La dureza del agua se refiere a la cantidad de sales solubles e insolubles, principalmente calcio y magnesio, presentes en el agua natural. Cuanto mayor sea la concentración, mayor será la dureza. El exceso de sales puede provocar la acumulación de incrustaciones en los sistemas de suministro de agua, dañando rápidamente los electrodomésticos, las tuberías y los equipos hidráulicos.
Para determinar con precisión la dureza del agua (la cantidad de sales disueltas, la concentración de hierro, azufre, magnesio, calcio, etc.), se realizan análisis de laboratorio (por ejemplo, en una estación sanitaria y epidemiológica) mediante análisis químicos o equipos especializados. En casa, la dureza del agua se determina con tiras reactivas o medidores.
El agua común no solo se compone de átomos de hidrógeno y oxígeno, sino que también contiene una gran cantidad de impurezas. La presencia de estas impurezas determina la dureza del agua, y las unidades de medida (°Ж, grados de dureza) indican cuánto excede este valor los límites aceptables.
La dureza del agua no solo la determinan los ingenieros que instalan las redes de servicios públicos, sino también las personas comunes en su vida diaria. Si usamos un hervidor eléctrico o una lavadora con función de calentamiento, todo puede fallar si la dureza es demasiado alta. Es probable que ni siquiera se pueda disolver bien el jabón en agua con esa dureza.
Este artículo explicará en detalle cómo determinar el nivel de dureza del agua del grifo, así como los métodos para combatir los altos niveles de impurezas.
- Agua dura y agua blanda: ¿cuál es la diferencia?
- Analicemos los diferentes tipos de rigidez.
- Unidades de medida de la dureza
- Causas de la dureza del agua
- Métodos para eliminar la rigidez
- ¿Cómo afecta la dureza a la calidad del agua?
- Efectos sobre la salud humana
- Métodos para determinar la dureza del agua
- Conclusión
Agua dura y agua blanda: ¿cuál es la diferencia?
La cantidad de sal en el agua se ve afectada por la presencia de calcio y magnesio disueltos. La presencia de hidróxido de hierro, que suele estar presente en exceso en las aguas artesianas, también puede aumentar significativamente este nivel.
Cuando dichas impurezas están presentes en pequeñas cantidades, se denomina "blando". Este indicador se suele dividir en tres categorías:
- Suave.
- Promedio.
- Difícil.
SuaveSoy agua de lluvia o agua destilada. Esta agua está prácticamente libre de impurezas minerales.
En la mayoría de los casos, también se puede obtener como resultado de una ebullición prolongada o de la adición de reactivos químicos especiales.
Promedio — se encuentra con mayor frecuencia en los sistemas de suministro de agua, así como en aguas de manantial y artesianas.
Difícil Esta categoría incluye agua de mar, agua oceánica y agua que fluye de capas rocosas ricas en depósitos minerales. Puede contener grandes cantidades de sales disueltas. En términos porcentuales, la salinidad puede alcanzar hasta el 33 % del volumen total.
Analicemos los diferentes tipos de rigidez.
Este indicador se suele dividir en las siguientes categorías.
- Constante: es un indicador invariable que depende del contenido de sulfatos y cloruros.
- La dureza transitoria se debe a la presencia de bicarbonatos de calcio y magnesio. Este tipo de dureza recibe su nombre por su capacidad de neutralizarse casi por completo mediante la ebullición.
- La rigidez total se obtiene sumando los indicadores constantes y temporales.
Para determinar con precisión este indicador, es necesario saber qué unidades de medida se pueden utilizar para ello.
Unidades de medida de la dureza
Para calcular con precisión la dureza del agua, es necesario determinar la concentración de cationes de calcio y magnesio. Actualmente, este indicador se mide en las siguientes unidades:
- Mol/m3 (mol por metro cúbico): unidad utilizada en Rusia hasta 2014.
- °Ж (grados de dureza): esta unidad de medida se utiliza en Rusia desde 2014.
- El dH (grado alemán) es una unidad de medida utilizada en los países europeos.
- fo (grado francés) - también se usa en países europeos.
- ppm CaCO3 (grados estadounidenses) es una unidad de medida utilizada en los estados de América del Norte.
Cabe señalar que en nuestro país, la expresión para la dureza total en mol/m3 comenzó a utilizarse recién en 1952. Antes de esa fecha, los cálculos se realizaban en grados, que equivalían al grado alemán moderno.
Desde 2014, Rusia ha adoptado un estándar internacional para calcular la dureza del agua, expresada en grados (°J). Un grado J equivale a 1/2 milimoles por litro de líquido, lo que facilita el cálculo de la concentración de una sustancia en un líquido.
Causas de la dureza del agua
Durante el ciclo natural del agua, el agua líquida se convierte en vapor y asciende a la atmósfera superior. Tras la condensación, cae en forma de precipitación y no contiene impurezas que afecten su dureza. Sin embargo, al atravesar la corteza terrestre, disuelve diversas rocas que contienen potasio y magnesio. Al absorber estos elementos, el agua aumenta su dureza. En el mar, el agua siempre es dura debido a la alta concentración de cloruro de sodio.
Si es necesario reducir la concentración de iones de potasio y magnesio, se pueden utilizar diversos métodos para disminuir la cantidad de impurezas salinas.
Métodos para eliminar la rigidez
Para combatir el exceso de sal, se utilizan los siguientes métodos:
- La ebullición elimina por completo la dureza temporal. Este proceso conlleva la acumulación de una gran cantidad de sedimentos en el fondo y las paredes del tanque de ebullición.
- Químicamente, se puede reducir la cantidad de sales utilizando cal apagada. Añadir sosa a la cal también puede eliminar la dureza permanente.
- La congelación es un método sencillo para combatir la dureza persistente del agua. Para ablandarla, basta con congelarla hasta que su composición sea de no más del 10 % de agua y el 90 % de hielo. A continuación, se drena el agua no congelada y se derrite el agua sólida para su uso.
- Destilación: todas las sales son sustancias no volátiles, por lo que basta con convertir primero el agua en vapor mediante calentamiento y luego condensarla.
- El ablandamiento electromagnético utiliza un campo electromagnético para ablandar líquidos. Este método para reducir las sales en el agua se utiliza con mayor frecuencia en sistemas de calderas.
- El intercambio catiónico es un método muy eficaz para eliminar el exceso de sales del agua. La purificación se produce haciendo pasar el agua a través de una capa de resina de intercambio catiónico.
Cualquiera de los métodos propuestos para ablandar el agua puede hacer frente a niveles elevados de este indicador, pero los métodos químicos no suelen utilizarse para eliminar las sales del agua potable.
¿Cómo afecta la dureza a la calidad del agua?
La dureza del agua potable afecta principalmente a su sabor. El umbral de percepción del sabor de los iones de calcio en el agua potable es de 2 a 6 mg-eq/L. El umbral de percepción del sabor de los iones de magnesio es significativamente menor, por lo que se considera que el agua potable de sabor más agradable es aquella con un umbral de percepción de 1,6 a 3 mg-eq/L.
En algunos casos, el agua con una dureza de hasta 10 mg-eq/l puede utilizarse para beber, pero su uso prolongado puede afectar negativamente a la salud humana. No se recomienda el uso de agua demasiado dura en aparatos de calentamiento de líquidos.Los hervidores eléctricos, los calentadores de agua, las lavadoras y los lavavajillas tienen elementos calefactores que se recubren rápidamente de depósitos, lo que reduce la eficiencia del proceso de calentamiento.
El uso prolongado de un calentador eléctrico con una capa importante de sarro provoca sobrecalentamiento y averías. Afortunadamente, se puede descalcificar disolviendo dos sobres de ácido cítrico en 1 litro de agua y hirviendo bien el hervidor o cualquier otro calentador. Después, enjuague bien el aparato y siga usándolo con normalidad.
Efectos sobre la salud humana
El consumo prolongado de agua dura puede causar graves anomalías en el cuerpo humano, afectando principalmente al funcionamiento de los siguientes órganos:
- Tracto gastrointestinal (TGI) Cuando las sales presentes en el agua dura se combinan con las grasas animales, se forman sales de ácidos grasos que recubren las paredes del estómago y los intestinos, impidiendo la fermentación normal y ralentizando significativamente el peristaltismo. Como consecuencia, se acumulan sustancias nocivas y toxinas en el organismo, lo que provoca disbiosis.
- Función conjunta Cuando ciertos tipos de sales ingresan al cuerpo humano, forman sustancias inorgánicas que, con el tiempo, desplazan el líquido sinovial de las articulaciones. Este desplazamiento provoca la formación de cristales que recubren las articulaciones, causando dolor intenso al moverse. El consumo prolongado de agua dura puede provocar artritis y poliartritis.
- Sistema cardiovascular — Con un aumento significativo de la dureza del agua potable, la función cardíaca se deteriora, incluso hasta el punto de provocar arritmias graves.
- Afección de la piel El agua dura provoca envejecimiento prematuro de la piel. Los efectos negativos se observan tanto al beberla como al lavar los platos. Cuando el detergente entra en contacto con agua dura, se forma una película que, al depositarse sobre la piel, tiene un impacto negativo a largo plazo en las capas superiores de la epidermis.
- Formación de cálculos renales Esta afirmación es un mito, desmentido por la investigación científica. El proceso de formación de cálculos renales no depende de la calidad del agua potable. Los cálculos renales se forman principalmente por una deficiencia de calcio en el organismo. Esta deficiencia provoca su pérdida de los huesos y su depósito en el sistema urinario.
Todas las dolencias y afecciones mencionadas anteriormente pueden evitarse mediante la filtración de agua en varias etapas. Si bien estos dispositivos son económicos, el tratamiento de diversas afecciones puede resultar bastante costoso.
Métodos para determinar la dureza del agua
Para evitar los efectos negativos del agua dura en la salud y prolongar la vida útil de los aparatos de calefacción, es necesario determinar la cantidad aproximada de sales de potasio y magnesio disueltas en el agua. Esto puede ser difícil de determinar solo por el sabor, ya que los cambios solo se detectan de esta manera si se supera cierto nivel.
Para determinar niveles elevados de sales de potasio, magnesio y sodio en casa, puede utilizar los siguientes métodos:
- Intenta disolver el jabón en agua; si no se forma espuma, el agua es muy dura y no debe utilizarse.
- Si se forma una gran cantidad de sarro en una tetera u otro electrodoméstico en un corto período de tiempo, entonces el agua definitivamente ha superado los límites de seguridad para ese valor.
- Utilizando tiras indicadoras, se puede determinar con mayor precisión la cantidad de sales en un líquido, pero este método requiere una pequeña inversión. Para realizar la prueba, simplemente sumerja la tira indicadora en el agua durante unos segundos y, transcurrido un minuto, compare su color con la tabla que se incluye en las instrucciones.
Conclusión
Es fundamental conocer el nivel de dureza del agua utilizada para beber, calentar y otros aparatos que la calientan. No siempre es necesario utilizar unidades de medida precisas para los cálculos domésticos.
En la industria química y otras industrias de alta tecnología, por el contrario, será necesario conocer la cantidad de sales disueltas en el agua hasta el miligramo, por lo que cualquier unidad de medida para este indicador propuesta en este artículo puede utilizarse para determinar y, si es necesario, reducir la cantidad de sales en el agua.
