Los materiales compuestos como aliados del ingeniero en el diseño de plantas químicas

Tanto el acero como el hormigón, cuando se utilizan en la construcción de plantas químicas pueden tener problemas de corrosión, por lo que es necesario protegerlos. Además, estos problemas de corrosión pueden suceder no solamente en el interior del equipo, sino que frecuentemente ocurre en el exterior debido al ambiente que se crea y que puede ser agravado por la humedad medioambiental, en aquellos casos en que la planta química esté próxima al mar. Global Composites, empresa asociada a Bequinor, nos habla de ello.

Los ingenieros, químicos y técnicos en general que trabajan solos, o como consultores, o en empresas de ingeniería, suelen conocer muy bien los materiales metálicos, principalmente el acero y sus diferentes aleaciones, así como otros metales como el aluminio, zinc, etc. También utilizan frecuentemente el hormigón y sus diferentes composiciones para conseguir las prestaciones buscadas.

Las Escuelas Técnicas y Universidades no suele enseñar lo que son los materiales compuestos, también llamados composites. Un composite se forma por la unión de una matriz o resina y un material de refuerzo. Estos dos materiales una vez unidos crean un material único que frecuentemente es un magnífico aliado del ingeniero para proteger al acero o el hormigón de la corrosión que pueda sufrir.

La corrosión es el principal problema con el que se encuentra el ingeniero cuando tiene que decidir y especificar el material que tiene que ser utilizado para fabricar un equipo, ya sea un reactor o un depósito, como una tubería o una bomba entre otros. Por ello, tiene que saber apoyarse en el conocimiento de las resinas y saber cuáles son las más adecuadas para ser utilizadas en la fabricación del equipo o en su protección si éste se fabrica en acero. También debería conocer los procesos de fabricación existentes para poder especificar el más adecuado.

La elección de la resina está condicionada por las condiciones en las que va a trabajar dicho sistema. La concentración y la temperatura del proceso son determinantes para la elección de la misma.

Cuando el ingeniero tiene dudas sobre la elección de la resina más adecuada para la construcción de un equipo determinado y en un ambiente concreto, puede apoyarse en la experiencia de casos similares.

Para ello, dispone de una ‘Guía de Corrosión o de Resistencia Química’ basada en la experiencia y en ensayos propios realizados por los fabricantes. Adicionalmente, los fabricantes más importantes tienen a disposición del ingeniero los llamados casos históricos, que en definitiva se publican a partir de la experiencia de la utilización de una resina determinada para fabricar un equipo concreto y bajo unas condiciones de concentración y temperatura que se indican en él. También suelen incluir el año de instalación y en algunos casos la fecha de la última revisión del equipo. Saben, por tanto, que son una herramienta importante y necesaria en la que se suele apoyar el ingeniero para poder tomar la decisión de utilizar una u otra resina.

Contra agresiones de productos químicos

En definitiva, el material compuesto es un magnífico aliado del metal y el hormigón, a la vez que le protege de las agresiones de productos químicos agresivos con los que tiene que estar en contacto.

En ocasiones, los equipos se pueden fabricar directamente en un material compuesto y es una decisión del ingeniero hacerlo de una manera u otra, aunque en muchas ocasiones la decisión se basa en la experiencia previa.

Para poder especificar los materiales de construcción de un equipo, el ingeniero tiene que saber las condiciones de presión y temperatura a las que va a trabajar el equipo. También se apoyará en la normativa vigente y diseñará y especificará según código ASME, UNE o el que proceda. De igual forma, deberá informar al fabricante del equipo que tiene que fabricarlo de acuerdo con la norma especificada.

Una de las situaciones más complejas es cuando el equipo puede sufrir subidas puntuales de presión o temperatura durante el proceso de reacción, del mismo modo que puede haber trazas de un producto en ppm que pueden afectar al material seleccionado. En todos esos casos el ingeniero, el químico o el técnico de la ingeniería deberían apoyarse en la experiencia de los técnicos del fabricante de la resina principalmente. Si la resistencia mecánica fuese especialmente importante, habría que contar también con el consejo del fabricante de la fibra, ya sea vidrio, carbono, aramida o la más adecuada para el trabajo.

Formación

En este contexto, Bequinor organiza dos cursos relativos a esta temática. Se trata del Curso de Diseño de Equipamiento de PRFV y Laminado Dual y el Curso de Fabricación, Control de Calidad e Inspección de Equipamiento de PRFV. Más información aquí.