QUÍMICA DA ÁGUA · LEITURA DE 7 MIN
O que é
O Índice de Saturação de Langelier (LSI), proposto por W. F. Langelier em 1936, compara o pH real da água com o pH em que ela estaria exatamente saturada em carbonato de cálcio (CaCO₃), chamado pH de saturação (pHs). A diferença indica para que lado o equilíbrio do carbonato tende a se deslocar.
LSI = pH − pHs
LSI > 0: água supersaturada em CaCO₃; tende a precipitá-lo e formar incrustação.
LSI = 0: água em equilíbrio; não tende a precipitar nem a dissolver carbonato.
LSI < 0: água subsaturada; tende a dissolver carbonato de cálcio já depositado e é considerada agressiva.
Como calcular o pH de saturação
Uma aproximação empírica muito usada em água industrial, válida para temperaturas de 0 a 100 °C e sólidos dissolvidos moderados, é:
pHs = (9,3 + A + B) − (C + D)
A = (log₁₀ STD − 1) / 10 — STD em mg/L
B = −13,12 · log₁₀(T + 273,15) + 34,55 — T em °C
C = log₁₀(Ca como CaCO₃) − 0,4 — dureza cálcica em mg/L
D = log₁₀(alcalinidade total) — em mg/L como CaCO₃
Exemplo
Água de torre com pH 8,2, temperatura 35 °C, STD 1.500 mg/L, dureza cálcica 300 mg/L e alcalinidade total 250 mg/L (ambas como CaCO₃):
A = 0,218 — B = 1,897 — C = 2,077 — D = 2,398
pHs = 9,3 + 0,218 + 1,897 − 2,077 − 2,398 = 6,94
LSI = 8,2 − 6,94 = +1,26 — → tendência a incrustar
Leitura prática
acima de +0,5: Incrustação provável sem tratamento ou controle
entre −0,5 e +0,5: Próximo do equilíbrio
abaixo de −0,5: Água agressiva ao carbonato de cálcio
Limitações
Indica tendência, não quantidade nem velocidade. Um LSI positivo não diz quanto vai depositar nem em quanto tempo.
Temperatura de parede. A solubilidade do CaCO₃ diminui com o aumento da temperatura. Em trocadores, o índice deve ser avaliado também na temperatura da superfície quente, onde a incrustação começa.
Não considera inibidores. Programas com inibidores de incrustação permitem operar com LSI positivo de forma controlada; o limite prático depende do programa e deve ser definido tecnicamente.
Não é um índice de corrosão. LSI negativo indica que a água não forma película de carbonato, mas a corrosão depende também de oxigênio, cloretos, sulfatos, velocidade e metalurgia.
Força iônica alta. Em águas muito concentradas, a formação de pares iônicos reduz a atividade do cálcio e do carbonato, e a aproximação perde precisão.
Não se aplica a caldeiras. Em alta temperatura e pressão, o controle de incrustação segue outros critérios.
Use o LSI junto com o índice de Ryznar e com o histórico do sistema. O índice orienta a decisão, mas não a substitui.
