La calidad del agua procedente de la red de distribución responde a las normas de calidad sanitaria establecidas en nuestro ordenamiento legal, teniendo toda la garantía de potabilidad, lo que no excluye que se produzcan disfunciones en las instalaciones domésticas causadas, entre otros motivos por la dureza temporal (contenidos de bicarbonato y eventualmente carbonato cálcico y magnésico) conjuntamente con el pH, la conductividad, etc., así como que origine insatisfacción entre los usuarios debido a alteraciones de los aspectos organolépticos. Todo ello contribuye cada vez más a la utilización de tratamientos domésticos para mejorar estos y otros aspectos del agua, dedicando unas líneas a los descalcificadores PWT o sistemas de tratamiento físico del agua (magnéticos y electromagnéticos), sobre los que se cierne la desconfianza ante los resultados obtenidos y la falta de explicaciones científicamente satisfactorias que respalden los fenómenos, dejando la puerta abierta a toda suerte de controversias y especulaciones.
PROCEDIMIENTOS NO CONVENCIONALES PWT (Physical Water Treatment)
Los tratamientos físicos no reducen el valor de la dureza del agua, modificando solo la capacidad del carbonato cálcico a depositarse en el interior de las conducciones y elementos de la instalación.
El número de estudios científicos publicados sobre estos tratamientos es mucho menor que los dedicados a las otras tecnologías para la descalcificación del agua, llegando incluso a ser ignorados en los tratados sobre química, incluido el Kira-Othmer, monumental diccionario enciclopédico en lengua inglesa que representa una valiosísima compilación del saber químico teórico y aplicado. Esto se puede explicar en parte por el hecho que estas técnicas fueron inicialmente desarrolladas en Rusia y en aquel entonces, en los centros académicos e industriales de Occidente, se tendía a ser escépticos en lo concerniente a las innovaciones provenientes del Este y en parte también ante los resultados contradictorios que se obtenían, frente a la claridad de las reacciones químicas que gobiernan el funcionamiento de los tratamientos tradicionales.
Presentamos una breve reseña de algunos de los principales trabajos efectuados al respecto: Minenko y Petrow han sostenido la posibilidad de modificar las propiedades químico-físicas del agua y de las soluciones acuosas por medio de campos electromagnéticos; Skorobogatow, Martinowa y Gusew, Drasdow y Kerson han estudiado la formación de gérmenes cristalinos en agua sobresaturada de carbonato calcico en presencia de campos electromagnéticos; Kirgintsew, Sokolov y Burlakowa han afirmado que la corrosión de las aleaciones ferrosas, en particular del acero, muy utilizado en las tuberías domesticas e industriales, es susceptible de ser acelerada en campos magnéticos, Grutsch ha obtenido resultados satisfactorios (para caudales de 6 m/s). Kittner basándose en trabajos previos rusos ha obtenido buenos resultados, aunque destaca que la turbulencia obstaculiza la eficiencia del tratamiento. Finalmente destacamos el texto basado en la tesis doctoral (“Elektromagnetische Wasserbehandlung -Falstudien in Abwasseranlagen und Trinkwasser -Anwendungen“-) presentada en la Ecole Polytechnique Federale de Zurich por Regula Müller (EPFZ Nº 12664, 1998) que es hasta hoy el estudio más completo efectuado sobre descalcificadores electromagnéticos y en el que se defiende, apoyado con ensayos prácticos, que campos eléctricos idóneos eran capaces de evitar las incrustaciones, lo que depende estrechamente de los propios campos aplicados y de las condiciones físico-químicas del agua. Resultados también satisfactorios fueron obtenidos por Vermeiren, T. y Cebelcor (“Le traitement magnétique des liquides contre la corrosion et l’incrustation”,1957 y “Magnetic Treatment of Liquids for Scale and Corrosion Prevention”, publicado en Corrosion Technology, 5,1958), y por el Prf. Young I. Cho de la Drexel University de Philadelphia (Physical water treatments in recirculating open cooling water system, 2005). Otros estudios, sin embargo, descartan que los descalcificadores de este tipo tengan algún efecto sobre el agua (“Physikalische Wasserbehandlungsgeräte”, Versuche und Stellungnahme der EMP,Theiler, F., Gas — Wasser — Abwasser, 11, 1988). Por otra parte el tema también fue objeto de debate en la ECI Conference on Heat Exchanger Fouling and Cleanin: Fundamental and Applications, celebrada en 2003 en Santa Fe, New México (USA),
Igualmente los aparatos para tratamiento físico del agua han sido sometidos por diversos organismos y centros independientes a pruebas practicas con resultados también contradictorios, como los efectuados por la Dirección de Investigación de (CERUG) de Gaz de France, el Departamento de Energía del Politécnico de Turín, la alemana DVGW (German Gas and Water Co- operation), la Technical University of Vienna (TUV), el Institut National des Sciences et Techniques Nucléaires (Centre CEA de Saclay -France), el Department of Health de UTA o la US Naval Engineering Experimental Station.
El informe “Public Works Technical Bulletin 420-49-34” , del Department of the Army (U.S. Army Corps of Engineers) de 15 de Junio 2001, concluye que no existe ventaja clara para ninguno de los aparatos electromagnéticos probados para la inhibición de la corrosión. Actualmente el organismo independiente alemán DVGW tiene aprobado el Reglamento Técnico W 512 “procedimiento para valorar la eficacia de los dispositivos de tratamiento físico del agua para reducir las incrustaciones”. La IAPMO (International Association of Plumbing and Mechanical Officials) ha desarrollado la guia IGC 91-2006 “project on electrical anti- scale water conditioning appliances or high -density magnetics” adelantándose a la elaboration del coding ASME y ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers Research) tiene publicado el documento 1155-TRP: “Efficiency of non-chemical water treatments in controlling calcium scale accumulation in recirculating open cooling water system”.
Desde el punto de vista de la protección de las aguas, el recurso de los campos electromagnéticos en lugar de los productos químicos, es una alternativa prometedora, siendo necesario, por consiguiente, proseguir con las investigaciones para disponer de un número mayor de datos que permitan esclarecer y comprender los fenómenos que se producen y su relación con las variables implicadas (alcalinidad, pH, dureza total, CO2 y sólidos totales disueltos, conductividad, temperatura) así como la influencia que ejerce la velocidad, turbulencia y regularidad del flujo del agua.
A.- Aparatos decalcificadores PWT sin alimentación eléctrica.
Estos aparatos resultan particularmente atrayentes para los usuarios, gracias a la ausencia de conexiones eléctricas, presentar un costo de funcionamiento y de mantenimiento nulo y una fiabilidad mecánica extremadamente elevada gracias a la ausencia de partes móviles o de circuitos electrónicos, frente a unos resultados que no siempre cumplen las expectativas. Se basan en uno o varios imanes permanentes, convenientemente conformados que se fijan en la superficie de la tubería o se instalan en su interior, a la entrada de la red de suministro domiciliario, de manera que el agua que pasa por la unidad queda sometida a un campo magnético. Una fuerza (fuerza de Lorentz) es ejercida sobre cada ión, fuerza que es perpendicular tanto el campo magnético como a la dirección del movimiento y es proporcional a la velocidad del agua.
A.1.- Los imanes permanentes
La comercialización de estos aparatos comienza después de la segunda Guerra Mundial, habiéndose desarrollado a partir de 1985 con la aparición de los potentes imanes de Neeodimio y de Samario. Se instalan en Estados Unidos a partir de 1950 sobre todo para pequeños caudales de agua.
Al atravesar el agua el dispositivo, la acción del campo magnético modifica la agregación de los cristales de carbonato cálcico, sustancia polimorfa que cristaliza preferentemente bajo la forma de calcita, en el sistema hexagonal en forma romboédrica que favorece la estratificación y la formación de incrustaciones particularmente adherentes y duras, pasando a formar aragonito, que cristaliza en el sistema rómbico, presentándose en masas fibrosas que dificultan su agregación entre ellas ni sobre las paredes de las conducciones. La suspensión o los sedimentos de estos cristales son fácilmente arrastrados, en el caso de las instalaciones abiertas, por el flujo de agua hacia el grifo o bien, en el caso de instalaciones de circuito cerrado, retenidos por filtros.
Los tipos de imanes mas utilizados son:
Alnico.- Fabricados por fusión/sinterización. Son susceptibles de desmagnetización. Tienen la ventaja de poseer un buen precio, aunque no tienen mucha fuerza.
Cerámicos o de Ferrita.- Fabricados con oxido de hierro y oxido de Bario o Estroncio. Son resistentes a muchas sustancias químicas, como por ejemplo a los disolventes, lejías, y ácidos débiles.
De Tierras Raras.- Disponibles desde 1984 Son metálicos, con una fuerza de 6 a 10 veces superior a los materiales magnéticos tradicionales. Los de Neodimio-hierro-Boro (Nd2Fe14B) se recubren de níquel, los de Samario-Cobalto no requieren protección contra la oxidación.
B.- Aparatos descalcificadores PWT con alimentación eléctrica externa:
Un circuito electrónico produce una corriente eléctrica oscilante que por medio de los oportunos electrodos y /o solenoides, generan un campo electromagnético variable. El costo de funcionamiento y mantenimiento es muy pequeño, gracias al reducido consumo eléctrico y a la elevada seguridad de funcionamiento de los modernos circuitos electrónicos transitorizados.
Según la hipótesis mas difundida estos aparatos permiten estabilizar el calcio. La explicación es que bajo el efecto de un campo electromagnético inducido se provoca la colisión de los iones Ca++ y CO3H- presentes en las aguas incrustantes, formando microcristales de carbonato cálcico CaCO3 que permanecen en suspensión en la vena de agua, comportándose como “gérmenes de cristalización” y fijando a otros iones aun libres. Estos gérmenes crecen durante su desplazamiento por la canalización, desapareciendo la tendencia a depositarse en las paredes de las tuberías ni en los aparatos.
Una vez el agua tratada, los iones Ca++ y CO3H- se fijan preferentemente sobre los gérmenes de CaCO3 generados por el dispositivo en lugar de formar nuevos cristales sobre las paredes de la canalización (donde los fenómenos electrolíticos pueden conducir a una elevación local del pH del agua volviéndola fuertemente incrustante). Las instalaciones son pues protegidas contra nuevos depósitos de cal incrustante, siendo vehiculados los microcristales a través de la instalación hacia los ramales de evacuación.
Por otra parte una desincrustación general de todas las paredes metálicas es inducida al deshacer la cal incrustada en las instalaciones que no habían sido protegidas. Esta acción es progresiva quedando sin embargo una fina capa protectora constituida por iones positivos naturalmente atraídos por las paredes metálicas (de carácter electronegativo). Este capa aísla y convierte en electropositivo la pared en contacto con el agua, contribuyendo a la longevidad de la instalación y limitando los efectos de la corrosión.
●Observaciones: Pueden tener éxito dependiendo de las características de la instalación y de las del agua
Estos aparatos descalcificadores abarcan distintas variantes, algunas de ellas son:
B.1.- Los electromagnéticos (solenoides)
Consiste esencialmente en un solenoide rodeando la conducción para crear en su interior un campo electromagnético oscilante. El campo producido actúa sobre los iones cargados, incrementando el número de colisiones, produciéndose la nucleación de precipitados de partículas coloidales. Sus características son similares a los de imanes permanentes pero creando un campo magnético más fuerte y vida más larga.
B.2.- Los electrónicos
El Dr. Young Cho de la Drexel University de Philadelphia desarrolló esta tecnología, El dispositivo electrónico aplica la D.D.M.F (Dynamic Distortion of Molecular Forces), emitiendo una señal de frecuencia modulada que modifica las características de cristalización del carbonato cálcico, desestabilizando los gérmenes e impidiendo formar incrustaciones.
B.3.- Los electrolíticos
Una pequeña corriente eléctrica que pasa por el agua cambia la estructura molecular de la incrustación moldeando los cristales, impidiéndoles constituir una capa. El calcio, magnesio y otras sales minerales en disolución son en parte ionizados y por lo tanto sometidos a las influencias de la energía electromagnética
B.4.- Los electrostáticos
La tecnología comenzó a desarrollarse a principios de 1957 cuando el ingeniero americano Roy McMahon comenzó a experimentar con los dispositivos electrostáticos para el tratamiento del agua. Se basa en fuerte un campo eléctrico entre dos electrodos dispuestos de forma similar a un condensador . El campo fuerte aplicado muy enfocado causa el movimiento de los iones cargados, cambiando su velocidad e incrementado su energía cinética, con lo que aumenta la frecuencia de las colisiones entre cationes de Calcio Ca++ y aniones bicarbonato (CO3H-), creándose las condiciones favorables para la nucleación y la formación de partículas coloidales estables.
Los sistemas de tratamiento electrostático son capaces de manejar flujos altos e inestables de agua, admitiendo un amplio espectro de aplicaciones.
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