A dureza da água é a quantidade de sais solúveis e insolúveis, principalmente cálcio e magnésio, presentes na água natural. Quanto maior a concentração, maior a dureza. O excesso de sais pode causar a formação de incrustações nos sistemas de abastecimento de água, danificando rapidamente eletrodomésticos, instalações hidráulicas e equipamentos.
Para determinar com precisão a dureza da água (a quantidade de sais dissolvidos, a concentração de ferro, enxofre, magnésio, cálcio, etc.), são realizados testes laboratoriais (por exemplo, em um posto de saúde e epidemiológico) utilizando análises químicas ou equipamentos especializados. Em casa, a dureza da água é determinada utilizando fitas ou medidores de dureza.
A água comum não é composta apenas de átomos de hidrogênio e oxigênio; ela também contém um grande número de impurezas diversas. A presença dessas impurezas determina a dureza da água, e as unidades de medida (°D – graus de dureza) indicam o quanto esse valor excede os limites aceitáveis.
A dureza da água precisa ser determinada não apenas por engenheiros que instalam as redes de distribuição, mas também por pessoas comuns no dia a dia. Se usarmos uma chaleira elétrica ou uma máquina de lavar com função de aquecimento, tudo pode apresentar mau funcionamento se a dureza da água for muito alta. É improvável que você consiga até mesmo dissolver o sabão adequadamente em água com essa dureza.
Este artigo abordará detalhadamente como determinar o nível de dureza da água da torneira, bem como métodos para combater altos níveis de impurezas.
Água dura e água mole – qual a diferença?
A quantidade de sal na água é afetada pela presença de cálcio e magnésio dissolvidos. A presença de hidrato de ferro, frequentemente encontrado em excesso em águas artesianas, também pode aumentar significativamente esse nível.
Quando essas impurezas estão presentes em pequenas quantidades, são chamadas de "suaves". Esse indicador geralmente é dividido em três categorias:
- Macio.
- Média.
- Difícil.
MacioSou água da chuva ou água destilada. Essa água é praticamente livre de impurezas minerais.
Na maioria dos casos, também pode ser obtido como resultado de fervura prolongada ou da adição de reagentes químicos especiais.
Média — é encontrado com mais frequência em sistemas de abastecimento de água, bem como em nascentes e águas artesianas.
Difícil Esta categoria inclui água do mar, água do oceano e água proveniente de camadas rochosas ricas em depósitos minerais. Pode conter grandes quantidades de sais dissolvidos. Em termos percentuais, a salinidade pode atingir até 33% do volume total.
Vamos analisar os diferentes tipos de rigidez.
Este indicador é geralmente dividido nas seguintes categorias.
- Constante - é um indicador imutável que depende do teor de sulfatos e cloretos.
- A dureza temporária é causada pela presença de bicarbonatos de cálcio e magnésio. Esse tipo de dureza recebe esse nome por sua capacidade de ser quase completamente neutralizado pela fervura.
- A rigidez total é obtida pela soma dos indicadores constantes e temporários.
Para determinar com precisão esse indicador, é necessário saber quais unidades de medida podem ser usadas para isso.
Unidades de medida de dureza
Para calcular com precisão a dureza da água, é necessário determinar a concentração de cátions de cálcio e magnésio. Atualmente, esse indicador é medido nas seguintes unidades:
- Mol/m3 (mol por metro cúbico) – unidade utilizada na Rússia até 2014.
- °Ж (graus de dureza) – esta unidade de medida é utilizada na Rússia desde 2014.
- O dH (grau alemão) é uma unidade de medida usada em países europeus.
- fo (grau francês) - também usado em países europeus.
- ppm CaCO3 (graus americanos) é uma unidade de medida usada nos estados da América do Norte.
Cabe ressaltar que, em nosso país, a expressão para dureza total em mol/m³ só começou a ser usada em 1952. Antes disso, os cálculos eram feitos em graus, que eram equivalentes ao grau alemão moderno.
Desde 2014, a Rússia adotou um padrão internacional para o cálculo da dureza da água, expressa em graus (°J). Um grau J equivale a 1/2 milimoles por litro de líquido, facilitando o cálculo da concentração de uma substância em um líquido.
Causas da dureza da água
Durante o ciclo natural da água, o líquido se transforma em vapor e sobe para a atmosfera superior. Após a condensação, ele cai como precipitação e não contém impurezas que afetem a dureza da água. No entanto, ao atravessar a crosta terrestre, o líquido dissolve diversas rochas que contêm potássio e magnésio. Ao absorver esses elementos, a água aumenta sua dureza. No mar, a água é sempre dura devido à alta concentração de cloreto de sódio.
Caso seja necessário reduzir a concentração de íons de potássio e magnésio, diversos métodos podem ser utilizados para diminuir a quantidade de impurezas no sal.
Métodos para eliminar a rigidez
Para combater o excesso de sal, utilizam-se os seguintes métodos:
- A fervura remove completamente a dureza temporária. Esse processo é acompanhado pela deposição de uma grande quantidade de sedimentos no fundo e nas paredes do tanque de fervura.
- Quimicamente, é possível reduzir a quantidade de sais utilizando cal hidratada. Adicionar bicarbonato de sódio à cal também pode eliminar a dureza permanente.
- O congelamento é um método simples para lidar com a dureza persistente da água. Para amolecê-la, basta congelá-la até que sua composição seja de no máximo 10% água e 90% gelo. O líquido não congelado é então drenado, e a água sólida é derretida e utilizada.
- Destilação - todos os sais são substâncias não voláteis, portanto basta primeiro converter a água em vapor por aquecimento e depois condensá-la.
- O amolecimento eletromagnético utiliza um campo eletromagnético para amolecer líquidos. Este método de redução de sais na água é mais comumente usado em sistemas de caldeiras.
- A troca catiônica é um método altamente eficaz para remover o excesso de sais da água. A purificação ocorre pela passagem da água através de uma camada de resina de troca catiônica.
Qualquer um dos métodos de amolecimento de água propostos pode lidar com níveis elevados desse indicador, mas os métodos químicos geralmente não são usados para remover sais da água potável.
Como a dureza da água afeta a qualidade da água?
A dureza da água potável afeta principalmente o seu sabor. O limiar de percepção do sabor para íons de cálcio na água potável é de 2 a 6 mg-eq/L. O limiar de percepção do sabor para íons de magnésio é significativamente menor, portanto, considera-se que a água potável com sabor mais agradável é aquela com um limiar de percepção do sabor entre 1,6 e 3 mg-eq/L.
Em alguns casos, a água com dureza de até 10 mg-eq/l pode ser usada para consumo humano, mas seu uso prolongado pode afetar negativamente a saúde. Água muito dura não é recomendada para uso em dispositivos de aquecimento de líquidos.Chaleiras elétricas, aquecedores de água, máquinas de lavar roupa e máquinas de lavar louça possuem resistências que rapidamente ficam cobertas de depósitos, tornando o processo de aquecimento menos eficiente.
O uso prolongado de um aquecedor elétrico com uma camada significativa de calcário leva ao superaquecimento e à sua falha. Felizmente, a remoção do calcário pode ser feita dissolvendo dois pacotes de ácido cítrico em 1 litro de água e fervendo bem a chaleira ou qualquer outro aquecedor de água. Em seguida, enxágue bem o aparelho e continue a usá-lo normalmente.
Efeitos na saúde humana
O consumo prolongado de água dura pode causar sérias anormalidades no corpo humano, afetando principalmente o funcionamento dos seguintes órgãos:
- Trato gastrointestinal (TGI) Quando os sais presentes na água dura se combinam com as gorduras animais, formam-se sais de ácidos graxos que revestem as paredes do estômago e dos intestinos, impedindo a fermentação normal e reduzindo significativamente o peristaltismo. Como resultado, substâncias nocivas e toxinas se acumulam no organismo, levando à disbiose.
- Função conjunta Quando certos tipos de sais entram no corpo humano, formam substâncias inorgânicas que eventualmente deslocam o líquido sinovial das articulações. Esse deslocamento resulta na formação de incrustações de cristais nas articulações, causando dor intensa ao movimento. O consumo prolongado de água dura pode levar à artrite e à poliartrite.
- Sistema cardiovascular — Com um aumento significativo na dureza da água potável, a função cardíaca se deteriora, podendo chegar ao ponto de causar arritmia grave.
- Condição da pele A água dura causa envelhecimento precoce da pele. Os efeitos negativos são observados tanto ao beber o líquido quanto ao lavar a louça. Quando o detergente entra em contato com a água dura, forma-se uma película que, ao se depositar na pele, tem um impacto negativo a longo prazo nas camadas superiores da epiderme.
- Formação de cálculos renais Essa afirmação é um mito, desmentido graças à pesquisa científica. O processo de formação de cálculos renais não depende da qualidade da água potável. Os cálculos renais se formam principalmente devido à falta de cálcio no organismo. A deficiência desse elemento resulta em sua lixiviação dos ossos e deposição no sistema urinário.
Todas as doenças e condições mencionadas acima podem ser evitadas com o uso de sistemas de filtragem de água em múltiplos estágios. Embora esses dispositivos sejam baratos, o tratamento de diversas condições pode ser bastante caro.
Métodos para determinar a dureza da água
Para evitar os efeitos negativos da água dura na saúde e prolongar a vida útil dos aparelhos de aquecimento, é necessário determinar a quantidade aproximada de sais de potássio e magnésio dissolvidos no líquido. Essa determinação pode ser difícil apenas pelo paladar, já que as alterações só são detectadas dessa forma se um determinado nível for ultrapassado.
Para determinar níveis elevados de sais de potássio, magnésio e sódio em casa, você pode usar os seguintes métodos:
- Tente dissolver o sabão na água; se não formar espuma, a água é muito dura e não deve ser usada.
- Se uma grande quantidade de calcário se formar em uma chaleira ou outro eletrodoméstico em um curto período de tempo, então a água definitivamente ultrapassou os limites de segurança para esse valor.
- Utilizando tiras indicadoras, você pode determinar com mais precisão a quantidade de sais em um líquido, mas esse método requer um pequeno investimento. Para realizar o teste, basta mergulhar a tira indicadora na água por alguns segundos e, após um minuto, comparar a cor com a tabela fornecida nas instruções.
Conclusão
É fundamental conhecer o nível de dureza da água utilizada para beber, aquecer e em outros aparelhos de aquecimento de água. Nem sempre é necessário usar unidades de medida precisas para cálculos domésticos.
Na indústria química e em outras indústrias de alta tecnologia, ao contrário, será necessário conhecer a quantidade de sais dissolvidos na água até o miligrama, de modo que quaisquer unidades de medida para esse indicador propostas neste artigo podem ser usadas para determinar e, se necessário, reduzir a quantidade de sais na água.
