L’acqua, fonte rinnovabile, è indispensabile per la vita sul nostro pianeta. Essa viene utilizzata per molteplici scopi: circa il 70% dell’acqua consumata sulla Terra è impiegata per usi agricoli, il 20% per usi industriali ed il 10% per usi domestici.
Nell’industria, l’acqua viene utilizzata come materia prima per i vari processi produttivi, per produrre vapore, per il raffreddamento ed il lavaggio degli impianti.
Essendo l’acqua un ottimo solvente, contiene molte sostanze disciolte che sottoforma di carbonati, solfati, silicati, fosfati, idrati, etc. possono costituire un problema per l’ottimale esercizio degli impianti industriali. In base al pH, all’alcalinità, alle elevate temperature e concentrazioni, si formano incrostazioni nelle tubazioni, sulle superfici di scambio termico, nelle caldaie a vapore, nei pacchi di riempimento delle torri evaporative.
I depositi hanno conduttività termica molto bassa, dell’ordine di 0,1-1% di quella del metallo dei tubi, cioè come quella di un materiale refrattario. Nelle caldaie a vapore, aumentando il riscaldamento, il metallo si deforma per la diversa dilatazione delle incrostazioni che si presentano con spessori non uniformi: ciò comporta sollecitazioni e stress differenziati nel metallo che può arrivare anche a fessurarsi e quindi a compromettere la sicurezza degli impianti. La formazione di depositi porta all’aumento dei consumi di combustibile per mantenere lo stesso scambio termico: 1 mm di spessore di carbonato di calcio depositato porta ad un maggiore consumo di energia di ca. il 10%, 3 mm di ca. il 22%, 7 mm di ca. il 40%.
I depositi, avendo una superficie scabra e porosa, possono inglobale anche altre sostanze e composti che a loro volta incrementano lo strato di isolamento termico iniziale. Ad esempio nelle caldaie i pori si possono riempire di vapore riducendo ulteriormente la conduttività termica.
Una volta formate, le incrostazioni possono essere rimosse tramite lavaggi acidi, ma l’uso frequente di acidi non è consigliabile perché porta all’innesco di fenomeni corrosivi sui metalli, nonostante l’utilizzo di inibitori di corrosione.
Per evitare la formazione delle incrostazioni negli impianti industriali e nelle apparecchiature, occorre non solo pretrattare l’acqua tramite impianti di addolcimento, impianti demi o impianti osmosi, ma anche effettuare trattamenti chimici dell’acqua delle stesse e gestirne in maniera ottimizzata gli spurghi, così come consigliano i costruttori di apparecchiature ed impianti. Va ricordato che trattamenti chimici completi non prevengono solo le incrostazioni, ma anche le corrosioni e lo sviluppo batterico ed algale che costituiscono altre serie problematiche sugli impianti ausiliari.