¿Qué es la escala?

Muchas personas que se topan con la tecnología de control de escala física-por primera vez se hacen la misma pregunta:

Si el dispositivo no filtra el calcio y el magnesio y no utiliza el intercambio iónico como un ablandador de agua, ¿cómo puede reducir las incrustaciones?

La respuesta es:

El control de incrustaciones físicas no se centra en cuántos minerales están presentes en el agua, sino en cómo esos minerales cristalizan y si se adhieren fácilmente a las superficies del equipo.

El calcio, el magnesio y otros minerales duros generalmente permanecen en el agua tratada. Como resultado, la composición mineral y la dureza total no disminuyen significativamente como lo hacen después del ablandamiento por intercambio iónico-.

Sin embargo, bajo condiciones operativas y de calidad del agua-adecuadas, las tecnologías de control de escala física-pueden influir en elProcesos de nucleación, crecimiento de cristales, agregación y deposición-superficial.de sales minerales. Algunos minerales que de otro modo formarían incrustaciones duras y tenaces pueden formar pequeños cristales o depósitos más sueltos en el agua a granel y ser arrastrados fuera del sistema por el flujo.

Por eso:

Reducir las incrustaciones no significa necesariamente eliminar minerales.

En la práctica de la ingeniería, estos métodos generalmente se describen comoacondicionamiento físico del aguaocontrol de escala física, en lugar de ablandar el agua en sentido estricto. La orientación de la Chartered Institution of Building Services Engineers (CIBSE) también explica que los sistemas físicos de tratamiento de agua-no cambian la composición básica del agua. Por lo tanto, el agua tratada sigue siendo agua dura, mientras que el objetivo es reducir la deposición y la adherencia de incrustaciones.

¿Por qué las incrustaciones pueden disminuir incluso cuando los minerales permanecen?

Esta es la clave para entenderescala fisicainhibición.

Un ablandador de agua tradicional generalmente soluciona el problema de la siguiente manera:

Reducir los iones de calcio y magnesio que crean dureza.

El control de la escala física sigue una ruta diferente:

No necesariamente reduce la cantidad de iones de calcio y magnesio. En cambio, interfiere con el proceso por el cual los iones disueltos se convierten en incrustaciones adherentes.

El proceso de escalado general se puede simplificar como:

Minerales disueltos → Sobresaturación → Nucleación → Crecimiento de cristales → Agregación de cristales → Adhesión superficial → Incrustaciones duras

Los equipos de ablandamiento tradicionales reducen principalmente el calcio y el magnesio al comienzo de esta secuencia.

Las tecnologías de control de escala física-actúan principalmente en etapas posteriores, incluidasnucleación, crecimiento de cristales, agregación y adhesión superficial..

Por lo tanto, las dos tecnologías abordan el mismo problema de escala a través de diferentes vías de tratamiento.

¿Cómo funciona?EscalaDp¿El control físico de las incrustaciones reduce la adherencia de las incrustaciones?

1. Influir en el tamaño, la morfología y el crecimiento de los cristales

Los cristales pueden adoptar diferentes formas incluso cuando su composición química sea idéntica.

El carbonato de calcio, el mineral formador de incrustaciones-más común, puede presentarse en varios polimorfos, entre ellos:

Calcita

Aragonito

vaterita

Incluso dentro de un solo polimorfo, el tamaño de las partículas, la estructura cristalina, la morfología de la superficie y el comportamiento de agregación pueden variar considerablemente.

Estas diferencias influyen en si los depósitos minerales resultantes forman fácilmente una capa de escamas densa y tenaz.

Por lo tanto, la investigación sobre el control de escala física- exige más que:

¿Se formó CaCO₃?

La pregunta más útil es:

¿En qué forma se desarrolló el CaCO₃ y con qué facilidad se adhirió después de su formación?

Es importante no hacer la afirmación demasiado simplificada de que:

La conversión automática de toda la calcita en aragonita facilita la eliminación de las incrustaciones.

La situación real es más compleja.

La relación entre la forma del cristal y la adhesión varía con la temperatura, la química del agua, la concentración de magnesio y la naturaleza de la superficie de contacto. Por lo tanto, la evaluación más significativa considera lacantidad real de incrustaciones adherentes, estructura cristalina y comportamiento de deposición en equipos reales, en lugar de mirar sólo la proporción de una forma cristalina.

2. Reducir la oportunidad de que los cristales se agreguen y sigan creciendo

La formación de un cristal de carbonato de calcio muy pequeño no crea necesariamente un problema grave de incrustación.

El mayor problema es la secuencia continua:

Crecimiento de cristales → Agregación de partículas → Adhesión a la superficie → Mayor crecimiento mineral en el depósito existente

Con el tiempo, un depósito delgado puede convertirse en una capa gruesa y dura.

Algunos métodos físicos de tratamiento-del agua pueden alterar el crecimiento de los cristales, las propiedades-de la superficie de las partículas o la cinética de cristalización, lo que dificulta que los minerales sigan formando una capa adherente densa y a gran-escala.

Por lo tanto, el control de escala física no debe entenderse como:

Los minerales ya no cristalizan.

Una descripción más precisa es:

Reduce la probabilidad de que la cristalización se convierta en una incrustación dura y adherente.

Esta distinción es esencial.

3. Permita que el flujo de agua se lleve las partículas más sueltas

El agua de-las tuberías de toda la casa, los calentadores de agua, los intercambiadores de calor y los equipos comerciales en funcionamiento continuo permanece en movimiento.

Si los minerales forman cristales más pequeños, más dispersos o menos unidos, la fuerza de corte creada por el flujo de agua puede arrastrar esos materiales más fácilmente.

Los posibles resultados se pueden resumir de la siguiente manera.

Sin control de escala adecuado

Nucleación superficial → Crecimiento continuo de cristales → Escamas duras y adherentes

Con adecuado control de escala física

Formación de microcristales → Partículas dispersas o depósitos más sueltos → Eliminación con el flujo de agua

Es por eso que los ingenieros suelen centrarse en:

Adhesión y deposición de incrustaciones.

y no sólo de la concentración total de calcio en el agua.

¿Por qué la dureza del agua permanece sin cambios?

El control físico de incrustaciones no elimina grandes cantidades de Ca²⁺ y Mg²⁺ como lo hace un ablandador de agua de intercambio iónico.

Supongamos que el agua cruda contiene:

Ca²⁺, Mg²⁺, HCO₃⁻ y otros minerales disueltos

Después del tratamiento con la mayoría de los dispositivos de control de escala física-no químicos, estos iones permanecen en el agua.

Si el agua se analiza nuevamente para detectar:

Dureza total

El resultado generalmente no mostrará la dramática reducción asociada con un ablandador de agua.

Esto no significa, por sí solo, que el control de escala física no haya tenido efecto.

La razón es sencilla:

Una prueba de dureza mide la concentración de calcio y magnesio en el agua, mientras que el rendimiento del control de incrustaciones-mide la cantidad de esos minerales que finalmente se adhiere a las superficies del equipo.

Estos son dos indicadores de desempeño completamente diferentes.

Control de incrustaciones físicas versus ablandamiento de agua

La guía CIBSE para sistemas comerciales de agua caliente-también distingue claramente entre estas tecnologías. El ablandamiento por intercambio iónico- reduce la dureza mediante el intercambio de calcio y magnesio, mientras que el tratamiento físico del agua tiene como objetivo alterar la formación de incrustaciones y el comportamiento de deposición. El agua tratada permanece dura.

¿Por qué todavía pueden aparecer manchas blancas en el vidrio y los grifos?

Esta es una de las fuentes más comunes de malentendidos por parte de los usuarios finales.

Supongamos que un litro de agua sin tratar contiene una determinada cantidad de calcio y magnesio.

Después de que el agua pasa por un dispositivo de control-de incrustaciones físicas:

No todos esos minerales han desaparecido.

Si se deja el agua sobre una superficie de vidrio y se deja que se evapore por completo, el agua desaparece pero los minerales permanecen.

Por lo tanto, es posible que aún queden restos blancos.

El control físico de las incrustaciones reduce el riesgo de-adherencia de incrustaciones duras a largo plazo dentro del equipo. No garantiza que cada gota de agua evaporada no deje residuos minerales.

CIBSE también señala que debido a que el tratamiento físico del agua no elimina los minerales duros, los residuos minerales pueden permanecer visibles en el vidrio de la ducha, los lavabos de acero inoxidable-y otras superficies donde se evapora el agua.

Por esta razón, un sistema de control de escala física-no debe evaluarse únicamente preguntando:

¿Hay manchas blancas en el cristal?

Las preguntas más útiles incluyen:

¿Es más fácil limpiar el intercambiador de calor?

¿Ha disminuido la deposición en las superficies calefactoras?

¿Se están formando capas duras y tenaces dentro de las tuberías?

¿Ha mejorado-la eficiencia del equipo a largo plazo?

¿Por qué el control de incrustaciones físicas funciona de manera diferente en diferentes condiciones del agua?

Este es un punto crítico para las adquisiciones B2B.

El control de la escala física no se puede evaluar independientemente de la calidad del agua.

El escalamiento en sí es un proceso de cristalización afectado por muchas variables.

Las investigaciones muestran que el rendimiento-en el mundo real del tratamiento físico o electromagnético del agua puede verse influenciado significativamente porquímica del agua, parámetros de tratamiento, velocidad del flujo y diseño del sistema. Por lo tanto, los resultados pueden diferir entre experimentos y aplicaciones.

Antes de seleccionar un dispositivo de control de báscula física-para toda-casa o comercial{1}}se deben revisar al menos los siguientes datos:

Dureza del agua

Sólidos totales disueltos (TDS)

Concentración de hierro

Tasa de flujo máximo

Tamaño de tubería

pH

Temperatura del agua

El equipo real que se está protegiendo y la ubicación donde se produce la incrustación.

Por ejemplo, las condiciones de funcionamiento de un dispositivo instalado en la tubería principal de agua fría-de una casa típica son muy diferentes de las del mismo dispositivo instalado aguas arriba de un sistema de agua caliente-comercial de alta-temperatura, un aparato de vapor o un sistema de membrana de alta-recuperación.

Por lo tanto, una propuesta de control a escala profesional-debería exigir más que:

¿Qué tamaño de conexión necesitas?

Primero debería preguntar:

¿Cuáles son la química del agua y las condiciones de funcionamiento?

Dónde esEscalaDp¿Control de escala física adecuado?

Una ventaja importante del control de incrustaciones físicas es que puede proporcionar un enfoque alternativo para reducir la deposición mineral sin la regeneración convencional basada en sal-.

Sistemas de agua-para toda la casa

En sistemas residenciales-para toda la casa, el control de escala física se usa comúnmente para ayudar a proteger:

Calentadores de agua

Tuberías

Sistemas de ducha

Grifos

Agua seleccionada-usando electrodomésticos

Puede resultar especialmente adecuado para aplicaciones que tengan como objetivo:

Reduce el consumo de sal y el mantenimiento conservando los minerales originales del agua.

Cocinas Comerciales

Los restaurantes, hoteles, cafeterías y otras operaciones-de servicios alimentarios utilizan muchos tipos de equipos calefactores, entre los que se incluyen:

maquinas de cafe

maquinas de hielo

Lavavajillas

Equipo de agua caliente-

Aparatos de vapor

La exposición-a largo plazo a altas temperaturas y agua dura significa que las incrustaciones son más que un problema de limpieza. Puede afectar gradualmente la eficiencia de la calefacción y la frecuencia de mantenimiento.

Intercambiadores de calor y calentadores de agua

Las incrustaciones en la superficie de un-intercambiador de calor merecen especial atención.

El carbonato de calcio conduce el calor de manera mucho menos eficaz que una superficie metálica de transferencia de calor-.

A medida que el depósito se vuelve más espeso, el calor debe atravesar la capa de sarro adicional antes de llegar al agua.

Para sistemas de transferencia de calor-:

Controlar la deposición de incrustaciones es parte de la gestión de la eficiencia del equipo.

Sistemas de agua agrícolas e industriales

Los sistemas de riego, el agua de recirculación industrial y los equipos de proceso seleccionados pueden experimentar bloqueos e incrustaciones causados ​​por carbonatos u otras sales inorgánicas.

Por ejemplo, investigaciones recientes sobre el tratamiento por pulsos electrónicos-en sistemas de riego han examinado cómo se puede influir en el comportamiento de cristalización y deposición para reducir los depósitos inorgánicos sin eliminar químicamente los minerales del agua.

QuéEscalaDpEl control de escala física no puede funcionar

Comprender lo que una tecnología no puede hacer es tan importante como entender lo que puede hacer.

El control de escala física no:

Convierte el agua dura en agua verdaderamente blanda.

Si el proyecto requiere una dureza muy baja, un rendimiento detergente visiblemente mejorado, un mínimo de residuos minerales o un proceso industrial con límites estrictos en las concentraciones de calcio y magnesio, el intercambio iónico, la ósmosis inversa u otra tecnología de desmineralización pueden ser más apropiadas.

El control físico de las incrustaciones tampoco es filtración.

No puede sustituir:

Filtración de sedimentos

Carbón activado

eliminación de hierro

Ósmosis inversa

desinfección ultravioleta

Cada tecnología aborda un problema de tratamiento de agua- diferente.

¿Cómo se puede determinar si un sistema de control-de escala física es eficaz?

Para los compradores B2B, las marcas privadas-y las empresas de ingeniería, la pregunta más valiosa no es:

¿Utiliza un campo magnético especial o una aleación?

La mejor pregunta es:

¿Bajo qué-calidad del agua, flujo y condiciones de prueba se puede reducir la escala adherente real y en qué medida?

Al evaluar un producto de control de escala física-, céntrese en:

Condiciones de prueba

Alimentación-dureza del agua

SDT

Temperatura

Caudal

Duración de la prueba

Controlar-el diseño del grupo

Si la medición es la concentración de Ca²⁺ disuelta o la masa de escala adherente real

En particular, no trate lo siguiente como el mismo concepto:

La reducción de la dureza no es lo mismo que la tasa de inhibición de incrustaciones.

Para un dispositivo de control de incrustaciones físicas-que no elimina calcio ni magnesio:

La falta de una reducción significativa de la dureza no prueba, por sí sola, que el dispositivo no tenga ningún efecto de control de escala-.

El parámetro que se debe medir es:

Escalar la adhesión antes del tratamiento versus después del tratamiento.

Conclusión: El control de escala física cambia el comportamiento de escala, no la cantidad de minerales

Volver a la pregunta original:

¿Por qué el control físico de las incrustaciones puede reducir la adherencia de las incrustaciones sin eliminar los minerales?

La formación de incrustaciones requiere más que la presencia de calcio y magnesio en el agua.

También implica una secuencia de:

Sobresaturación → Nucleación → Crecimiento de cristales → Agregación → Adhesión superficial → Deposición continua

El control físico de incrustaciones no necesariamente elimina Ca²⁺ y Mg²⁺.

En cambio, influye en partes del proceso de cristalización y deposición, lo que dificulta que los minerales se desarrollen continuamente hasta formar una escala densa y fuertemente adherente.

La diferencia esencial es:

El ablandamiento del agua cambia la química del agua.

El control físico de las incrustaciones cambia la forma en que se forman y depositan las incrustaciones.

Para sistemas residenciales-domésticos, equipos de servicio-de alimentos-comerciales, sistemas-de agua caliente y aplicaciones industriales seleccionadas, puede valer la pena evaluar el control de escala física cuando el objetivo no es producir agua genuinamente blanda, sino:

Reduzca la adhesión de incrustaciones en las superficies de los equipos, reduzca los requisitos de mantenimiento y evite la regeneración basada en sal-.

Preguntas frecuentes

Hace EscalaDp¿El tratamiento a escala física elimina el calcio y el magnesio?

Generalmente no.

El objetivo principal del control físico de incrustaciones no es eliminar Ca²⁺ y Mg²⁺ del agua. Por lo tanto, la dureza total después del tratamiento generalmente permanece cercana a la dureza del -agua de alimentación.

EsEscalaDp¿El control de escala física es lo mismo que un ablandador de agua?

No.

Un ablandador de agua convencional utiliza el intercambio iónico para reducir la dureza del calcio y el magnesio. El control físico de las incrustaciones influye principalmente en la formación de incrustaciones, el crecimiento de los cristales y el comportamiento de adhesión.

Hace EscalaDp¿El tratamiento a escala física reduce el TDS?

El control de escala física generalmente no debe considerarse un método de reducción de TDS-.

Si una aplicación requiere una reducción significativa de TDS o una verdadera desalinización, normalmente se requiere ósmosis inversa, intercambio iónico u otra tecnología de separación.

Cuál es mejor: unEscalaDp¿Dispositivo de control de báscula física-o ablandador de agua?

Depende del objetivo del proyecto.

Si el cliente necesita una verdadera reducción de la dureza, el descalcificador de agua convencional es la solución más directa.

Si el objetivo principal es reducir la adhesión de incrustaciones y al mismo tiempo evitar la sal, las aguas residuales de regeneración y un mantenimiento más complejo, puede valer la pena evaluar una solución de control de incrustaciones físicas-.

¿Qué datos del agua se deben verificar antes de seleccionar unEscalaDp¿Dispositivo de control de escala física-?

Como mínimo, confirmardureza, TDS, hierro, pH, caudal máximo, tamaño de tubería y temperatura de funcionamiento real.

Sin datos sobre la -calidad del agua y las condiciones operativas-, seleccionar el equipo únicamente por el tamaño de la tubería dificulta evaluar el rendimiento del control de escala-con precisión.