Dureza de las aguas

    Medida del valor de sales minerales contenidas en el agua. Las aguas contienen sales disueltas; cuando éstas están presentes en pequeñas cantidades las aguas se denominan blandas, pero si contienen grandes cantidades de especies minerales, especialmente de compuestos de calcio y magnesio, reciben el calificativo de duras.   

    Los compuestos de calcio y magnesio que confieren dureza a las aguas son casi siempre cloruros, sulfatos y bicarbonatos. La medición de la dureza puede hacerse mediante los llamados grados franceses, que determinan los centigramos de CaCO3 en cada litro de agua; por los grados alemanes, que miden los centigramos de CaO en cada litro de agua o por los grados ingleses, que consideran los granos de CaCO3 en cada galón de agua. Entre todas estas medidas, llamadas genéricamente grados hidrotimétricos, hay la siguiente equivalencia:

    1 grado francés = 0,56 grados alemanes = 0,70 grados ingleses

    La dureza del agua tiene dos componentes: la dureza temporal y la dureza permanente.

    Se llama dureza temporal la debida a los bicarbonatos. Puede ser eliminada por simple ebullición. Los bicarbonatos proceden de la combinación de los carbonatos, que son poco solubles, con el dióxido de carbono siempre presente en las aguas. Al ser hervidas éstas, el CO2 se desprende y el carbonato precipita:

    Ca(CO3H)2      CaCO3  + H2O + CO2

    Este mismo efecto se puede lograr adicionando al agua NaOH.

    Una vez eliminada la dureza temporal queda la dureza permanente debida a las sales solubles de calcio y magnesio, casi siempre en forma de sulfatos, la cual debe ser eliminada por procedimientos químicos.

    Un método es el tratamiento de las aguas duras con una disolución de hidróxido de calcio, Ca(OH)2, y, posteriormente, con carbonato sódico, Na2CO3, con lo que se forma hidróxido de magnesio y carbonato de calcio, ambos insolubles, lo que hace que precipiten:

    Ca(OH)2 + Mg2+        Ca2+ + Mg(OH)2

    Ca(OH)2 + Ca(CO3H)2Ca        2CaCO3 + 2H2O

    Todos los cationes Ca2+ presentes, incluidos los generados en el primero de estos dos procesos se eliminan en la segunda fase, es decir cuando se adiciona el carbonato sódico:

    Ca2+ + CO3Na2      2Na+ + CaCO3

    Más modernamente, este procedimiento se sustituyó por el empleo de unas sustancias llamadas zeolitas y permutitas. Las zeolitas son silicatos complejos de aluminio y sodio que, cuando entran en contacto con un agua dura, adicionan los iones Mg2+ y Ca2+ de la misma, eliminando así su dureza. Las permutitas actúan de forma muy similar.

    Hoy día, la dureza se combate casi siempre con las llamadas resinas intercambiadoras de iones, polímeros que adicionan los cationes de las sales causantes de la dureza, sustituyéndolos por H+ y OH-, los cuales, al unirse para formar H2O, darán lugar a un agua blanda y desionizada.

    Las aguas que discurren por las zonas terrestres continentales, llamadas aguas naturales, contienen diferentes sustancias. La naturaleza de éstas y las cantidades en que se hallen son parámetros que identifican cada tipo de agua, hasta el punto de que pueden hacer a ésta potable o no, adecuada o inadecuada para usos agrícolas, etc. Naturalmente, las sustancias, generalmente sales, contenidas en cada agua son consecuencia de la naturaleza de los terrenos por los que éstas discurren. Las aguas que atraviesan estratos de arenisca, basalto o granito son blandas, pero las que pasan por suelos de cal, yeso o dolomita suelen presentar una elevada dureza.

    No debe confundirse el concepto de dureza de un agua con su potabilidad. La característica fundamental del agua potable es la ausencia en la misma de gérmenes patógenos. Un agua puede tener una cierta dureza, lo que no la hace demasiado agradable para ser bebida, y, sin embargo, ser potable. Para que la dureza haga no potable al agua debe alcanzar una cierta cota.

    Las aguas duras no son, en absoluto, deseables. En el plano doméstico, no son agradables al paladar, cuecen mal las legumbres y no hacen espuma persistente con el jabón. En el terreno industrial, al evaporarse, dejan depósitos salinos en calderas y tuberías, los cuales, actuando de aislantes, exigen cada vez la aportación de más energía para obtener unos determinados resultados y en el caso de las tuberías, pueden provocar obstrucciones totales.