los indicados en el Código Técnico Español en el Documento HS4 «Suministro de agua», apartado 6.3 Incompatlbilades (tabla 6.1 y 6.2).
2.6 Dureza del agua
La dureza es una característica química del agua que está determinada por el contenido de carbonates, bicarbonatos, cloruros, sulfatos y ocasionalmente nitratos de calcio y magnesio. La dureza es indeseable en algunos procesos, tales como el lavado doméstico e industrial, provocando que se consuma más jabón, al producirse sales insolubles.
Tabla 2.2 Unidades de dureza y conversión entre ellas
En calderas y sistemas enfriados por agua, se producen incrustaciones en las tuberías y una pérdida en la eficiencia de la transferencia de calor. Si la cal se acumula, se pueden obstruir las tuberías que transportan el agua de consumo doméstico y los calentadores pueden perder vida útil.
Altos niveles de dureza son indeseables por las razones antes expuestas y deben ser reducidos antes de que el agua tenga uso apropiado para las industrias de bebidas, lavanderías, acabados metálicos, teñidos y textiles.
La dureza es caracterizada comúnmente por el contenido de calcio y magnesio y expresada como carbonato de calcio equivalente.
Existen dos tipos de dureza:
• Dureza temporal: está determinada por el contenido de carbonates y bicarbonatos de calcio y magnesio. Puede ser eliminada por ebullición del agua y posterior eliminación de precipitados formados por filtración, también se le conoce como dureza de carbonates.
• Dureza permanente: constituida por todas las sales de calcio y magnesio excepto carbonates y bicarbonatos. No puede ser eliminada por ebullición del agua y también se le conoce como dureza de no carbonates.
Figura 2.9 Niveles de dureza del agua en la geografía española
En España el Centro de Estudios Hidrográficos del Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas (CEDEX), proporciona una clasificación de la dureza del agua —se mide en miligramos por litro (mg/l) de carbonato cálcico o en grados franceses que equivalen a 10 mg/l— con límites aproximados, «no estrictos». Esto puede ayudar a conocer hasta qué punto afecta a las instalaciones esta característica.
• Aguas blandas: Concentración de menos de 50 mg/l de carbonato cálcico o 5 grados franceses (5°F).
• Aguas ligeramente duras: Concentración de entre 50-100 mg/l de carbonato cálcico, entre 5 y 10 grados franceses (°F).
• Aguas moderadamente duras: Concentración entre 100 y 200 mg/l de carbonato cálcico, entre 10 y 20 grados franceses (°F).
• Aguas muy duras: Concentración de más de 200 mg/l de carbonato cálcico, más de 20 grados franceses (°F).
2.7 Índices de estabilidad del agua
Además de determinar la dureza, el oxígeno disuelto etc. en el agua, es conveniente utilizar algunos de los varios índices que nos dan con suficiente aproximación la tendencia a depositar carbonato de calcio o a disolverlo, evaluando el estado de equilibrio del agua en relación con su carácter incrustante o corrosivo. Estos índices, han sido desarrollados como fórmulas empíricas para obtener una «tendencia» predictiva sobre el comportamiento de un agua dulce en contacto con metales cuya velocidad de corrosión depende de la difusión del oxígeno disuelto en la superficie metálica, tales como el hierro, cobre y latón, por lo que no tienen aplicación para el agua en contacto con metales pasivos que se corroen menos cuanto más elevada es la concentración de oxígeno en la superficie del metal, tales como el aluminio y los aceros inoxidables.
A continuación, exponemos los dos más utilizados: el de Langelier y el de Ryznar, sobre todo el primero.
2.7.1 Índice de saturación de Langelier (IS)
IS = pH – pHs
donde el pH es el del agua analizada y el pHs es el pH de saturación en calcita o en carbonato de calcio, siendo su valor:
pHs = (9,3+A+B)-(C + D) (2.7.1)
Donde a su vez:
A = (Log10[TDS]-1)/10.
B = −13, 12 · Log10 (T°C + 273) + 34,55.
C = Log10 [Ca++como CaC03] - 0,4.
D = Log10 [alcalinidad como CaC03].
y en la que:
| TDS | = sólidos totales disueltos (mg/l). |
| T | = temperatura del agua en °C. |
| C | = calcio como dureza (concentración de CaCO3 mg/l). |
| A | = alcalinidad (concentración de CaCO3 mg/l). |
Si IS = 0, agua en equilibrio químico con el CaCO3.
Si IS < 0, agua con tendencia a ser corrosiva (infrasaturada de CaCO3).
Si IS > 0, agua con tendencia incrustante (sobresaturada de CaCO3).
Hay que tener en cuenta que con un aumento del TDS el agua se hace más corrosiva porque en las sales disueltas en el agua los iones negativos y positivos están divididos, entonces cuanta más sal existe en el agua, más conductiva es debido a la presencia de electrones libres. En el proceso de corrosión está presente el intercambio de electrones.
Cuando la temperatura del agua aumenta, la solubilidad Ca(OH)2, Mg(OH)2 y CaCO3 decrece. Por consiguiente estas sustancias precipitarán formando depósitos incrustantes.
La posibilidad de interpretación errónea es mayor en las aguas cercanas a la saturación, con elevadas concentraciones de sulfato en las que el IS puede ser sobreestimado en 0,3 a 0,5 unidades, incluso a pH neutro, por ello para que el índice de Langelier tenga cierto carácter significativo debe situarse por lo menos en + 0,5 o – 0,5 (según algunos autores en + 0,75 o – 0,75) y así poder predecir el comportamiento incrustante o agresivo del agua en cuestión.
Según el R.D. 140/2003 por el que se establecen los criterios sanitarios de calidad de las aguas de consumo humano, el agua en ningún momento podrá ser ni agresiva ni incrustante.
2.7.2 Índice de estabilidad de Ryznar (IR)
IR de 4,0 - 5,5: fuertemente incrustante.
IR > de 5,5 y < 6,2: ligeramente incrustante.
IR > de 6,2 y < 6,8: en equilibrio.
IR