de tratamientos por choque térmico en la instalación sometida a experimentación que los realizados en una instalación real durante tres años (treinta y seis meses), dado que las recomendaciones del Ministerio de Sanidad dicta realizar estos tratamientos por choque térmico una vez al mes a 70º C durante 4 horas, especialmente en centros como Hospitales.

* NOTA: El recientemente publicado Real Decreto 909/2001 de 27 de julio por el que se establecen los criterios higiénico-sanitarios para la prevención y control de la legionelosis, establece que el tratamiento debe realizarse una vez al año durante dos horas.

3.2. Diseño y montaje de las instalaciones.

El diseño de la instalación se ha adecuado a la reglamentación vigente sobre normas básicas para las instalaciones interiores de suministro de agua ( N.I.A ) y según la Norma 100-030-94.

Por todo ello se ubicó en los Laboratorios de la Fundación Leia C.D.T., la instalación,  cerrada, y situada en una habitación a temperatura ambiente y sin el empleo de ningún tipo de recubrimiento ( aislante térmico ). El agua empleada en la experimentación procedía de la red interna de agua potable.

La instalación sometida a estudio ha intentando reproducir condiciones adversas de funcionamiento, tales como:

-   By-pass y tramos rectos horizontales para favorecer el estancamiento del agua.

-   Diversos codos.

- etc..

A la instalación se le dotó de:

-       Un calentador para conseguir las condiciones de temperatura del agua necesarias para llevar a cabo el tratamiento antilegionela (al menos 70 ºC).

-       Una toma de agua de red, que tan solo se abrió para el llenado inicial de las instalaciones y para compensar las extracciones de agua necesarias para la realización de los análisis.

-       Una bomba para que la velocidad del agua impulsada fuese, en el punto donde se medía el volumen de agua bombeada, de aproximadamente 1 m/s.

Además la instalación poseía los siguientes sistemas de medida y control:

-       Un contador de volumen impulsado.

-       Un manómetro.

-       Un termómetro.

-       Un termostato.

Hay que hacer notar dos aspectos fundamentales en el diseño y funcionamiento de la instalación:

1)       La instalación con todos los elementos mencionados anteriormente, era totalmente independiente del resto de las instalaciones de LEIA.

2)       Con el objetivo de asegurar que la temperatura mínima en todo el circuito fuese de, al menos, 70 ºC , el calentador de agua y el termostato se han situado justo después de la bomba impulsora mientras que el termómetro estaba situado en el último tramo del recorrido del agua.

Las tuberías montadas fueron de diámetro DN 15 (1/2") , serie media, según UNE 19040.

El esquema de la instalación se refleja en el Anexo I, así mismo se adjuntan fotografías de las mismas.

3.3. Puesta a punto de la instalación

Para conseguir que las condiciones de experimentación fuesen reproducibles se realizaron las siguientes operaciones de puesta a punto de la instalación:

1.             Antes de comenzar las pruebas de la instalación, los grifos y tramos susceptibles a ser desmontados, fueron identificados.

2.             Para la puesta a punto y antes de dar inicio al experimento, se dejó correr  agua por las tuberías, durante aproximadamente unas 2 o 3 horas, para limpiar los diferentes conductos. Durante este periodo también se purgó la instalación y se reguló la velocidad de la bomba impulsora del fluido a 1 m/s.

3.             Se calibró el termómetro.

4.             Se solicitó a la empresa responsable del abastecimiento del agua potable al Término Municipal al que pertenece Fundación LEIA C.D.T los datos relativos a la calidad del agua suministrada.

A su vez se realizó un análisis de una muestra de la red de agua potable tomada al azar, por el propio Laboratorio de LEIA con objeto de analizar y comprobar los valores aportados por AMVISA (Aguas Municipales de Vitoria, S.A.).

3.4. Desarrollo del ensayo.

El ensayo consistió en someter a la instalación a un choque térmico diario de 70 ºC durante cuatro horas a lo largo de un periodo de tiempo de treinta y seis días hábiles.

A continuación se detallan las actividades realizadas para el control del ensayo.

Con periodicidad diaria, se realizaron las siguientes operaciones:

Þ          Inspección visual de la instalación para comprobar el correcto funcionamiento de los elementos constructivos, bomba, termómetro, etc..

Þ          Revisión exhaustiva comprobando la ausencia de fugas e indicios de corrosión en el exterior de la instalación.

Þ                    Realización de un tratamiento por choque térmico, elevando la temperatura de la instalación a 70º C durante cuatro horas.

3.5. Indicadores para el control del ensayo.

3.6.1. Determinación de la calidad del agua.          

3.6.1.1. Extracción de muestras.

Para los análisis referidos a la determinación de migraciones de metales desde las tuberías al agua se extrajeron, cada dos días, una muestra de unos 20 ml de cada uno de los seis puntos de muestreo pertenecientes a la planta.

Este volumen de muestra fue el mínimo necesario para las determinaciones analíticas arriba mencionadas, de manera que la extracción de las muestras repercutiera lo mínimo posible en los resultados de los análisis.

Para la realización de las medidas del cloro residual libre se decidió extraer una muestra de 20 ml , de un punto de muestreo aleatorio de la planta, con una periodicidad semanal.

Una vez extraídas las muestras se introdujo agua de red en el circuito, de manera que este mostrase la misma presión que antes de las extracciones.

3.6.1.2. Análisis de las muestras

Para el control de la calidad del agua se establecieron en la instalación seis puntos de muestreo, correspondientes a los seis grifos de los que estaba dotada la misma, de la cual se extrajeron las muestras necesarias para la realización de las siguientes determinaciones:

1.        Control de la desinfección

Se intentó realizar con periodicidad semanal la medida del cloro residual libre en un punto del circuito. Para ello se adquirieron kits específicos para el análisis de cloro residual libre, mediante determinación colorímetrica (DPD).Pero dado que se trataba de una instalación que trabaja en circuito cerrado y tras primeras medidas, se descartó el control del cloro residual libre al comprobar la ausencia de este. Por tanto, este control de la desinfección quedó descartado.

2.        Control de las migraciones de componentes químicos desde las tuberías y los accesorios al agua.

Cada dos días se realizó un análisis de los elementos metálicos en las muestras de agua extraídas de la instalación. Los metales objeto del estudio , dada las características del material , han sido: Fe y Zn.

Los análisis se realizaron con el método seguidamente indicado:

Cinc y  Hierro

Técnica empleada: Absorción atómica

Equipo: Espectofotómetro de absorción atómica                   

Código: 930049

Estos métodos son los que se recogen en el Real Decreto 1138/1990, de 14 de septiembre, por el que se aprueba la Reglamentación Técnico-Sanitaria para el abastecimiento y control de calidad de las aguas potables de consumo público (BOE nº 226 de 20 de septiembre de 1990; corrección de errores BOE nº 282, de 24 de noviembre de 1990)

3.      Control de los componentes orgánicos de las muestras de agua.

Una vez realizados los treinta y seis choques térmicos se extrajo de la instalación una muestra de 500 ml de agua con el fin de realizar un barrido cromatográfico y determinar la presencia cualitativa de componentes orgánicos en el agua y el grado de cumplimiento de estos resultados con la normativa vigente respecto a la calidad de las aguas de uso potable (RD 1138/1990).

Estos resultados han arrojado un resultado negativo , lógico al tratarse de materiales metálicos.

3.6.2.     Análisis del desgaste de las tuberías y accesorios.

3.6.2.1. Extracción de las muestras.

Se determinó la extracción de las siguientes muestras con posterioridad  a los treinta y seis ciclos de calentamiento:

-          Muestra 1: Primer codo después de la bomba de impulsión del agua. Ref: A.

-          Muestra 2: Tramo recto vertical, unido al codo. Referencia 2.

-          Muestra 3: Tramo recto horizontal. Referencia. IA.

-          Muestra 4: Tramo recto horizontal. Referencia IB.

-          Muestra 5: T. Referecia. V.

-          Muestra 6: T. Referencia AB.

-          Muestra 7: Tramo recto vertical del by-pass. Referencia 6.

4. Conclusión.

Estos análisis han clarificado la realidad con lo que respecta al tubo y al accesorio galvanizado a temperaturas de 70 ºC. Hasta ahora, se pensaba que a partir de 60 ºC, la capa de cinc y como consecuencia de la inversión de polaridad que podía producirse, dejaba de proteger al acero y al accesorio, quedándose éstos desprotegidos y a merced de la corrosión.

Con estos resultados obtenidos, podemos comprobar y certificar que el cinc sigue sacrificándose en favor del acero y la fundición,  por lo que la tubería y el accesorio siguen quedando protegidos contra la corrosión.

Adicionalmente cabe resaltar que la cantidad de cinc cedida al agua ha sido muy por debajo de los límites que establece el Real Decreto 1138/1990, de 14 de septiembre – Reglamentación Técnico-Sanitaria para el abastecimiento y control de calidad de aguas potables de consumo público.

Por tanto se puede concluir que tanto el tubo de acero como el  accesorio de fundición maleable , galvanizados,  constituyen elementos de construcción perfectamente válidos para el transporte de agua destinada al consumo humano sin verse de ningún modo perjudicados por el tratamiento anti-legionella mediante choque térmico, actualmente recomendado por el Ministerio de Sanidad.

Anexo I

a)    Esquema de instalación

b)    Fotos elementos de la instalación y medición