1. ¿De qué está hecha la sustancia blanca que aparece dentro de la tetera?
Si usas una tetera o hervidor durante mucho tiempo, notarás una sustancia blanca y áspera en el fondo y las paredes. A esto se le llama sarro, y es el resultado de la solidificación de minerales como el calcio y el magnesio presentes en el agua de grifo [6].
Lo curioso es que estos minerales estaban disueltos en el agua. Mientras están disueltos, no se ven, pero al hervir el agua quedan como un sólido blanco. A menudo se piensa que el agua se evaporó y dejó los minerales atrás, y muchas explicaciones domésticas dicen que es solo residuo seco [6]. Sin embargo, no es solo eso; ocurre una reacción dentro del agua mientras se calienta.
Además, esta misma sustancia se forma en el interior de grandes calderas industriales, lo que puede llevar a un desperdicio de combustible [9]. Para entenderlo, primero investiguemos la reacción que ocurre dentro de la tetera.
2. ¿Qué pasa con el calcio del agua de grifo cuando se hierve?
En el agua de grifo, el calcio puede estar disuelto junto con iones bicarbonato. Este tipo de agua dura se llama "dureza temporal" porque, al hervirla, los carbonatos se precipitan y se pueden eliminar [2]. La dureza causada por otros iones, como los sulfatos, que no se quitan al hervir, se llama "dureza permanente" [2].
Al hervir el agua, el dióxido de carbono sale del líquido en forma de gas. Esto altera el equilibrio entre el bicarbonato y el ácido carbónico en el agua, haciendo que el carbonato de calcio se precipite como sólido [4]. Se parece un poco a cuando se calienta una bebida carbonatada y se pierden las burbujas, pero en la tetera, el dióxido de carbono se genera a partir del bicarbonato disuelto y sale.
A veces se explica que "se solidifica porque el calor hace que sea menos soluble". Pero la relación entre temperatura y solubilidad no explica esta reacción por sí sola. Aquí nos centraremos en la salida del dióxido de carbono del agua [4].
La "dureza" del agua se refiere a la cantidad de calcio y magnesio disueltos. El Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) clasifica el agua, calculada como carbonato de calcio, en: suave (0-60 mg/L), moderadamente dura (61-120 mg/L), dura (121-180 mg/L) y muy dura (más de 180 mg/L) [1]. ¿Se forma esta piedra blanca también fuera de la tetera?
3. ¿Se forman las estalactitas del techo de las cuevas de la misma manera que el sarro?
Las estalactitas se forman cuando el carbonato de calcio, disuelto en el agua subterránea, se vuelve sobresaturado y precipita debido a la salida de dióxido de carbono al aire, formando cristales de calcita [5]. La sobresaturación ocurre cuando el agua contiene más soluto del que puede mantener disuelto.
La reacción química descrita para las estalactitas es la descomposición del bicarbonato de calcio en carbonato de calcio, agua y dióxido de carbono [3]. Esta es la misma forma de reacción que se explicó para el sarro de la tetera [4].
En la tetera, el calor provoca la salida del dióxido de carbono. En la cueva, el agua subterránea sale a una cavidad y el dióxido de carbono pasa al aire. Aunque el detonante para liberar el gas es diferente, el resultado es el mismo: el carbonato de calcio disuelto se convierte en sólido.
Por lo tanto, la capa blanca del interior de la tetera es, en su componente principal, la misma sustancia que las estalactitas. Sin embargo, el lugar y la velocidad de formación son distintos. En la tetera es solo suciedad, pero en los equipos que producen grandes cantidades de agua caliente, incluso una capa delgada causa problemas. ¿Qué ocurre allí?
4. ¿Por qué una capa delgada de sarro desperdicia combustible en una caldera?
En las superficies de intercambio de calor de las calderas, el calcio, magnesio y sílice del agua pueden formar una capa continua llamada incrustación (scale, en inglés) [8]. La incrustación transmite mal el calor, lo que reduce la eficiencia térmica de la caldera, causa pérdida de energía y puede dañar las superficies por sobrecalentamiento [9].
Los documentos del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) indican que la conductividad térmica de la escala es un orden de magnitud menor que la del acero desnudo. Además, en calderas de tubos de humo, el consumo de combustible puede aumentar hasta un 5% [8].
En una tabla del mismo documento, una escala "normal" de 1/32 de pulgada (aproximadamente 0.8 mm) causa una pérdida de combustible del 2.0%, mientras que 1/16 de pulgada (aproximadamente 1.6 mm) causa una pérdida del 3.9% [8]. Al duplicar el grosor, la pérdida casi se duplica (3.9 ÷ 2.0 ≈ 1.95).
Estos datos corresponden a calderas de tubos de humo en EE. UU. sin recuperación de calor de escape. No son mediciones de calderas japonesas, por lo que los números deben leerse como una referencia bajo esas condiciones específicas. Como prevención, el mismo documento sugiere eliminar los minerales causantes mediante ablandadores de agua, desalinización u ósmosis inversa, añadir productos químicos o realizar purgas (cambio de agua en la caldera) [8].
Pero en las teteras domésticas ya hay una capa blanca. ¿Cómo se puede eliminar?
5. ¿Por qué el ácido cítrico sirve para quitar el sarro de la tetera?
El sarro de la tetera es una suciedad alcalina. Por eso, se puede eliminar neutralizándolo y disolviéndolo con ácido cítrico, que es ácido [6].
El ácido cítrico se usa mucho en la limpieza doméstica porque no tiene olor, es fácil de conseguir y manejar. En una página de un fabricante que explica el mantenimiento de humidificadores, se indica que el agua tibia (menos de 40°C) aumenta la eficacia [7]. Sin embargo, eso es para humidificadores; para la tetera, es mejor seguir las instrucciones del manual del usuario.
Es natural que el carbonato de calcio del sarro se disuelva en ácido, según lo visto hasta ahora. El calcio que estaba disuelto en el agua se convirtió en sólido al hervir. Al añadir ácido, vuelve a su estado disuelto.
Entonces, ¿cómo podemos comprobar esto con nuestros propios ojos?
6. Cómo observar el sarro dentro de tu tetera e investigar más
Lo que puedes hacer hoy: Hierve agua y, una vez que la tetera esté completamente fría, mira el interior en un lugar luminoso. Para evitar quemaduras, hazlo siempre con la tetera fría y acompañado de un adulto. Comprueba si hay rugosidad blanca, si está solo en el fondo o también en las paredes, y qué textura tiene al tocarla. Si la encuentras, recuerda que su componente principal es el carbonato de calcio, igual que las estalactitas de las cuevas [5]. Lee el manual de instrucciones de tu tetera con un adulto para conocer cómo limpiarla.
Para investigar más: Usa la tetera durante varios días y, cuando esté fría, observa el interior y anota en un cuaderno la cantidad de usos y el aspecto de la sustancia blanca. Compara cómo se ve en semanas con muchos hervidos frente a semanas con pocos.
La dureza del agua puede variar según la región. Las compañías de agua locales a veces publican información sobre la calidad del agua. Las categorías del USGS (0-60 mg/L es agua suave) están calculadas como carbonato de calcio, así que verifica si los números de tu compañía local usan la misma unidad y criterio antes de comparar [1]. La tabla de números de las calderas está en la referencia [8].