Ablandamiento de aguas

1. CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN DE AGUAS DURAS
El agua es clasificada teniendo en cuenta su contenido de dureza, expresado en la concentración de carbonatos contenidos en ella.
La dureza del agua se define como la concentración de todos los cationes metálicos no alcalinos presentes (iones de calcio, estroncio, bario y magnesio en forma de carbonatos o bicarbonatos) expresada en equivalentes decarbonato de calcio (mg/L CaCO3) y constituye un parámetro muy significativo en la calidad del agua. Estos elementos se encuentran en los minerales que tienen su origen en las formaciones rocosas calcáreas, y pueden ser encontrados en menor o mayor grado, en la mayoría de las aguas naturales. Esta cantidad de sales afecta la capacidad de formación de espumas de detergentes en contacto con agua yrepresenta una serie de problemas de incrustación en equipo industrial y doméstico.
La dureza del agua se reconoció originalmente por la capacidad que tiene el agua para precipitar el jabón, esto es, las aguas requieren grandes cantidades de jabón para producir espuma.
La dureza de las aguas naturales es producida sobre todo por las sales de calcio y magnesio, también llamado grado hidrotimétrico.Grados de la dureza del agua
El grado de dureza es una medida de la concentración total, en peso, del contenido de iones Ca2+ y Mg2+, expresada como equivalente de carbonato de calcio y usualmente medida en partes por millón o miligramos por litro. Existen grados de dureza del agua americanos, franceses, alemanes e ingleses, que a continuación se mencionan con sus equivalencias en mg CaCO3/L deagua.
Grado americano (a°): Equivale a 17,2 mg CaCO3/L de agua.
Grado francés (°f): Equivale a 10,0 mg CaCO3/L de agua.
Grado alemán (Deutsche Härte, °dH): Equivale a 17,9 mg CaCO3/L de agua.
Grado inglés (°e) o grado Clark: Equivale a 14,3 mg CaCO3/L de agua.
Clasificación de la dureza del agua
La clasificación de la dureza del agua según los diferentes grados hidrotimétricos y suequivalencia en mg CaCO3/L de agua: grado americano, grado francés, grado alemán y grado inglés; en la siguiente tabla:

En muchos países se clasifica la dureza del agua en mg/L de CaCO3 según los siguientes valores:

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), la clasificación de la dureza del agua en mg/L de CaCO3 es:

De acuerdo al decreto 475/98, en Colombia el máximo valor permisible dedureza para un agua que sea considerada potable es de 160 mg/L.
Agua dura: Agua que contiene cationes divalentes (en general Ca2+ y Mg2+) y sales disueltas en concentraciones tales que interfieren con la formación de la espuma del jabón.
Agua blanda: Es la que contiene mínimas cantidades de sales, forma abundante espuma con el jabón, es decir agua predominantemente libre de iones calcio ymagnesio.
2. REACCIONES QUE DEFINEN LA DUREZA
Reacciones que definen la dureza en la precipitación con cal carbonato:
Este proceso emplea el producto de solubilidad de un compuesto que contiene un ion o radical que es considerado perjudicial y que, en consecuencia debe ser eliminado. El ablandamiento con cal es el proceso de precipitación usado con mayor frecuencia, consiste en la reducción de ladureza por la adición de cal hidratada al agua para precipitar CaCO3, Mg(OH)2 o ambos.
El radical hidroxilo es el componente reactivo de la cal que convierte CO2 y HCO3 en CO3–2, precipitándose CaCO3, como se muestra en siguientes reacciones:

También pueden usarse otros compuestos hidróxidos (NaOH o KOH), sin embargo el costo de la cal es más bajo, sólo resultarían convenientes los hidróxidosmencionados si se dispone de ellos como subproductos.
Esta técnica constituye uno de los métodos generales que se emplean a nivel industrial para ablandar el agua. Este proceso consiste en aplicar cal y carbonato de sodio al agua cruda. La cal reacciona con los bicarbonatos solubles de calcio y de magnesio, que son los que causan la dureza por carbonatos y forman carbonato de calcio e hidróxido de...