FUNDAMENTOS

La presencia excesiva de iones, específicamente cationes multivalentes como ser calcio y magnesio,  englobados dentro de lo que se denomina dureza, ocasiona una serie de inconvenientes desde dificultades asociadas a lavado o limpieza doméstica (mayor consumo de jabón) hasta formaciones indeseables en tuberías de  distribución municipal y procesos industriales, e.g. calderas, intercambiadores, proceso.

El impacto de la formación descontrolada de incrustaciones es extremadamente significativo.  Basta considerar como ejemplo el colapso ocasionado en condensadores evaporativos para apreciar la magnitud del problema: una película de apenas 0.8 mm nos reduce la capacidad del equipo a aproximadamente un 73% de la capacidad original; una película de 1mm baja la capacidad real a 55% y una película de 2mm de espesor nos deja solamente un 38% de la capacidad planificada.  El ejemplo adjunto es ilustrativo.  La localización del problema es típicamente en las zonas del circuito con mayor temperatura, i.e. intercambiadores/ condensadores, haz de tubos de condensador evaporativo y en mucha menor medida, los paneles de la torre de enfriamiento. 

La problemática del suministro de aguas para calderas es notablemente mayor y puede requerir procesos unitarios considerablemente sofisticados, e.g. plantas demineralizadoras.

Debido a que debe mantenerse un equilibrio, esto es debe evitarse trabajar industrialmente con aguas demasiado blandas (extremadamente agresivas, i.e. corrosivas), frecuentemente se procura mantener/controlar las condiciones del agua tanto en circuitos como tuberías de distribución de manera de favorecer la formación de una muy delgada capa a efectos de protección así como modular las características del agua producto mediante mezclas.  Los procedimientos de by-pass/blending son extremadamente populares, i.e. tratar una fracción del caudal y realizar posteriores mezclas de manera de obtener la calidad objetivo deseada.

Aún con el notable avance de los detergentes sintéticos es recomendable el ablandamiento, al menos parcial,  de aguas extremadamente duras por parte de las plantas potabilizadoras, sean privadas o municipales.  De todas manerases frecuente ver diseños de plantas de tratamiento de agua con niveles de dureza objetivo rondando 100 mg/L.

A grosso modo puede considerarse la siguiente clasificación:

-         aguas blandas, con dureza menor a 50 mg/L

-          aguas moderadamente duras, con durezas hasta 150 mg/L

-         aguas extremadamente duras, con durezas de 300 mg/L y más.

Es tradicional expresar la dureza referida en unidades mg/L como carbonato de calcio (CaCO3), agrupando en ese término los dos constitutivos, i.e. Ca y Mg. 

Ejemplo: el laboratorio especifica 28 mg/L de Ca++  y 15 mg/L de Mg++, luego siendo los pesos equivalentes respectivos 20 y 12.2 resulta la expresión en miliequivalentes como sigue:

 Ca++  = 28 mg/L = 28 / 20 = 1.4 meq/L

Mg++  = 15 mg/L = 15 / 12.2 = 1.23 meq/L

dureza = 1.4 meq/L + 1.23 = 2.63 meq/L = 2.63 * 50 = 131.5 mg/L como CaCO3

La presencia de dureza en el agua refleja la formación geológica subyacente.  De esa manera podemos tener aguas aún subterráneas con grandes contrastes por lo que es muy frecuente tener que examinar cada aplicación caso a caso, e.g. por presencia de otros constitutivos, e.g. hierro, material orgánica, turbidez.  Esto puede involucrar algún tipo de pretratamiento según sea el método de ablandamiento empleado. Puede verse métodos alternativos de ablandamiento en el minisitio de floculadores.

Dentro de las alternativas más comunes podemos mencionar variantes del clásico proceso con cal – por exceso, selectivo, blending – presentado más adelante, así como igualmente clásico intercambio de iones mediante resinas y recientemente sistemas de membrana.

Afortunadamente es igualmente clásico el gran número de firmas que incluyen dentro de su especialidad, el tratamiento de aguas tanto de un circuito de enfriamiento y sector calderas como acondicionamiento para un proceso industrial.  Por lo tanto, preferiremos simplemente delinear algunos aspectos, elegidos en forma relativamente arbitraria, pero de manera de que se facilite fundamentalmente la introducción al tema con comentarios y aplicaciones ilustrativas.