Dureza Total

CAPÍTULO 11
DUREZA TOTAL
11.1

Aspectos teóricos

La dureza es una propiedad que refleja la presencia de metales alcalinotérreos en el agua. De
estos elementos, el calcio y el magnesio constituyen los principales alcalinotérreos en aguas
continentales, mientras que el bario y el estroncio se presentan, adicionalmente a los anteriores,
en cuerpos de agua con algún tipo de asociaciónmarina.
La dureza en el agua es el resultado de la disolución y lavado de los minerales que componen el
suelo y las rocas. Así por ejemplo, el calcio que representa el 3,5 % de la corteza terrestre, se
encuentra en la naturaleza bajo la forma de mármol, CaCO3, yeso, CaSO4, dolomita,
MgCO3.CaCO3, y apatita, CaF2. A su vez, el magnesio que representa el 2,2 % de la corteza
terrestre, se encuentra enla naturaleza bajo la forma de magnesita, MgCO3, asbesto,
CaMg3(SiO3)4 y dolomita.
Aunque los carbonatos de calcio y magnesio son frecuentes en la corteza terrestre, su solubilidad
es muy baja, tal como pude deducirse a partir de sus constantes de solubilidad. Sin embargo, en
aguas ácidas la solubilidad de estas sales aumenta apreciablemente y eso es precisamente lo que
ocurre con las aguassubterráneas en las zonas de recarga: se acidifican con CO2, al paso por la
zona radicular de los suelos.

CaCO3
MgCO3
CaSO4
BaSO4
BaCO3
MgSO4

KPS = 1∗108,32
5
KPS = 1∗10
5,92
KPS = 1∗10
10
KPS = 1∗10
KPS = 1∗108,29
Muy soluble, KPS muy grande

CaCO3 (INSOLUBLE)

+

H2O

+

CO2

→

Ca(HCO3)2 (SOLUBLE)

MgCO3 (INSOLUBLE)

+

H2O

+

CO2

→Mg(HCO3)2 (SOLUBLE)

El efecto de la acidez del bióxido de carbono sobre la solubilidad de los carbonatos, consiste
básicamente en su transformación a bicarbonatos, los cuales forman sales mucho más solubles.
Aunque la dureza en el agua es una de las principales características de las aguas subterráneas,
(mayor grado de mineralización) y/o de la afectación de aguas continentales por aguas marinas,ésta también puede estar asociada a los vertimientos de aguas residuales, como por ejemplo, a las
aguas residuales agrícolas. Con respecto a la dureza, las aguas pueden clasificarse como:

Clasificación

Dureza, mg CaCO3/l

Blandas
Moderadamente duras
Duras
Muy duras

0--100
101--200
200--300
> 300

En relación con la salud, la dureza en el agua no suele ser un problema ni parael consumo
humano ni para el de muchas otras especies. Sin embargo, tiene efectos adversos para muchos
fines industriales, como por ejemplo, para el uso del agua en calderas, debido a que las
incrustaciones que ocasiona pueden provocar la explosión de las mismas. También para usos
domésticos como el lavado de textiles, las aguas duras presentan inconvenientes debido a que los
elementosalcalinotérreos forman sales insolubles con los ácidos carboxílicos que componen los
jabones, precipitándolos y reduciendo de esta forma, su acción limpiadora:

FIGURA 11.1 DUREZA E INCRUSTACIONES. FUENTE: AUTOR

Pese a ser la dureza una expresión de la concentración de los elementos alcalinotérreos en el
agua, normalmente se toma ésta como una medida casi exclusiva de la concentración de losiones
calcio y magnesio; esto, debido a que estos dos elementos son mucho mas abundantes y
frecuentes en las aguas naturales, que todos los demás alcalinotérreos.

11.1.1

Jabones y detergentes

Desde el punto de vista químico, un jabón es una estructura molecular formada por una parte
orgánica hidrofóbica y una parte inorgánica hidrofílica. Es en virtud de esta estructura dual dentro
de unamisma molécula, que el jabón ejerce su acción limpiadora: “envuelve las manchas de grasa
en su extremo hidrofóbico y las mantiene en suspensión acuosa estable, exponiendo al agua su
extremo hidrofílico”.
Mancha de grasa

Molécula de jabón
Extremo hidrofílico
Extremo hidrofóbico

FIGURA 11.2 ACCIÓN LIMPIADORA DE UN JABÓN Y SISTEMA MICELAR. FUENTE: AUTOR.

En síntesis, los jabones...