Clasificación de las aguas por su dureza

Aldabe et al. (2004) describe que aguas duras son aquellas que requieren cantidades considerables de jabón para producir espuma y producen incrustaciones en las tuberías de agua caliente, calentadores, calderas y otras unidades en las cuales se incrementa la temperatura del agua. Tienen la propiedad de acumular sarro en las cañerías e inhiben la capacidad del jabón de hacer espuma: el jabón se precipita, con lo cual hace un lavado deficiente. Los iones Ca2+ y Mg2+ en el agua reaccionan con el jabón (RSO3-):

Ca2+ + 2RSO3-→ Ca(RSO3)2

Jabón sólido insoluble

El término dureza se usa frecuentemente como un parámetro indicador de la calidad de las aguas. La dureza de las aguas está relacionado directamente con la concentración de las sales de Ca2+ y de Mg2+, combinado principalmente con los HCO3- y CO32- (Wetzel, 1981).

Desde el punto de vista sanitario las aguas duras son tan satisfactorias para el consumo humano como las aguas blandas, sin embargo, una agua dura requiere demasiado jabón para la formación de espuma y crea problemas de lavado, además, deposita lodo e incrustaciones sobre las superficies con las cuales entra en contacto y en los recipientes, calderas o calentadores en los cuales es calentada. El valor de la dureza determina la conveniencia para uso doméstico, agrícola e industrial y la necesidad de un proceso de ablandamiento. El tipo de ablandamiento y su control dependen de la adecuada determinación de la magnitud y clase de dureza (Romero, 1999).

Aldabe et al. (2004) afirman que las aguas duras son buenas para el riego porque los iones Ca2+ y Mg2+ favorecen la floculación de los coloides en el suelo, aumentando la permeabilidad del mismo. Lo anterior es relativo ya que si este tipo de aguas son aplicadas por aspersión, presentarán constantes problemas de incrustaciones en forma de depósitos blancos sobre las hojas, frutos y flores. Estas sales no constituyen un potencial de toxicidad, los depósitos reducen la calidad comercial de los productos y requieren tratamientos costosos, por ejemplo, baños ácidos para frutas como peras y manzanas (Ayers y Westcot, 1987).

112 El manejo para evitar las incrustaciones de las sales menos solubles como carbonato y sulfato de calcio depende de la concentración de las sales y del método de riego. Una forma para reducir la concentración de los iones bicarbonato es aplicando soluciones acidas para que no se precipite el CaCO3. Una recomendación práctica es aplicar suficiente ácido sulfúrico para

equilibrar químicamente el 90% del HCO3-, el ácido es de acción inmediata, pero de difícil

aplicación y costosa, se justifica en cultivos con alto valor comercial (Ayers y Westcot, 1987). También se recomienda modificar el diseño y operación del sistema de aspersión, hacer riegos nocturnos, aumentar la velocidad de giro, o utilizar rociadores de aplicación continua y disminuir la frecuencia de los riegos.

Se debe tener cuidado en el uso del agua dura en el control químico de las malezas, ya que esta puede ser causante de la inhibición del agente activo de los herbicidas, porque se degrada o se combina, formando sales menos efectivas para el combate de las malas hierbas. Cuando las concentraciones de HCO3- exceden 2 mmolc L-1 y el pH supera 7.5, como sucede en la cuenca

evaporítica de Río Verde-Matehuala, puede haber precipitaciones de CaCO3, es necesario

entonces inyectar continuamente ácido al sistema (Hassan, 1998; Ocampo, 1999).

El riego por aspersión puede obstruir o dañar los aspersores si contiene una elevada proporción de bicarbonatos de calcio, ya que pueden formar incrustaciones de carbonatos, reduciendo con ello el flujo del agua, lo mismo puede ocurrir en el riego por goteo. La inyección de fertilizantes fosfatados o amoniacales en este tipo de aguas, puede conducir a la formación de precipitados de calcio o magnesio, que puede obstruir los equipos de poco diámetro (Booher, 1974).

En la clasificación del muestreo de aguas por su dureza el 10% son blandas, el 22% son moderadamente duras, el 11% son duras y el 57% son muy duras. La dureza que exista en la zona de estudio es la carbonatada, incluye principalmente sulfatos cloruros y nitratos de calcio y magnesio. La evaporación de aguas que contiene estos iones produce la cristalización de compuestos como el sulfato de calcio, que forman incrustaciones dura y frágil en las paredes y tubos de calderas y calentadores. La incrustación produce una pérdida en la conductividad del calor y da como resultado un mayor consumo de combustible de libra por vapor obtenido. Además, la producción súbita de grandes volúmenes de vapor, cuando las incrustaciones

113 gruesas se rompen y el agua entra en contacto con las superficies de metal recalentado, pude ocasionar explosiones (Romero, 1999). En la Figura 26 se tiene el mapa de distribución espacial en base a la dureza, de acuerdo a la clasificación propuesta por Keith (1967).

En síntesis, el mapa de distribución espacial en base a la dureza sigue el mismo trayecto que tiene cada sistema hidrográfico. Las muestras de los ríos Bagres y Caracol son blandas, de acuerdo a Ayers y Westcot (1987), éste tipo de aguas son altamente corrosivas y su estudio es complejo, se ha comprobado que causan daños en materiales como el hierro y hormigón, son aguas blandas porque están sobre materiales difíciles de intemperizar. Los sistemas hidrográficos Jalpan y Ayutla son moderadamente duras, éstos ríos se encuentran en la zona de recarga de la Sierra Madre Oriental, son aguas de reciente infiltración que no tienen el suficiente tiempo para intemperizar, además, tienen un buen drenaje. Los sistemas hidrográficos Santa María y Extorax son duras, todos los sedimentos ricos en Ca2+ y Mg2+ de las sierras circundantes van a dar a estas cuencas, sin embargo, no son muy duras por el gradiente. Río Verde y la mayoría de pozos y manantiales al norte de la zona de estudio son aguas muy duras, es por el material evaporítico rico en Ca2+ y Mg2+ de la plataforma Valles- San Luis.

En los campos agrícolas de los poblados de Río Verde, Ciudad Fernández, San Francisco, Colonia La Libertad, Palomas y Ciudad del Maíz deben considerar la dureza para diseñar los sistemas de riego.

114 Figura 26. Mapa de distribución espacial en base a la dureza, para el muestreo de aguas de la cuenca evaporítica de Río Verde-Matehuala.

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5.10 Evolución y meteorización geoquímica de las aguas