Início / Tratamento de água

Índices de incrustação e corrosão da água

Informe a análise da água para saber se ela tende a depositar carbonato de cálcio ou a corroer tubulações, na temperatura de operação e na parede mais quente do trocador.

Ferramenta de pré-dimensionamento e estimativa: os resultados não substituem projeto, cálculo ou laudo assinado por profissional habilitado nem a verificação conforme as normas aplicáveis.

Verificação
Análise da água

Dureza cálcica é só a parcela do cálcio, não a dureza total (cálcio + magnésio). Os campos aceitam a unidade escolhida ao lado; a tabela de conversão nos resultados mostra o valor nas outras unidades.

Superfície quente

O carbonato de cálcio fica menos solúvel com o calor: a incrustação começa na parede mais quente. Use a temperatura de pele do tubo ou, sem ela, a temperatura de saída da água quente.

—Índice de Langelier (LSI)
—

Índices conforme a temperatura

LSI (eixo da esquerda) e RSI (eixo da direita) para a mesma água aquecida ou resfriada. As linhas tracejadas marcam a temperatura da água e a da parede quente.

Toque no gráfico para ver os valores.

LSI conforme o pH

Mantidos cálcio, alcalinidade e sais, mostra quanto o pH precisa mudar para chegar ao equilíbrio, na temperatura da água e na da parede.

Toque no gráfico para ver os valores.

Conversor de dureza e alcalinidade

Valores informados expressos nas unidades usuais de laboratório e de catálogo de produtos químicos.

O memorial reúne entradas, resultados, equações, hipóteses e referências desta página, com campos para projeto, responsável e revisão. Na janela de impressão, escolha Salvar como PDF.

Método, hipóteses e referências

Equações usadas

LSI = pH − pHs; RSI = 2 · pHs − pH; PSI = 2 · pHs − pHeq, com pHeq = 1,465 · log₁₀(alcalinidade M) + 4,54
pHs = pK2 − pKs + p[Ca²⁺] + p[HCO₃⁻] + 5 · pfm (Standard Methods 2330 B; concentrações em mol/L)
pK2 = 107,8871 + 0,03252849 T − 5151,79/T − 38,92561 log T + 563713,9/T²; pKs = 171,9065 + 0,077993 T − 2839,319/T − 71,595 log T (T em K, calcita)
Atividade: I = 2,5 × 10⁻⁵ · STD; pfm = A (√I/(1 + √I) − 0,3 I); A = 1,82 × 10⁶ (ε T)^−1,5; ε = 60954/(T + 116) − 68,937
[HCO₃⁻] = ([Alc] − [OH⁻] + [H⁺]) ÷ (1 + 2 K2′/[H⁺]); fórmula simplificada: pHs = (9,3 + A + B) − (C + D), A = (log STD − 1)/10, B = −13,12 log(t + 273) + 34,55, C = log Ca − 0,4, D = log Alc
Conversões para mg/L de CaCO₃: 1 °dH = 17,848; 1 °fH = 10,009; 1 gpg = 17,118; 1 meq/L = 50,04; 1 mg/L de Ca = 2,497; 1 mg/L de HCO₃⁻ = 0,820

Hipóteses e limites

  • Os índices indicam tendência termodinâmica, não velocidade de incrustação nem taxa de corrosão. Inibidores, dispersantes, velocidade e materiais mudam o comportamento real.
  • Alcalinidade tratada como carbonatada (sem contribuição relevante de silicato, fosfato, borato ou amônia). Força iônica estimada pelo STD, válida até cerca de 10 000 mg/L.
  • Na parede quente, o pH e a alcalinidade são supostos iguais aos da massa de água; constantes de equilíbrio da calcita, de 0 a 100 °C.

Normas e documentos técnicos

  • APHA, AWWA, WEF. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 2330 Calcium Carbonate Saturation
  • ASTM D3739: Standard Practice for Calculation and Adjustment of the Langelier Saturation Index for Reverse Osmosis
  • Langelier, W. F. The analytical control of anti-corrosion water treatment. J. AWWA 28, 1936
  • Ryznar, J. W. A new index for determining amount of calcium carbonate scale formed by a water. J. AWWA 36, 1944
  • Plummer, L. N.; Busenberg, E. The solubilities of calcite, aragonite and vaterite in CO₂–H₂O solutions. Geochim. Cosmochim. Acta 46, 1982
  • Puckorius, P. R.; Brooke, J. M. A new practical index for calcium carbonate scale prediction in cooling tower systems. Corrosion 47, 1991

Legislação e regulamentos no Brasil

  • Portaria GM/MS nº 888/2021: procedimentos de controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano e padrão de potabilidade
  • NR-13: caldeiras e vasos de pressão (controle da qualidade da água de caldeiras)
  • Resolução CONAMA nº 430/2011: condições de lançamento das purgas de torres e caldeiras

Perguntas frequentes

Como calcular o índice de Langelier?

Calcule o pH de saturação pHs com cálcio, alcalinidade, temperatura e STD e subtraia do pH medido. Para água a 25 °C com pH 8,0, STD de 500 mg/L, 250 mg/L de dureza cálcica e 100 mg/L de alcalinidade (como CaCO₃), o pHs fica perto de 7,55 e o LSI, de +0,45: tendência leve a incrustar.

Qual a diferença entre Langelier e Ryznar?

O LSI mostra o sentido (incrusta ou corrói); o RSI = 2 pHs − pH foi ajustado com dados de campo e indica a intensidade. Uma água com LSI +0,5 e RSI 6,7 incrusta pouco; com RSI 5,0 a incrustação é forte.

Por que o trocador incrusta e a tubulação fria não?

O carbonato de cálcio é menos solúvel no calor. Uma água equilibrada a 30 °C pode ter LSI acima de +1 numa parede a 60 °C, e é ali que a camada começa.

Como converter °dH em mg/L de CaCO₃?

Multiplique por 17,85. Um grau alemão equivale a 10 mg/L de CaO; um grau francês a 10 mg/L de CaCO₃; um grão por galão a 17,1 mg/L de CaCO₃.