Sua água é agressiva ou incrustante?

Conheça o Índice de Saturação de Langelier

 

A água: solvente universal

 

Por onde a água passa, ela vai dissolvendo um pouco de tudo que ela encontra pelo caminho: sólidos, gases, outros líquidos.

 

As gotinhas de vapor das nuvens absorvem os gases presentes na atmosfera: nitrogênio, oxigênio... e, eventualmente, gases ácidos ali presentes. Ao cair sobre o solo (chuva), ela absorve o que estiver presente sobre o solo, se ela escoar sobre ele, ou no interior do solo, se ela infiltrar.

 

Água agressiva e incrustante

 

E assim ela vai dissolvendo as substâncias, até ficar saturada.

 

Se ela estiver insaturada, prosseguirá com sua tendência de dissolver substâncias. Dizemos que a água é agressiva.

 

Se ela estiver saturada, mudanças ambientais poderão fazer com que parte das substâncias dissolvidas queiram deixá-la, indo precipitar sobre as superfícies sólidas. Dizemos que a água é incrustante.

 

O equilíbrio carbônico da água

 

É muito difícil estudar, em conjunto, o equilíbrio de todas as substâncias que certa amostra de água traz consigo em dado momento. Seria necessário determinar e quantificar todas elas.

 

Porém, o estudo do equilíbrio carbônico da água se destaca por sua importância. Vamos tentar descrevê-lo de modo simplificado.

 

Imaginemos que a água presente nas nuvens seja pura. Logo de início, ela dissolverá o gás carbônico da atmosfera. Em seguida, ao cair sobre o solo, ela dissolverá o gás carbônico resultante da atividade biológica que nele ocorre.

 

 

Mais carbonato de cálcio poderá ser incorporado à água se ela percorrer formações calcárias.

 

Dependendo do pH da água, o ácido carbônico poderá se dissociar, formando o íon bicarbonato:

 

 

Por sua vez, dependendo do pH da água, o íon bicarbonato poderá se dissociar, formando o íon carbonato:

 

 

Arranjando apenas as moléculas em que o carbono está presente, escrevemos:

 

O percentual de presença de cada uma dessas formas em solução na água depende do pH. A figura a seguir mostra essa variação.

 

No caso da água potável, o padrão de potabilidade brasileiro¹ estabelece que o pH da água tratada pode variar entre 6,0 e 9,0. Assim sendo, os bicarbonatos constituem a forma mais frequente.

 

Água equilibrada

 

Simplificadamente, dizemos que a água está equilibrada quando:

 

• ela contém substâncias dissolvidas suficientes para saturá-la e, assim, eliminar sua tendência agressiva;
• as substâncias dissolvidas não estão em excesso, o que faria com que ela precipitasse essas substâncias no interior das canalizações e reservatórios.

 

O índice de saturação de Langelier

 

Como foi dito, a água é o solvente universal. Então, para descobrir se ela se encontra equilibrada através da determinação da concentração das substâncias presentes em solução implicaria em conhecer e analisar todas elas. Seria uma tarefa muito trabalhosa.

 

Em meados da década de 1900, Wilfred Langelier foi encarregado de desenvolver um método simples para saber esse grau de equilíbrio.

 

Utilizando muitos dados empíricos, ele chegou a uma formulação que, tendo por base os resultados do pH, temperatura, alcalinidade de bicarbonatos e sólidos totais, permite determinar o denominado pH de saturação – pHs -da água.

 

O denominado Índice de Saturação de Langelier – Is – é a diferença entre o pH e o pH de saturação.

 

Com base nesse resultado, tem-se:

 

• Se pH < pHs, Is é negativo e a água é agressiva.

 

• Se pH > pHs, Is é positivo e a água é incrustante.

 

Alguns autores são mais explícitos quanto a esses valores. A Georgia University² sugere a interpretação apresentada na tabela a seguir.

 

Essa determinação é subjetiva. Existem poucas publicações a esse respeito. Você pode usar a tabela a seguir para se guiar.

 

Is	Descrição	Recomendação
≤ -5,0	Corrosão muito forte	É necessário tratamento.
> -5,0 a -3,0	Corrosão forte	Tratamento altamente recomendado
> -3,0 a -2,0	Corrosão moderada	Tratamento recomendado
> -2,0 a -1,0	Corrosão leve	Considere a necessidade de tratamento
-1,0 a < 1,0	Sem corrosão ou incrustação	Tratamento desnecessário
1,0 a < 3,0	Incrustação leve	Tratamento opcional
3,0 a < 4,0	Incrustação moderada	Considere a necessidade de tratamento
≥ 4,0	Incrustação forte	Tratamento recomendado

 

Assim sendo, é aconselhável que o valor do Is permaneça entre -1,0 e 1,0.

 

Na prática, é interessante manter o valor de Is positivo, sem ultrapassar 1,0. Com isto, uma pequena precipitação de CaCO3 ocorrerá no interior das tubulações. Essa precipitação ajuda a combater a corrosão.

 

Mas isto é tema para uma conversa específica.

 

Como determinar o índice de saturação de Langelier

  Os cálculos para a obtenção desse índice são um pouco trabalhosos. Envolvem equações químicas e físico-químicas, constantes de equilíbrio e outras questões que estão muito além do propósito desta discussão. Mas todas elas podem ser encontradas na Internet.

 

O Voima Toolbox apresenta esse cálculo, de forma simples. Basta entrar com os dados de pH, temperatura, dureza de cálcio (como CaCO3) e sólidos totais dissolvidos que o valor do pHs é apresentado.

 

O diagnóstico – agressiva ou incrustante – é também apresentado.

 

O link para esse cálculo é: https://voimatoolbox.com/pt-br/calculations/indice-de-saturacao-de-langelier

 

Referências:

 

1 Ministério da Saúde. Portaria GM/MS Nº 888, de 4 de maio de 2021.

 

2 https://extension.uga.edu/publications/detail.html?number=C858-9&title=corrosive-or-scaling-water Acessado em 14/12/2021.