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 > de 6,8 y < 8,5: significantemente agresiva.
IR > de 8,5 y < 9,0: fuertemente agresiva.
IR > 9,0: muy fuertemente agresiva.
2.7.3 Índice de Lucey
Este PPR (Pitting Propensity Rating) o índice del agua se calcula a base de un ábaco empírico creado por V. F. Lucey después de examinar las composiciones de las aguas en las cuales el comportamiento del cobre frente a la corrosión era conocido. Se tiene en cuenta, entre otros, los parámetros siguientes: las concentraciones en iones sulfates (SO4-), cloruros (Cl-), nitratos (NO3-), sodio (Na+), así como el oxígeno disuelto y su pH.
2.8 Incrustaciones
El agua potable posee en disolución una gran cantidad de sales minerales. En su mayoría, estas son sales carbonatadas de calcio. De acuerdo a la zona de donde procede el agua, estos contenidos de sales varían considerablemente.
En ciertos puntos de la instalación donde la velocidad es menor, o en tuberías de agua caliente, las sales precipitan formando incrustaciones en las paredes internas de las tuberías, disminuyendo u obturando su sección, y dificultando el funcionamiento de los mecanismos.
A fin de impedir que se vean afectados tuberías y aparatos, se instalan equipos descalcificadores en determinados lugares de la instalación.
En zonas con aguas muy duras (con gran contenido de cal), se efectúan periódicamente lavados interiores con ácido para desincrustar las acumulaciones de cal.
2.8.1 Mecanismo de la incrustación
Los depósitos incrustantes están constituidos esencialmente por sales de calcio y magnesio, y su formación está relacionada con numerosos parámetros.
Entre estas sales, el carbonato de calcio es el principal elemento perturbador en las instalaciones de agua destinadas al consumo humano, agua caliente a baja y alta temperatura, aguas de refrigeración, producción de vapor hasta 1 5 o 20 bars, aguas de proceso, etc.
Figura 2.10 Incrustaciones en tuberías de plástico y metálicas
Figura 2.11 Incrustaciones sobre un aireador de grifería doméstica
El carbonato de calcio está en equilibrio en solución con el ion calcio y el ion carbonato según la siguiente reacción.
El sentido hacia la derecha corresponde a la disolución de cristales de carbonato de calcio y el sentido hacia la izquierda corresponde a la aparición de cristales.
La solubilidad del carbonato de calcio está pues relacionada con la concentración de calcio y de carbonates así como de las concentraciones de los diferentes compuestos del dióxido de carbono.
El equilibrio que relaciona el calcio a los compuestos del dióxido de carbono es llamado equilibrio calco-carbónico. El anhídrido carbónico tiene una gran importancia en los fenómenos de incrustación. Al disolverse en agua da lugar a la formación de ácido carbónico. El ácido carbónico reacciona entonces con la calcita para formar bicarbonato cálcico:
Esta reacción como hemos visto es reversible, con lo que se puede escribir:
Cuando se elimina el CO2 de forma parcial, por ejemplo mediante un aumento de la temperatura, precipita el carbonato cálcico dando lugar a incrustaciones. Se comprende ahora que en los aparatos para el calentamiento del agua (termos eléctricos, calentadores instantáneos a gas, etc.) donde la temperatura es más elevada, se produzca la obturación de los serpentines o de las tuberías. El efecto de obstrucción de la tubería lleva aparejada una disminución del caudal, características aislantes y daños o destrucción de componentes del equipo.
Ahora ya podemos establecer las «grandes tendencias».
En un agua que inicialmente no produzca incrustaciones, precipitará si:
A una temperatura dada:
• La concentración de calcio aumenta: caso de los circuitos donde se producen concentraciones de las sales minerales por evaporación como ocurre en el agua de las torres de enfriamiento o las calderas vapor.
• La concentración de carbonatas aumenta si se produce, por ejemplo, un aumento del pH.
• Cuando la concentración de dióxido de carbono disminuye por la desgasificación debida a un aumento de la temperatura o a una modificación de la presión parcial de este gas por pulverización-aireación, como es el caso por ejemplo de la torres de enfriamiento o en los cabezales de las duchas de los baños domésticos.
Para unas concentraciones dadas:
• Por modificación de la temperatura que actúa sobre el valor obtenido del producto de solubilidad Ks.
