{"id":334,"date":"2022-07-01T08:52:04","date_gmt":"2022-07-01T08:52:04","guid":{"rendered":"https:\/\/dev.aquasain.com\/blog\/?p=334"},"modified":"2024-05-03T08:40:25","modified_gmt":"2024-05-03T08:40:25","slug":"papel-cinc-formacion-cal","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aquasain.com\/blog\/papel-cinc-formacion-cal\/","title":{"rendered":"El papel del Zinc en la formaci\u00f3n de cal"},"content":{"rendered":"\r\n<p>En este cap\u00edtulo queremos mostrar el comportamiento de la cal cuando tenemos un poco de Cinc en el agua.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Debido a que muchas explicaciones tienen que ver con la propia qu\u00edmica, hacemos la advertencia de que la cal, en sus diversas formas no es otra cosa que Carbonato C\u00e1lcico, es decir CaCO<sub>3<\/sub>.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Tambi\u00e9n nos gustar\u00eda empezar hablando de las primeras fases de creaci\u00f3n del Carbonato C\u00e1lcico y de los factores generales que influyen en esas fases, ya que su definici\u00f3n nos ayudar\u00e1 a comprender mejor la relaci\u00f3n con el Cinc:<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<ul class=\"wp-block-list\">\r\n<li>Llamamos \u201cper\u00edodo de inducci\u00f3n\u201d al tiempo que pasa desde la creaci\u00f3n de la primera mol\u00e9cula de Carbonato C\u00e1lcico hasta la formaci\u00f3n de los primeros n\u00facleos.<\/li>\r\n<li>Posteriormente tendremos la \u201cnucleaci\u00f3n\u201d que es crecimiento de todos esos peque\u00f1\u00edsimos n\u00facleos, para posteriormente tener<\/li>\r\n<li>El \u201ccrecimiento del cristal\u201d cuando ya empieza a tener mayores dimensiones.<\/li>\r\n<\/ul>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Esas tres fases son muy importantes ya que definir\u00e1n la fuerza y dureza de cada capa. Por tanto, dependiendo de las condiciones iniciales en las que se encuentre el agua tendremos un resultado u otro.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<div class=\"wp-block-image\">\r\n<figure class=\"aligncenter size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"800\" height=\"296\" class=\"wp-image-404\" src=\"https:\/\/aquasain.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2022\/05\/calcita-y-aragonita.png\" alt=\"\" srcset=\"https:\/\/aquasain.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2022\/05\/calcita-y-aragonita.png 800w, https:\/\/aquasain.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2022\/05\/calcita-y-aragonita-300x111.png 300w, https:\/\/aquasain.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2022\/05\/calcita-y-aragonita-768x284.png 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><\/figure>\r\n<\/div>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>A continuaci\u00f3n pasamos a relacionar los par\u00e1metros que influyen en esa creaci\u00f3n, por orden de importancia:<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>1) Contenido de Calcio: es el par\u00e1metro m\u00e1s importante de todos, as\u00ed que a mayor contenido de Calcio mayor cantidad de incrustaciones.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Sin embargo, la cantidad final de Carbonato C\u00e1lcico que tendremos estar\u00e1 limitada por la cantidad de Bicarbonatos, mol\u00e9cula con la que el Calcio previamente se une. As\u00ed que, a mayor dureza temporal (y no dureza total, para m\u00e1s informaci\u00f3n\u00a0ver blog <a href=\"https:\/\/aquasain.com\/blog\/que-es-la-dureza-del-agua-como-se-mide-que-relacion-tiene-con-las-incrustaciones-de-cal\/\"><em>\u00bfQu\u00e9 es la dureza del agua?<\/em>)<\/a>\u00a0mayor nivel de saturaci\u00f3n y mayor cantidad de incrustaciones.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p><strong>Ca<sup>2+<\/sup>\u00a0+ 2HCO<sub>3<\/sub><sup>\u2013<\/sup>\u00a0&lt;=&gt; CaCO<sub>3<\/sub>\u00a0+ CO<sub>2<\/sub>\u00a0+ H<sub>2<\/sub>O<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>2) pH: el efecto del pH es m\u00e1s significativo que la temperatura. Se ha demostrado experimentalmente (1) que un incremento del pH de 7 a 8 genera incrustaciones cinco veces m\u00e1s que un cambio de temperatura de 70 \u00baC en muestras de igual dureza.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Por otro lado, las soluciones altamente alcalinas son m\u00e1s proclives a la formaci\u00f3n de cristales de aragonita en vez de calcita (2).<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>3) Temperatura: a mayor temperatura m\u00e1s CO<sub>2<\/sub>\u00a0se desprende y por tanto se crean m\u00e1s incrustaciones debido al desequilibrio en la reacci\u00f3n anterior. A mayor temperatura sucede que el per\u00edodo de inducci\u00f3n se acorta.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>As\u00ed que, si tenemos una temperatura baja necesitaremos para que el CaCO<sub>3<\/sub>\u00a0precipite: o bien un pH alto o un gran contenido de Calcio (o ambos a la vez).<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Pero adem\u00e1s la temperatura es importante por otros motivos y es que normalmente la primera fase de cristalizaci\u00f3n empezar\u00e1 por la aragonita, especialmente a altas temperaturas, para despu\u00e9s recristalizar y formar calcita.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>As\u00ed encontramos que por debajo de 50 \u00baC \u2013 60 \u00baC la calcita es el cristal termodin\u00e1micamente m\u00e1s estable. Por encima de ese l\u00edmite la aragonita ser\u00e1 el cristal que se forme y en ese mismo margen los dos cristales pueden estar presentes (3).<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>De esa manera se ha comprobado en calderas que haciendo pruebas de corta duraci\u00f3n y alta temperatura podemos encontrar dep\u00f3sitos de aragonita en las resistencias (4).<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>4) Velocidad del agua: se ha demostrado que las incrustaciones se reducen en tanto la velocidad de paso del agua se reduce (5). La l\u00f3gica de lo anterior tambi\u00e9n la podemos encontrar pensando que a mayor velocidad de paso del agua tendremos un mayor aporte de Calcio.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>5) Calidad del agua: la presencia impurezas org\u00e1nicas e inorg\u00e1nicas pueden influir significativamente en el proceso de crecimiento de cristales (6).<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Las impurezas que contengan los iones Fe<sup>2+<\/sup>, Mg<sup>2+<\/sup>, Ni<sup>2+<\/sup>, Co<sup>2+<\/sup>, Zn<sup>2+<\/sup>, Cu<sup>2+<\/sup>\u00a0favorecen la formaci\u00f3n de aragonita cuando las condiciones son favorables para la calcita. Adem\u00e1s hay un aumento en el per\u00edodo de inducci\u00f3n.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Las impurezas con Mn<sup>2+<\/sup>, Cd<sup>2+<\/sup>, Sr<sup>2+<\/sup>, Pb<sup>2+<\/sup>\u00a0y Ba<sup>2+<\/sup>\u00a0favorecen la presencia de calcita.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>La opini\u00f3n general es que la presencia de part\u00edculas en la precipitaci\u00f3n del Carbonato C\u00e1lcico debilita la estructura de la incrustaci\u00f3n (7). Tambi\u00e9n se ha comprobado que debido a la presencia de ciertas impurezas en el agua, la aragonita puede ser estable y adem\u00e1s retrasar la nucleaci\u00f3n del Carbonato C\u00e1lcico a temperatura ambiente (8).<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Por \u00faltimo nos gustar\u00eda llamar la atenci\u00f3n sobre las aguas naturales y las sint\u00e9ticas que normalmente se usan en los laboratorios para experimentaci\u00f3n, ya que las diferencias entre las dos genera unas diferencias muy llamativas. Las aguas naturales son m\u00e1s resistentes a la precipitaci\u00f3n del Carbonato C\u00e1lcico y nos podemos encontrar que para una misma dureza y a una temperatura de 70 \u00baC, en el agua natural haya hasta un 40\u00a0% menos de incrustaciones.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>6) Material de la tuber\u00edas: la fuerza de adhesi\u00f3n de las incrustaciones a cualquier material depende del grado de rugosidad de esa superficie. As\u00ed podemos citar de mayor a menor rugosidad: cobre, aluminio, acero galvanizado, lat\u00f3n, acero inoxidable\u2026 (9).<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Antes de empezar hablar sobre el Cinc lo primero que hay que resaltar es que es el mejor mineral de todos los presentes de manera natural en el agua para evitar las incrustaciones. Tambi\u00e9n se ha podido comprobar que su disoluci\u00f3n de manera electrol\u00edtica y teniendo como c\u00e1todo al Cobre tiene mucho mejor resultado que si lo disolvemos de manera qu\u00edmica (10).<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Estos ser\u00edan los efectos:<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p><strong>A) Per\u00edodo de inducci\u00f3n<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>El Cinc lo retrasa tanto m\u00e1s cuanto m\u00e1s cantidad exista en relaci\u00f3n con la cantidad de Calcio presente en el agua. Dicho efecto empieza a notarse por encima de 0,06\u00d710<sup>-3<\/sup>\u00a0Zn\/Ca (11), es decir, que si tenemos 100 mg\/l de Calcio necesitamos al menos 0,006 mg\/l de Cinc para ver alg\u00fan efecto.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Tambi\u00e9n la precipitaci\u00f3n del Carbonato C\u00e1lcico comienza a un mayor pH en presencia del Cinc.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Antes de pasar a la nucleaci\u00f3n no podemos pasar por alto otro fen\u00f3meno que es el de la inhibici\u00f3n, es decir, la presencia del Cinc bloquea la creaci\u00f3n de Carbonato C\u00e1lcico. Se ha llegado a registrar hasta un 80\u00a0% de inhibici\u00f3n en condiciones de altos contenidos de Cinc y temperaturas en el entorno de 40 \u00baC (12).<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p><strong>B) Nucleaci\u00f3n:<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Debido a que el Cinc precipita preferentemente como Carbonato de Cinc (entorno a un 40\u00a0% del total) y ese cristal es muy parecido a la calcita, bloquea el crecimiento y provoca que el Carbonato C\u00e1lcico precipite en forma de aragonita.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p><strong>C) Crecimiento del cristal:<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>El Cinc provoca un crecimiento m\u00e1s lento de los cristales.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Hay que se\u00f1alar que dependiendo de la relaci\u00f3n Zn\/Ca as\u00ed ser\u00e1 la tasa de conversi\u00f3n de los cristales de calcita en aragonita. No olvidar que en el resultado final tanto de porcentaje de inhibici\u00f3n como de conversi\u00f3n de cristales, los par\u00e1metros qu\u00edmicos hablados anteriormente ayudar\u00e1n o empeorar\u00e1n el resultado final.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Como resumen de todo lo anterior podemos decir que para un agua natural cumpliendo la legislaci\u00f3n para ser agua potable, con una dureza total de hasta 45 \u00baF y para temperaturas en el entorno de los 80 \u00baC los descalcificadores inhibidores de cal electrol\u00edticos de Cinc tienen los siguientes resultados:<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<ol class=\"wp-block-list\">\r\n<li>Inhibici\u00f3n de la formaci\u00f3n de los dep\u00f3sitos calc\u00e1reos entorno a un 20\u00a0% \u2013 30\u00a0%.<\/li>\r\n<li>Del otro 80\u00a0% \u2013 70\u00a0% de dep\u00f3sitos calc\u00e1reos que s\u00ed que se forman, el cristal que mayoritariamente se crear\u00e1 ser\u00e1 la aragonita (del orden del 80\u00a0% \u2013 90\u00a0%), cristal no incrustante y que la propia corriente lo arrastra y manda al desag\u00fce.<\/li>\r\n<\/ol>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>Se podr\u00e1n mejorar esos resultados a medida que: tengamos un menor contenido de Calcio, un pH bajo, una temperatura baja y\/o de corta duraci\u00f3n, velocidades de paso del agua bajas y una conductividad o presencia de minerales alta.<\/p>\r\n\r\n\r\n<hr class=\"wp-block-separator\" \/>\r\n\r\n\r\n<p>(1) Dawson, 1990<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>(2) Kitamura et al., 2002<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>(3) Coetzee et al., 2006<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>(4) Andritsos et al., 1997<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>(5) M\u00fcller-Steinhagen, 2000<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>(6) Gabrielli et al., 1999<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>(7) Andritsos y Karabelas, 2.003<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>(8) S\u00f6hnel y Mullin, 1982<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>(9) Keysar et al., 1994<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>(10) MacAdam y Parsons 2004<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>(11) Coetzee et al., 1996<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n<p>(12) Meyer 1984<\/p>\r\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>En este cap\u00edtulo queremos mostrar el comportamiento de la cal cuando tenemos un poco de Cinc en el agua. 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