Aguas duras y aguas blandas

En su recorrido por los ríos desde la montaña, el agua disuelve las rocas calizas constituidas por carbonato de calcio CaCO3, el cual se encuentra abundantemente distribuido en la Tierra. Además, disuelve cloruros (Cl-), sulfatos (SO42-) y nitratos (NO3-) de calcio (Ca) y magnesio (Mg) por lo que adquiere un alto contenido de iones calcio (Ca2+) y magnesio (Mg2+)
La roca caliza es muy insoluble en agua, sin embargo, reacciona con el dióxido de carbono (CO2 proveniente del aire atmosférico) disuelto en el agua y se transforma en bicarbonato de calcio Ca(HCO3)2 que si es soluble en agua. La reacción que se produce es la siguiente:

Estas sales disueltas en el agua no constituyen un factor de peligro para la salud humana, pero presentan serios inconvenientes en los procesos de lavado doméstico e industrial ya que se combinan con el jabón formando sales insolubles que impiden la formación de espuma y lo que es más importante, disminuyen la disponibilidad del jabón, aspecto fundamental en los procesos de lavado. Son perjudiciales también, en instalaciones industriales que requieren el uso de calderas, ya que al calentar o hervir este tipo de agua se producen costras de carbonato de calcio CaCO3. Este fenómeno se observa comúnmente en ollas y teteras en nuestros hogares. Por efecto del calor, se invierte la reacción de disolución del CaCO3 para producir nuevamente el precipitado de CaCO3.

El contenido de estas sales, determina la “dureza” del agua. Si el contenido de bicarbonatos y sulfatos de calcio y magnesio en el agua es alto, se dice que el agua es dura y si el contenido es bajo o está libre de estos compuestos, se dice que el agua es blanda.

Existen dos tipos de dureza

Dureza temporal: Está determinada por el contenido de carbonatos de calcio y magnesio. Puede eliminarse por ebullición del agua y posterior separación de los precipitados por filtración. Se le conoce también como dureza de carbonatos.

Dureza permanente: Está determinada por el contenido de otras sales de calcio y/o magnesio y no se puede eliminar por ebullición. El agua que posee esta dureza puede ablandarse haciéndola pasar a través de un cilindro que contiene una resina capaz de absorber los iones metálicos que producen la dureza (Ca2+ y Mg2+) y liberar iones sodio (Na+). El método se denomina intercambio iónico y consiste en reemplazar los iones indeseables por iones sodio.
También se puede eliminar esta dureza, añadiendo carbonato de sodio Na2CO3 en una cantidad adecuada para precipitar los iones calcio como carbonato de calcio y luego separar este precipitado por filtración. La dureza permanente también se denomina dureza de no carbonatos o no carbónica.

En general el grado de dureza del agua corresponde a los mg/L de sales de calcio o de magnesio aunque se expresa como mg/L de carbonato de calcio. Así, el agua potable tiene, en promedio, una dureza de 250 mg/L de carbonatos de calcio y el límite máximo permisible es de 300 mg/L de dureza. El agua destinada al uso en calderas debe ser blanda.