Indice Langelier

Il Indice Langelier è stato sviluppato dal dottor Wilfred Langelier all'inizio del XX secolo. Il suo intento era quello di scoprire la forza trainante della flocculazione e della precipitazione dei sali in acqua o, al contrario, di scoprire quando questi sali si dissolvono. Lo studio fece luce sul funzionamento della corrosione e della sedimentazione a causa dei soluti presenti nell'acqua.

L'equazione necessitava infine di 6 variabili oltre all'acqua per calcolare quella che oggi è nota come la Indice di saturazione di Langelier (ISL):

• pH
  Il pH è la rappresentazione numerica della quantità di ioni idrogeno in una soluzione e svolge un ruolo molto attivo nella soluzione o precipitazione degli elementi disciolti in acqua. L'idrogeno è un elemento molto reattivo che può modificare i composti presenti in acqua, rendendoli più o meno solubili.

L'indice di saturazione di Langelier riassume il rischio di intasamento o corrosione in un unico valore.

• Temperatura
  La temperatura influisce sulla capacità di un composto di sciogliersi in acqua o di precipitare. I diversi sali agiscono in modo diverso. Alcuni sono più solubili all'aumentare della temperatura. Altri diventano più solubili quando la temperatura diminuisce. Esistono anche sali che mantengono la loro solubilità indipendentemente dalla temperatura.

• Durezza del calcio
  La durezza del calcio è rappresentata da ppm o mg/l di carbonato di calcio (CaCO3). Indica la concentrazione di calcio e magnesio presenti nell'acqua. Questi elementi sono i più inclini alla formazione di ostruzioni nelle tubature. La loro solubilità dipende dai fattori coperti dal Indice Langelier.
  Si calcola con la seguente equazione:
  Durezza (mg/l CaCO₃) = 2,50 x [concentrazione di Ca⁺⁺ in mg/l] + 4,116 x [concentrazione di Mg⁺⁺in mg/l]. 

• Alcalinità 
  L'alcalinità viene talvolta confusa con il concetto di pH alcalino, ma non è così direttamente correlata. L'alcalinità è definita come la quantità di carbonati, bicarbonati e idrossidi disciolti nell'acqua. Le acque con questi soluti hanno generalmente un pH basico o alcalino e forniscono un pH molto stabile. Un'acqua con bassa alcalinità facilita la corrosione dei materiali attraverso i quali l'acqua scorre, come metalli o rocce, e determina un pH poco stabile. Un'elevata alcalinità aumenta il rischio di incrostazioni.

• Solidi disciolti totali (TDS)
  Questa misura rappresenta tutti i soluti, i fiocchi o qualsiasi altro tipo di materiale che rimarrà in forma residua quando l'acqua sarà evaporata.

Il pericolo di intasamento è un male silenzioso perché intasa lentamente il tubo fino a rovinare un'intera rete di irrigazione.

L'equazione dell'indice di saturazione di Langelier viene calcolata in base a fattori correlati a ciascuna variabile. I valori intermedi sono ottenuti attraverso una semplice interpolazione lineare.

(pH)+(fattore temperatura)+(fattore durezza)+(fattore alcalinità)-(fattore TDS) = ISL

L'indice di Langelier può essere positivo, negativo o neutro.

• ISL è negativo, l'acqua è corrosiva. Questo tipo di acqua ha il potenziale di dissolvere i materiali presenti nel corso d'acqua.
• ISL vicino allo zero. È un'acqua equilibrata che rispetta la forma fisico-chimica dei materiali del suo letto.
• ISL è positivo, l'acqua è incrostante. Questo tipo di acqua è satura di elementi e durante il suo scorrimento cercherà di ridurne la concentrazione lasciando i materiali che ha in saturazione nel corso del suo flusso.

La corrosione è particolarmente colpita nelle sezioni con perdite di carico, come i gomiti.

I valori desiderati del Indice di saturazione di Langelier sono prossimi allo zero, tra -0.3 a +0.3 e attraverso l'immissione di acidi nel pompaggio è un buon modo per tenere sotto controllo i pericoli di corrosione o di intasamento della rete di irrigazione.

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