calcareo, acqua dura può portare a una serie di problemi nella vita quotidiana. Le macchie di calcare sui rubinetti e su altre superfici dei bagni e delle cucine sono abbastanza innocue. Ma anche loro si intromettono e possono rimanere bloccati nel tempo, rendendoli difficili da rimuovere. I depositi di calcio negli elettrodomestici come caldaie, lavastoviglie o lavatrici causano gravi problemi. L'acqua non può più defluire correttamente, il che aumenta il consumo di energia e quindi i costi di utilizzo dei dispositivi. Di conseguenza, i dispositivi non sono più funzionali a lungo termine. Per prevenire la formazione di calcare, Sistemi di decalcificazione con sistemi di sale e addolcimento senza sale, i cosiddetti Sistemi di protezione dal calcare, popolare. Sebbene i sistemi di addolcimento dell'acqua con sale siano ampiamente utilizzati, molti consumatori si chiedono se e come funzionino i sistemi di indurimento dell'acqua senza sale. Scoprite di più sulle origini dei sistemi di decalcificazione e sulla decalcificazione con e senza sale.
Per prima cosa: il termine impianto di decalcificazione non è protetto legalmente. In base ai soli termini impianto di decalcificazione, sistema di addolcimento dell'acqua o impianto di acqua dolce, spesso non è chiaro quale prodotto o tecnologia sia coinvolto. Alcuni prodotti riducono effettivamente la durezza dell'acqua, altri lasciano inalterata la quantità di calcare nell'acqua. Fondamentalmente, si può dire che i sistemi di addolcimento dell'acqua con sale (scambiatore di ioni) riducono la durezza dell'acqua: l'acqua diventa più morbida. I sistemi di addolcimento dell'acqua o i sistemi di decalcificazione senza sale, i cosiddetti sistemi di protezione dal calcare, generalmente non comportano alcuna riduzione durezza dell'acqua.
Per decenni, il trattamento dell'acqua è stato un processo utilizzato per utilizzare meglio l'acqua come materia prima. Nel tempo, sono stati sviluppati vari processi per ridurre la durezza dell'acqua. Molti di questi processi addolciscono l'acqua con il sale e successivamente sono stati sviluppati nuovi e innovativi modi di far funzionare i sistemi di addolcimento dell'acqua senza sale.
Uno dei metodi più antichi per addolcire l'acqua è il processo di calce-soda. Questo processo è stato utilizzato nel XIX secolo come parte dell'industrializzazione. A quel tempo, i motori a vapore furono utilizzati per la prima volta su larga scala per azionare vari tipi di macchinari, come pompe nelle miniere, macchine tessili, navi e, ultimo ma non meno importante, la locomotiva a vapore. In una macchina a vapore, l'acqua veniva convertita in vapore acqueo mediante riscaldamento. Se si utilizzava acqua dura per questo scopo, nel motore a vapore rimanevano residui di calcare, il che limitava la capacità della macchina di funzionare a lungo termine.
Per evitare ciò, l'acqua è stata prima addolcita utilizzando il processo di calce-soda. La soda, cioè il carbonato di sodio, è un sale dell'acido carbonico che può ridurre la durezza totale dell'acqua a meno di 2,0 °dH (durezza tedesca). Il processo calce-soda è stato quindi un pioniere dei moderni sistemi di decalcificazione con sale (scambiatori di ioni), che convertono la calce utilizzando cloruro di sodio. Allora come oggi, l'aggiunta di sali aumenta il contenuto di sodio dell'acqua. Ciò può causare problemi, in particolare con l'acqua potabile, soprattutto se il contenuto di sodio dell'acqua è relativamente elevato anche prima della decalcificazione. L'ordinanza sull'acqua potabile richiede un contenuto massimo di sodio di 200 mg/l. Svantaggi dei sistemi di addolcimento dell'acqua con sale Da evitare (scambiatori di ioni), i cosiddetti Sistemi di protezione dal calcare sviluppato. In questo contesto, si parla anche colloquialmente di addolcimento dell'acqua senza sale.
Per evitare un aumento del sodio nell'acqua dovuto ai sistemi di decalcificazione con sale, nel tempo sono state progettate alternative sotto forma di sistemi di addolcimento senza sale. In molti metodi di decalcificazione senza sale, i cosiddetti cristalli di semi devono essere formati in vari modi. Questi forniscono un punto di accumulo della calce nell'acqua, in modo che la calce non si depositi e venga invece risciacquata. Non è chiaro quando e da chi sia stato scoperto il fenomeno della formazione dei cristalli di semi.
Esistono diversi metodi per formare cristalli di semi nell'acqua. In uno studio del 2003 della German Gas and Water Association (1), vengono descritti 4 processi che hanno lo scopo di ridurre i depositi di calcio negli impianti di acqua potabile senza sale:
I primi brevetti per il trattamento magnetico dell'acqua furono concessi negli Stati Uniti già nel 1873. I sistemi di addolcimento dell'acqua, destinati a rimuovere la calce attraverso campi magnetici, sono dotati di magneti permanenti o campi elettromagnetici. Vengono utilizzati anche impulsi elettrici. Questo ha lo scopo di modificare la carica superficiale delle particelle nell'acqua e quindi innescare processi di elettrolisi, che dovrebbero portare a un eccesso di ioni OH. Gli ioni dovrebbero creare una sovrasaturazione locale, che dovrebbe ridurre i depositi di calcio.
Nei metodi elettrochimici per addolcire l'acqua senza sale, ci sono varie ipotesi sulla misura in cui le forze utilizzate possono impedire la formazione di calce. In generale, si dovrebbe produrre una separazione di sottotensione nell'acqua, che produce ioni OH, che aumentano il valore del pH. Si dice che l'eccessiva saturazione provochi la precipitazione di carbonato di calcio (CaCO3): questi cristalli precipitati di Ca-CO3 diventano cristalli di semi, che trasportano la calce indesiderata fuori dall'acqua.
Nei sistemi di protezione elettrogalvanica dalla calce, all'interno del sistema vengono installati componenti con una parete di alloggiamento più elegante e un anodo sacrificale in metallo, come lo zinco. Lo zinco rilasciato nell'acqua è destinato a fungere da centro per la crescita dei cristalli di calce.
Per proteggere la calce dovuta alla catalisi eterogenea, all'acqua vengono aggiunti granuli a base di polimeri speciali. Di conseguenza, sulla superficie del polimero dovrebbero formarsi cristalli di semi, che rimuovono la calce indesiderata.
L'efficacia dei dispositivi anticalcare è stata o viene talvolta descritta come scientificamente contestata. Tuttavia, esistono differenze tra le singole tecnologie e processi, tanto che, ad esempio, da diversi anni sono disponibili studi sull'efficacia per determinati prodotti.
L'efficacia dei sistemi di decalcificazione con sale (scambiatori di ioni) non è in gran parte messa in dubbio dagli esperti, poiché la riduzione della durezza dell'acqua (addolcimento) può essere dimostrata, ad esempio, con i classici strumenti di misurazione della durezza. Tuttavia, il suddetto studio del 2003 dell'Associazione tedesca del gas e dell'acqua (1) chiarisce anche che alcuni tipi di sistemi di protezione dalla calce funzionano: ad esempio, esistono prodotti nelle categorie dei sistemi elettrochimici e della catalisi eterogenea, che riducono efficacemente i depositi di calcio attraverso la formazione di cristalli di semi. Nel campo dei sistemi di campi magnetici ed elettrici, gli autori dello studio «Drinking Water Purifiers» Wricke e Baumgardt del 2003 sottolineano che al momento della pubblicazione dello studio nel 2003, solo gli effetti individuali erano stati scientificamente provati e vi sono opinioni contrastanti sull'efficacia di questi sistemi. Gli autori fanno una dichiarazione simile per quanto riguarda i sistemi elettrogalvanici.
Ciò che lo studio non risponde è se i sistemi di decalcificazione con sale o i sistemi di addolcimento senza sale siano migliori. Sebbene sia stato dimostrato che i sistemi di addolcimento dell'acqua con sale riducono la durezza dell'acqua per ridurre i depositi di calcio, esistono anche sistemi di protezione contro il calcare senza sale, che riducono efficacemente i depositi di calcio. In questo contesto è importante che i sistemi di addolcimento dell'acqua con sale presentino una serie di svantaggi, come un aumento dei livelli di sodio e dei costi di esercizio dovuti alla manutenzione regolare. Scopri di più sugli svantaggi qui dei sistemi di addolcimento dell'acqua.
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(1) Water Technology Center (TZW), Karlsruhe, filiale di Dresda, B. Wricke, W. Baumgardt (2003); studio «Depuratori per acqua potabile»: stato dell'arte dei sistemi alternativi disponibili sul mercato per prevenire o ridurre la formazione di calcoli nell'area dell'acqua calda
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