TERPOLÍMEROS
¿Qué son los terpolímeros, cómo funcionan y en qué se diferencian de los demás polímeros?
Los polímeros son sustancias sintéticas que se encargan de acondicionar y dispersar los lodos producidos por los contaminantes que vienen en el agua y que podrían generar depósitos duros y aislantes llamados incrustaciones.
Existe una gran variedad de polímeros y no todos funcionan igual. En la siguiente gráfica pueden apreciarse los diferentes grados de incrustación que permiten varios de los tipos comerciales de polímeros.
En esta gráfica puede verse que la máxima protección contra las incrustaciones se da con el uso de terpolímeros, los cuales impiden en un 98.7 % la formación de material aislante, mientras que el ácido poliacrílico, que fue uno de los primeros dispersantes desarrollados, un 41%. Los copolímeros tienen un rendimiento de 55 a 77%. Para entender las diferencias de rendimiento entre los diferentes dispersantes hay que analizar sus mecanismos de funcionamiento.
El ácido poliacrílico (R-COO=) contiene una cadena orgánica (R) y un carboxilato (COO=). El carboxilato atrae al calcio (Ca2+) y lo suspende en el agua, pero las cadenas orgánicas (R) se unen entre sí por fuerzas no iónicas (fuerzas débiles de Van der Waals) y se agrupan hasta aumentar el tamaño de la partícula y romper la emulsión coloidal, precipitándose, con lo que pierden efectividad. Por ésto solo dispersa un 41%. Para evitar que se unieran las cadenas orgánicas se agregó otro grupo funcional con carga negativa, un sulfonato (SOO=), para que las partículas dispersadas se repelieran (cargas iguales se rechazan). De esta manera nacieron los copolímeros.
Estos elevaron el poder dispersante en el orden de 55 a 77%. Recientemente, en los años 90, se desarrollaron los terpolímeros, que poseen un tercer grupo funcional ( X ) capaz de dispersar un mayor rango de partículas, como hierro, sílice y materia orgánica. En la siguiente tabla se puede apreciar los diferentes mecanismos de acción de cada tipo de dispersante.
Los terpolímeros dispersan mucho más hierro que los copolímeros ( SS/MA-3), como puede verse en la siguiente tabla.
Lo anterior es muy importante debido a que las incrustaciones de hierro, son 3 veces más aislantes que las incrustaciones normales. Los terpolímeros en sistemas de enfriamiento mantienen más limpias las superficies de transferencia de calor. Esto puede verse en la siguiente gráfica, donde se evalúa el coeficiente global de transferencia de calor en función del tiempo y los ciclos de concentración.
El terpolímero, luego de 600 horas, mantuvo el 100% de transferencia, mientras que el ácido maleico se ensució a las 150 horas en 40%, y el copolímero empezó a decaer al cabo de las 370 horas.
El terpolímero, luego de 600 horas, mantuvo el 100% de transferencia, mientras que el ácido maleico se ensució a las 150 horas en 40%, y el copolímero empezó a decaer al cabo de las 370 horas.
Los terpolímeros también dispersan sílice mejor que cualquiera, como puede verse en la próxima gráfica. Un polímero de mala calidad permitió incrustaciones en esta prueba de 1578 mg, mientras que un copolímero tolera una cantidad menor. Sin embargo un terpolímero (como el Vapen-230) permitió mucho menos incrustación (176mg).
Nótese lo importante que es mantener un sistema lo más limpio posible. En la siguiente gráfica se muestra el aislamiento que representan las incrustaciones normales . Nótese que 1 mm ( 0.04 pulgadas) aísla un 10 % aproximadamente.
