Equilibrio del agua. Índice de Langelier

El equilibrio del agua es muy importante para asegurar la protección de la superficie, equipos, accesorios y tuberías de las piscinas, así como para que la desinfección se realice en buenas condiciones, asegurando la salud de los bañistas. El carácter corrosivo o incrustante de un agua puede ocasionar problemas en el funcionamiento de la piscina. Un agua con carácter incrustante podría llegar a la situación límite de que se vaya depositando tanto carbonato en una tubería que terminara obturándose, sin embargo, un agua corrosiva puede provocar corrosión química en tuberías o depósitos.

El modo más simple para el cálculo del equilibrio del agua es el Índice de Langelier.

El índice de Langelier o de saturación es igual a la diferencia entre el pH del agua considerada y su pH calculado:

IL = pH - pH_s

Para realizar el cálculo del pHs se requiere conocer los valores de temperatura, alcalinidad y dureza cálcica, ya que en la fórmula se incluyen factores tabulados correspondientes a estos parámetros.

IL = pH + TF + HF + AF -12.5    

• TF: factor correspondiente a la temperatura
• HF: factor correspondiente a la dureza cálcica
• AF: factor correspondiente a la alcalinidad
• 12.5: factor correspondiente a los Sólidos Totales Disueltos (TDS).

El agua tiene una tendencia corrosiva si IL es negativo, incrustante si es positivo y estará en equilibrio si IL es nulo. Tal y como se recoge en el RD 42/2013, cuando los valores se encuentren fuera de rango se deberán realizar las acciones correctoras pertinentes para nivelarlo y evitar problemas en los sistemas. En ese caso, se determinará el índice de Langelier, cuyo valor deberá estar entre -0.5 y 0.5

Cálculo del Índice de Langelier

Para realizar el cálculo del Índice de Langelier deben de realizarse las mediciones de 5 parámetros claves: temperatura, pH, dureza cálcica, alcalinidad y sólidos totales disueltos (TDS). Tras conocer estos datos, existen tablas simplificadas para conocer el factor correspondiente a estos datos y poder incluirlos en la fórmula anteriormente indicada.

Medida de pH

La determinación de pH puede llevarse a cabo tanto electroquímicamente como fotométricamente. La determinación electroquímica mediante pHmetro es el método normalizado, sin embargo en el sector de piscinas está muy extendida la determinación fotométrica con diversos indicadores de color. El valor de pH de la muestra se introducirá como primer valor en la ecuación de Langelier.

Medida de temperatura

El valor de la temperatura de la muestra se utilizará para calcular el factor TF .

Medida de dureza cálcica

La dureza cálcica se define como la concentración de calcio expresado como carbonato cálcico en mg/L. La valoración con EDTA es el método normalizado para la determinación de la dureza cálcica sin embargo puede realizarse una determinación fotométrica mediante un indicador llamado calmagita que reacciona con el calcio y magnesio presente y acomplejando después el calcio presente para que pueda ser determinado. 

El valor de dureza cálcica obtenida expresada en mg/L CaCO3 se utilizará para determinar el factor HF.  

Medida de alcalinidad

La alcalinidad de un agua es su capacidad para neutralizar ácidos y constituye la suma de todas las bases valorables. El método normalizado para la determinación de la alcalinidad es la valoración con ácidos, sin embargo puede llevarse a cabo una determinación fotométrica utilizando un indicador como por ejemplo anaranjado de metilo.

El valor de alcalinidad obtenida expresada en mg/L CaCO3 se utilizará para determinar el factor AF.

Medida de sólidos totales disueltos

La determinación de los sólidos totales disueltos suele realizarse mediante medida de la conductividad y cálculo mediante factor, sin embargo en los cálculos simplificados del Índice de Langelier suele aplicarse el valor de 12.5 como factor correspondiente a los sólidos totales disueltos.

Mediante los factores calculados o medidos de los parámetros indicados y aplicándolos en la fórmula IL = pH + TF + HF + AF -12.5 se calcula el Índice de Saturación o Índice de Langelier.

EJEMPLO

VALORES MEDIDOS 

Temperatura: 28 ºC

pH = 0.7

Dureza cálcica = 400 ppm (mg/L) CaCO3

Alcalinidad = 500 ppm (mg/L) CaCO3

FACTORES TABULADOS

TF: 0.7

HF: 2.6

AF: 2.7

CÁLCULO DEL ÍNDICE DE LANGELIER

IL = pH + TF + HF + AF -12.5   

IL = 7.8 + 0.7 + 2.6 + 2.7 -12.5 = 1.2

Esta hoja excel le ayudará a la hora de realizar el cálculo del Índice de Langelier: CALCULADORA_INDICE_DE_LANGELLIER

ACCIONES CORRECTORAS

Cuando el Índice de Langelier es inferior a -0.5, el agua tiene un carácter corrosivo y además de problemas en el sistema de distribución del agua puede favorecer el desarrollo de la Legionella. Aparte de ser un elemento importante en el desarrollo de biocapas, el hierro actúa como un nutriente de Legionella favoreciendo su multiplicación.

Corrosión en una tubería

Para evitar los procesos de corrosión se puede realizar un tratamiento para modificar su composición química, por ejemplo, mediante neutralización de la acidez carbónica, desnitratación (desnitrificación), desalinización, etc. aumentando el pH y/o la alcalinidad del agua podría regularse este carácter corrosivo.  

Cuando el Índice de Langelier es superior a 0.5, el agua tiene un carácter incrustante que favorece la formación de depósitos calcáreos en las tuberías e instalaciones

Incrustación en una tubería

Estos depósitos favorecen la formación de biocapas y, por otra parte, actúan como un aislante produciendo un consumo excesivo de energía y reducen o incluso anulan la eficacia de los sistemas de desinfección tanto por adición de biocidas como por choque térmico. Para evitar los procesos de incrustación en aguas se puede realizar un tratamiento para modificar su composición química reduciendo el pH y/o la alcalinidad del agua.  

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