Alberto Soriano Rull - Suministro, Distribución y Evacuación Interior de Agua Sanitaria

IR > 9,0: muy fuertemente agresiva.

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 (SO 4 -), cloruros (Cl -), nitratos (NO 3 -), sodio (Na +), así como el oxígeno disuelto y su pH.

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.

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 CO 2de 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.

• Por disociación de los iones bicarbonatos en carbonatas. En efecto cuando se produce una elevación de la temperatura los bicarbonatos se descomponen para formar iones carbonatas según la reacción siguiente ya estudiada:

2·HCO 3 −→ CO 3+CO 2+ H 2O

Esta reacción es tanto más completa cuanto más se acerca a los 100°C, suministrando los iones carbonatos necesarios para la precipitación de la sal.

• Por una elevación del pH producido por un aumento de la concentración de carbonatos: este es el caso de las inyecciones de productos básicos en un agua cálcica: lejía, silicatos…

Sin embargo estos parámetros son necesarios pero no necesariamente suficientes. La precipitación de la sal mineral puede tener lugar de dos maneras:

• Precipitación homogénea: de los finos cristales que se forman en el conjunto del volumen de agua. Esta precipitación conduce a la producción de lodos que pueden ser eliminadas fácilmente. Sin embargo, excepto en calderas de vapor o incluso en torre de enfriamiento, este caso suele ser bastante raro.

• Precipitación heterogénea: los cristales se forman sobre las superficies de los equipos. Este precipitado que se fija a las paredes es lo que llamamos incrustación o sarro.