Quimicamente a água recebe classificações. Dentro desta premissa podemos considerar a água dura ou mole, dependendo da quantidade de sais minerais existentes nela. A dureza da água nada mais é do que a propriedade relacionada com a concentração de íons de determinados minerais dissolvidos nesta substância. Essa classificação química, no entanto, não modifica em nada as propriedades físicas da água como, por exemplo, a sua viscosidade ou a sua compressibilidade, mas podem interferir no resultado esperado.
A dureza da água é definida pela soma de cátions polivalentes presentes na água e é expressa em termos de uma quantidade equivalente de CaCo₃. Os principais íons metálicos que conferem dureza a agua são: Cálcio (Ca₂⁺), Magnésio (Mg₂⁺), Estrôncio (Sr₂⁺), Ferro (Fe₂⁺) e Manganês (Mn₂⁺). Considera-se água branda quando possui menos de 75 mgCaCO₃/L e dura quando possui mais de 150 mgCaCO₃/L.
De acordo com Luciene Prado Rocha, engenheira da Fusati, na maioria dos casos, a dureza é decorrente do cálcio associado ao bicarbonato, o qual se transforma em carbonato (pouco solúvel) por aquecimento ou elevação de pH, tendo-se, nesse caso a denominada dureza temporária. A dureza devido a cátions associados a outros ânions é denominada dureza permanente.
Nas indústrias, o uso de água dura pode gerar incrustações nos sistemas de resfriamento e de calefação, consumindo tempo e dinheiro nas atividades adicionais de manutenção. Nas atividades domésticas e até industriais, o uso de águas duras também interfere no consumo de detergentes utilizados no processo de limpeza, uma vez que a água dura tem dificuldades em formar espuma.
"Há ainda as águas muito duras quando o teor de dureza é superior a 300 mg/L. A água dura não causa risco a saúde, mas pode causar um incômodo devido o acúmulo de minerais em dispositivos elétricos e tubulações, corrosão, principalmente em indústrias onde a água é utilizadas para gerar vapor em caldeiras e desempenho deficiente do sabão ou detergente" – completa Anna Camelo, gerente de processo da Ecosan.
Para se definir em que dureza a água se encontra, existem mecanismos para a medição da mesma. Geralmente é medida com base na quantidade de partes por milhão de carbonato de cálcio, também representada como mg/l de cálcio. A água também pode ser classificada quanto a dureza de acordo com: de 0 a 70 ppm (muito mole), de 70 a 135 ppm (mole), de 135 a 200 ppm (média dureza), de 200 a 350 ppm (dura) e mais de 350 ppm (muito dura).
Há alguns métodos para a determinação da dureza. Um deles é a titulação com EDTA ou chamada de reação de complexação. A dureza é medida através da titulação de várias amostras de água, tendo como base o método que prova que uma solução composta por água e quelatos solúveis de cálcio e magnésio, formados pelo ácido etilenodiaminotetracético. Os sais de sódio quando em contato com uma pequena quantidade de indicador Negro de Eriocromo T muda a sua cor para púrpura.

Processos para redução de água dura
De acordo com Anna, a redução da dureza da água para o meio industrial é importante pois evita corrosão, incrustações e perda de eficiência nas caldeiras e sistema de refrigeração. Já no uso doméstico a água dura reage com o sabão e cria sais insolúveis, perdendo assim o sabão o poder de limpeza e os sais insolúveis irão aderir a lavatórios e banheiras.
Embora geralmente não seja perigoso para a segurança ou para a saúde, pode causar problemas potencialmente onerosos em casa e na indústria. A água dura não é diretamente uma ameaça ao corpo humano, porém, ela pode ter efeitos devastadores nas tubulações, aquecedores de água quente, lava-louças, máquinas de lavar e muitos outros eletrodomésticos. Além disso, quando ingerida em doses elevadas, podem levar a problemas de saúde como a osteoporose, pedras nos rins, hipertensão, resistência à insulina, entre outros.
"O impacto mais óbvio da água dura é o resíduo branco em pratos, copos e pias. A água dura reduz a vida útil de seus sistemas de encanamento e contribui para problemas como ferrugem, redução da eficácia dos agentes de limpeza e acúmulo de incrustações" – explica Luciene.
Um dos processos utilizados para a remoção de dureza o uso de filtro abrandador. São vasos de pressão geralmente construído em aço carbono revestido ou fibra de vidro. Em seu interior é inserido as resinas catiônicas responsáveis pela remoção da dureza. Trata-se de equipamentos onde ocorre o mecanismo de abrandamento, são basicamente formados por resina de troca iônica, tanque Park contendo resina, válvula de controle hidráulico e tanque de salmoura. Esse processo pode acontecer de duas formas: precipitação química e troca iônica.
A técnica do abrandamento por precipitação química consiste basicamente na adição de cal ou cal hidratada à água para aumentar o pH, o que irá ocasionar a precipitação dos metais na forma de carbonatos. O método de abrandamento por troca iônica consiste em fazer com que a água atravesse um leito de resina catiônica que irá trocar os íons de cálcio (Ca) e magnésio (Mg) presentes na água por íons de sódio (Na).
As resinas de troca iônica catiônica são pequenas esferas de polímero poroso que contém uma estrutura molecular carregada negativamente e essa estrutura carrega um íon positivo que pode ser trocado, no caso das resinas para abrandamento, o íon de sódio (Na). De acordo com a engenheira da Fusati, quando a água dura passa através dos poros da resina, os íons de cálcio (Ca) e magnésio (Mg) que possuem uma carga positiva maior que os íons de sódio (Na) são atraídos pela estrutura negativa da resina enquanto o sódio (Na) é liberado na água. O sódio presente na água é solúvel e, portanto, não causa as incrustações causadas pelo cálcio e o magnésio.
A escolha do processo parte de dois pontos, a qualidade da água a ser tratada e o uso final da água tratada. O melhor processo é sempre escolhido a partir da necessidade de cada cliente após analisar os parâmetros encontrado na análise físico e/ou química da água do cliente. Na indústria, a água dura contribui para o dimensionamento em caldeiras, torres de resfriamento e outros equipamentos industriais. Nestes ambientes industriais, ela deve ser constantemente monitorada para evitar falhas dispendiosas.
Luciene conta que a indústria eletrônica, por exemplo, é uma das que normalmente precisa de água ultra pura para preparações químicas e água de enxágue. Grande parte da indústria eletrônica atual é considerada microeletrônica. De celulares a computadores, tecnologia de jogos, microprocessadores, semicondutores e placas de microcircuito são componentes de fabricação comuns.
Ela explica ainda que dentro desses itens há muitas vias microscópicas de cobre, ouro ou metal similar que transportam eletricidade para os vários componentes. É de vital importância que nenhum desses caminhos se toquem. Se isso acontecer, o produto falhará. "Os componentes da água dura, cálcio e magnésio são metais e, como tal, conduzem eletricidade. Depositados em um componente eletrônico, irão provocar a falha desse mecanismo, inutilizando produtos e processos" – completa.

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