ÍNDICE DE LANELIER Y RYZNAR

Para dar una medida sobre la estabilidad de un agua, Langelier propuso el índice de saturación (LSI) el cual corresponde a la diferencia entre el pH del agua determinado directamente por el análisis y el pH de equilibrio o de saturación, y responde a la siguiente ecuación:

El índice de saturación de Langelier (LSI) es un modelo de estabilidad que deriva del concepto del equilibrio de solubilidad o saturación de sales poco solubles, y que proporcionan un indicador fiable del grado de saturación del agua con respecto al carbonato de calcio (CaC03). El LSI correlaciona la solubilidad de las sales poco solubles con el pH como variable principal. “El LSI se puede interpretar como el cambio necesario de pH requerido para llevar el agua a su estado de equilibrio”.

Así, por ejemplo, el agua con un índice LSI de 1,0 es agua cuyo pH de saturación se halla una unidad de pH por encima de su pH de equilibrio; esto significa que la reducción de su pH en una unidad llevaría esta masa de agua nuevamente a su condición de equilibrio y la haría por lo tanto, no-corrosiva ni incrustante.

Es decir, este índice es indicativo del grado de inestabilidad del agua con respecto al depósito de solubilidad del carbonato de calcio (CaC03). Langelier consideró que este índice es sólo una relación cualitativa de la agresividad del agua y que su valor no ayuda para juzgar sobre su actividad real. Un valor mayor del índice de Langelier no coincide necesariamente con una mayor agresividad del agua.

Se define el índice de estabilidad de Ryznar, como:

Este índice ha sido propuesto como una medida más cuantitativa de la tendencia del agua a depositar (incrustación) o disolver (corrosión) CaCO3.

La determinación de ambos índices, LSI y RSI, está basada en el cálculo del pH de saturación, pHs, del carbonato cálcico.

Siendo:           

•      pK2  el logaritmo negativo de la constante de la segunda disociación del ácido carbónico

•      pKS  el logaritmo negativo de la constante del producto de solubilidad.

•      pCa el logaritmo negativo de la concentración de calcio.

•      pTAC el logaritmo negativo de la alcalinidad.

Para el uso corriente el valor del pHs puede determinarse mediante gráficos o por cálculo aproximado. Su cálculo requiere conocer los siguientes valores:

-        Dureza cálcica (como CO3Ca).

-        Alcalinidad total (como CO3Ca).

-        Sólidos disueltos totales.

-        Temperatura (máxima donde se teme incrustación).

y mediante tablas se determina el valor pHs rápidamente como

La derivación algebraica de pHs da dos raíces de la cual la positiva se utiliza en los cálculos estándar, y es válida para un pH inferior a 10,5. Sin embargo para un pH superior a 10,5 aplica la raíz negativa. Es decir, que para el índice de Langelier:

Esto significa que la tendencia a la incrustación crecerá al aumentar el pH, pero esta tendencia se invierte por encima de un pH = 10,5. Pocos textos mencionan esta dualidad. Los diagramas de Caldwell-Lawrence son de los pocos que muestran las dos soluciones.

Los índices LSI y RSI han sido también empleados para indicar la corrosividad del agua de refrigeración, en particular para los aceros corrientes, lo cual ha conducido a serios errores. El trabajo original de Langelier se realizó para tuberías de hormigón y la agresividad se refería a la disolución de carbonato cálcico. La corrosión del acero depende de muchos factores: entre ellos el potencial galvánico, la presencia de iones cloruro, las especies microbiológicas presentes y el oxígeno disuelto. Por tanto los índices solamente indican la tendencia a formar incrustaciones, pero no garantizan la ausencia de corrosión.

Los valores obtenidos de LSI y RSI se interpretan como:

Nota: La agresividad del agua hace correspondencia al nivel de corrosión que hay en ella.