I depositi di calcare sono un problema diffuso nelle abitazioni e negli impianti industriali che lavorano con l'acqua. Questi depositi possono causare una serie di problemi, tra cui una significativa perdita di energia nell'intervallo percentuale a due cifre (vedi rapporto ambientale Associazione DEHOGA, 2016). In questo post del blog parleremo del motivo per cui l'acqua esagonale ha una maggiore capacità legante, detta anche solvente, rispetto all'acqua disordinata e di come ciò abbia effetti positivi sulla deposizione del calcare e sulla conseguente perdita di energia.
Cosa sono i depositi di calcare?
Il calcare è un deposito di carbonato di calcio che si forma sulle superfici a contatto con l'acqua dura. L'acqua dura contiene elevate concentrazioni di ioni calcio e magnesio, che a contatto con l'aria si combinano rapidamente formando carbonato di calcio. Questi depositi possono formarsi su diverse superfici, come tubi, scambiatori di calore, caldaie, rubinetti e altre apparecchiature che trasportano acqua.
In che modo i depositi di calcare influiscono sul consumo di energia?
I depositi di calcare possono causare notevoli perdite di energia poiché compromettono l'efficienza degli elettrodomestici che funzionano con l'acqua. Uno strato sottile di calcare può ridurre il coefficiente di scambio termico fino al 10%, mentre uno strato più spesso può aumentare la perdita di energia di oltre il 20%. Una regola pratica è che per ogni millimetro di deposito di calcare si perde circa il 10 percento di energia. Il motivo è che i depositi di calcare formano uno strato isolante sulla superficie, impedendo al calore di essere trasmesso in modo efficiente. Per comprendere perché i depositi di calcare hanno un impatto così grande sul consumo di energia, dobbiamo analizzare più da vicino la struttura molecolare del carbonato di calcio e la sua capacità di legare l'acqua.
Struttura molecolare del carbonato di calcio
Il carbonato di calcio è un composto di atomi di calcio, carbonio e ossigeno. Si tratta di un materiale cristallino che si trova in natura sotto forma di calcare, marmo e gusci di organismi marini. Il carbonato di calcio è molto poco solubile in acqua, il che significa che tende a precipitare e depositarsi sulle superfici.
capacità di legame dell'acqua esagonale
L'acqua è una delle sostanze più importanti del nostro pianeta e svolge un ruolo cruciale in molti processi fisici e chimici. Una proprietà interessante dell'acqua è la sua capacità di formare strutture esagonali ordinate, note anche come acqua ordinata, acqua ristrutturata o "acqua esagonale". Questa struttura è composta da sei molecole di H2O disposte a forma di esagono attorno a una particella di micronutriente. Le frequenze luminose possono avviare questa ristrutturazione. Alle frequenze appropriate, tutte le molecole sono ordinate, non solo quelle dell'acqua. Anche le molecole di calcio cambiano, diventando più rotonde e più piccole.
Acqua esagonale e la sua capacità di legare
L'acqua esagonale è una forma speciale di acqua in cui sei molecole d'acqua sono disposte in una struttura esagonale. L'acqua ordinata ha un'elevata solventità, detta anche capacità di legame, il che significa che lega facilmente molecole e ioni di altre sostanze. Questa struttura è creata dall'allineamento dei legami idrogeno tra le molecole d'acqua. Al contrario, le molecole dell'acqua disordinata sono disposte in modo casuale e non hanno una struttura fissa.La struttura esagonale dell'acqua ha quindi una capacità di legame significativamente più elevata rispetto all'acqua disordinata. Questo perché i legami idrogeno tra le molecole d'acqua sono più forti nell'acqua esagonale che nell'acqua disordinata. Questa maggiore capacità di legame determina una maggiore stabilità e una minore entropia nell'acqua esagonale rispetto all'acqua disordinata.
Le conseguenze dell'aumento del legame in acqua
Ciò che è legato nell'acqua non precipita ma rimane disciolto nell'acqua. La lisciviazione del calcare nell'acqua esagonale dovuta ai campi di frequenza avviene quindi in misura molto minore del solito. Inoltre, poiché anche la struttura molecolare della calce è stata ottimizzata, il calcare che precipita ancora non è così ostinato come lo sarebbe in una struttura disordinata. Ciò significa che la sostanza calcarea è più fine, più polverizzata e non si attacca ostinatamente alle superfici. Può essere rimosso senza l'aggiunta di acidi o detergenti chimici oppure a volte cade da solo, ad esempio dai filtri e dagli aeratori dei sanitari o dai soffioni della doccia.
L'impatto sul consumo energetico
È qui che il cerchio si chiude. Il calcare presente sulle serpentine di riscaldamento e su altri sistemi di produzione di calore ha sempre più un effetto isolante e quindi comporta un consumo eccessivo di energia. Quanto più spesso è lo strato, tanto più energia viene persa. Può arrivare fino al 20 percento. Per una casa monofamiliare con spese di riscaldamento pari, ad esempio, a 2.500 euro all'anno, ciò equivarrebbe a 500 euro in più di quanto sarebbe stato effettivamente necessario. Se lo strato di calcare diventa più sottile, si perde proporzionalmente meno energia. Senza depositi di calcare la perdita di energia è nulla.
