O que considerar sobre a dureza da água em caldeiras a vapor?

No seguimento do tema anterior, no qual tratámos a aspectos chave do tratamento de água para caldeiras de vaporNesta ocasião, detalharemos as considerações a serem levadas em conta em relação à dureza da água em caldeiras a vapor.

A água é referida como água "dura" ou "mole". A água dura contém impurezas que formam escaldaduras, enquanto a água mole contém pouco ou nenhumas. A diferença pode ser facilmente reconhecida pelo efeito da água sobre o sabão. É preciso muito mais sabão para ensaboar com água dura do que com água macia.

A dureza é causada pela presença de sais minerais de cálcio e magnésio e são estes mesmos minerais que promovem a formação de incrustações. Há duas classificações comuns de dureza:

• Dureza alcalina (também conhecida como dureza temporária): Os bicarbonatos de cálcio e magnésio são responsáveis pela dureza alcalina. Os sais dissolvem-se na água para formar uma solução alcalina. Quando o calor é aplicado, eles se decompõem liberando dióxido de carbono e escamas macias ou lama. Isto é por vezes referido como "dureza temporária", porque a dureza é removida por fervura. Este efeito pode ser visto como uma escala dentro de uma chaleira eléctrica. Nos números seguintes você verá esta edição, no segundo você verá a situação dentro da chaleira representada.

• Dureza não alcalina ou carbonatos (também conhecida como dureza permanente): Também é devido à presença de sais de cálcio e magnésio sob a forma de sulfatos e cloretos. Estes precipitam-se fora da solução, devido à sua reduzida solubilidade quando a temperatura aumenta, formando escamas duras que são difíceis de remover. Além disso, a presença de sílica na água da caldeira também pode produzir escamas duras e pode reagir com sais de cálcio e magnésio para formar silicatos que podem impedir seriamente a transferência de calor nos tubos de combustão e causar o superaquecimento dos mesmos.

 

Considerações sobre a dureza total da água em caldeiras a vapor

A dureza total não pode ser classificada como um tipo de dureza, mas como a soma das concentrações de íons cálcio e magnésio presentes quando estes são conhecidos como CaC03. Se a água é alcalina, uma parte desta dureza, igual em magnitude à alcalinidade total e também conhecida como CaC03, é considerada como dureza alcalina, e o restante como dureza não alcalina, como mostra a figura abaixo:

Sais de sódio não espumantes

Sais não duros como os sais de sódio também estão presentes e são muito mais solúveis do que os sais de cálcio ou magnésio. Estes geralmente não formarão escala nas superfícies de uma caldeira, como se vê na figura abaixo:

Unidades comparativas

Quando os sais se dissolvem na água, formam partículas carregadas eletricamente, chamadas íons. 

As partes metálicas (cálcio, sódio, magnésio) podem ser identificadas como cátions porque são atraídas pelo cátodo e têm cargas elétricas positivas. 

Os ânions são partes não metálicas e têm cargas negativas - bicarbonatos, carbonatos, cloretos, sulfatos, são atraídos para o ânodo. Cada impureza é geralmente expressa como a quantidade química equivalente de carbonato de cálcio com um peso molecular de 100. 

 

Valor de pH como outro aspecto a ser considerado no tratamento de água em caldeiras a vapor.

Outro termo a considerar é o valor do pH; não é uma impureza ou elemento, é simplesmente um valor numérico que representa o teor potencial de hidrogênio da água - que é uma medida da acidez ou alcalinidade da água. A água, H2O, tem dois tipos de íons - íons hidrogênio (H+) e íons hidroxila (OH-).

Se predominarem iões de hidrogénio, a solução será ácida com um pH entre 0 e 6. Se predominarem iões de hidroxilo, a solução será alcalina, com um pH entre 8 e 14. Se houver um número igual de iões de hidroxilo e hidrogénio, então a solução será neutra, com um pH de 7. 

Ácidos e álcalis têm o efeito de aumentar a condutividade da água acima da de uma amostra neutra. Por exemplo, uma amostra de água com um valor de pH de 12 terá uma condutividade maior do que uma amostra com um valor de pH de 7. 

As tabelas seguintes mostram os valores de pH como valores numéricos e a sua relação com as substâncias do dia-a-dia:

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