El fluido térmico usado en las plantas termosolares para transportar el calor desde el campo solar hasta el bloque de potencia sufre una degradación con el uso (pinchar aquí para ver los mecanismos de degradación). Para comprobar el estado del fluido y ver su evolución es necesario realizar una serie de análisis periódicos, que determinarán si el aceite tiene capacidad para seguir cumpliendo su función. Además de las razones técnicas lógicas, los análisis son necesarios por una razón de seguridad. La degradación del aceite forma determinadas sustancias nocivas (determinados hidrocarburos aromáticos cancerígenos) y disminuye el punto de inflamación, aumentando la peligrosidad de éste

Por Santiago García Garrido
sgarcia.power@gmail.com

El aceite térmico usado en plantas termosolares es una mezcla eutéctica de difenilo y óxido de difenilo. En la fig 1 puede verse la estructura molecular de estos dos compuestos, junto a algunas de sus principales características:

Fig 1, molecula de bifenilo y de oxido de difenilo

Por razones técnicas, es necesario evaluar una serie de parámetros:

- Viscosidad. Es el valor más importante en cualquier aceite. La medida de la viscosidad determina si el aceite ha llegado a ser demasiado viscoso debido a la presencia de productos de degradación. Esta disminución de viscosidad afectará la transferencia térmica. Una variación de hasta el 15% sobre el valor inicial es aceptable, siendo inaceptable valores mayores

- Insolubles. Analiza la posible alteración de la composición causada por el cracking, y que puede formar depósitos. El valor límite suele estar cercano al 2%

- Número acido: ya que uno de los productos de oxidación son los ácidos carboxílicos, el número ácido mide la oxidación que ha sufrido el fluido, para prevenir problemas de suciedad, sedimentos y corrosiones.

- Elementos metálicos y su concentración. La presencia de elementos metálicos refleja corrosión y pérdidas de material en determinadas partes de la instalación. Es importante conocer tanto el elemento como su concentración

- % de agua, que reflejaría la contaminación por este compuesto que tener el fluido, y que sería un indicador de posibles problemas en los intercambiadores del tren de generación de vapor

- Contaje de partículas, por tamaños. Es un dato interesante para conocer la eficacia del filtrado

Junto a estos parámetros que se analizan por razones técnicas, hay otros parámetros que se deben analizar por estrictas razones de seguridad:

- Concentración de sustancias aromáticas con efectos negativos en la salud. Entre estas sustancias está el benceno, el tolueno y el fenol.

- % en peso de hidrocarburos de bajo peso molecular, ya que estos compuestos volátiles rebajan el punto de inflamación

- Punto de inflamación, como medida indirecta de la concentración de hidrocarburos de bajo peso molecular


Si se determina que el aceite se ha degradado de forma irrecuperable, será necesario sustituir totalmente el fluido térmico. Hay que tener en cuenta que la cantidad de fluido térmico que contiene una planta termosolar de 50 Mw está entre 1500 y 2200 toneladas, con un coste que oscila entre 4,5-6 Millones de €. Por lo tanto, el análisis tiene una importancia tanto económica como de seguridad indiscutible

Nota sobre el benceno, tolueno y fenol

El benceno es el máximo representante de los hidrocarburos aromáticos. Aunque es insoluble en agua, es miscible en cualquier proporción con disolventes orgánicos. El benceno es un disolvente eficaz para ciertos elementos como el azufre, el fósforo y el yodo, también para gomas, ceras, grasas y resinas, y para los productos orgánicos más simples. Es uno de los disolventes más empleados en los laboratorios de química orgánica. El benceno tiene un punto de fusión de 5,5 °C, un punto de ebullición de 80,1 °C, y una densidad relativa de 0,88 a 20 °C. Son conocidos sus efectos cancerígenos, y puede resultar venenoso si se inhala en grandes cantidades. Sus vapores son explosivos, y el líquido es violentamente inflamable. A partir del benceno se obtienen numerosos compuestos, como el nitrobenceno. También es empleado en la producción de medicinas y de otros derivados importantes como la anilina y el fenol.

El tolueno es una sustancia nociva aunque su toxicidad es muy inferior a la del benceno. La razón radica en que la citocromo P450, responsable de la metabolización del benceno y del tolueno, oxida preferentemente el grupo metilo. Los epóxidos generados en la oxidación del anillo aromático y a que se atribuye el poder cancerígeno del benceno sólo se forman en una proporción inferior al 5 %.

El cuerpo elimina así el tolueno sobre todo en forma de ácido benzoico y ácido hipúrico.

El tolueno puede afectar al sistema nervioso. Niveles bajos o moderados pueden producir cansancio, confusión, debilidad, pérdida de la memoria, náusea, pérdida del apetito y pérdida de la audición y la vista. Estos síntomas generalmente desaparecen cuando la exposición termina.

Los vapores de tolueno presentan un ligero efecto narcótico e irritan los ojos. Inhalar niveles altos de tolueno por un período breve puede hacerlo sentirse mareado o soñoliento. También puede causar pérdida del conocimiento, y aun la muerte.

La concentración máxima permitida de los vapores del tolueno en los lugares de trabajo es de 50 ppm (190 mg/m³).

El tolueno es biodegradable, hecho que se aprovecha por ejemplo en los biofiltros para la eliminación de sus vapores. Sin embargo presenta una cierta toxicidad sobre la vida acuática y por lo tanto es catalogado como sustancia peligrosa para estos sistemas.

El fenol puede ser fatal si es inhalado, ingerido o absorbido por la piel. Causa quemaduras. Material extremadamente destructivo de los tejidos y membranas mucosas, vías respiratoria, ojos y piel. La inhalación puede ser fatal y puede causar espasmos, inflamación y edema en la laringe y bronquios, neumonitis y edema pulmonar. Los síntomas de su exposición incluye sensación de quemaduras, tos, ronquera, laringitis, deficiencia respiratoria, dolor de cabeza, nausea y vómitos.