Índice de Saturação de Calcita (CSI) para piscinas e banheiras de hidromassagem

O Índice de Saturação de Calcita (CSI) mostra se sua água vai depositar carbonato de cálcio ou dissolvê-lo. O carbonato de cálcio é o mineral que forma as incrustações. Água com CSI positivo tende a deixar incrustações em azulejos, aquecedores e jatos. Água com CSI negativo tende a dissolver o cálcio do reboco, do rejunte e do concreto. Em uma piscina, a água perto de zero não faz nem uma coisa nem outra; banheiras de hidromassagem precisam de um CSI negativo, como explicado abaixo.

Experimente com suas próprias leituras: calculadora do Índice de Saturação de Calcita.

CSI e LSI

O Índice de Saturação de Langelier (LSI) mede a mesma coisa. Wilfred Langelier o apresentou em 1936 para sistemas municipais de abastecimento de água. O CSI é uma forma mais precisa do cálculo: ele leva em conta os sólidos dissolvidos na água, isto é, sua força iônica, que pesa mais nas piscinas de sal.

Os dois são lidos da mesma forma. Zero significa que a água está exatamente saturada de carbonato de cálcio, positivo significa que ela tende a depositar incrustações e negativo significa que tende a dissolver cálcio. O PoolFu calcula o CSI.

Como o CSI é calculado

O PoolFu usa esta fórmula:

\begin{aligned} \text{CSI} = {} & \text{pH} - 11.677 + \log_{10}(\text{CH}) \\ & + \log_{10}(\text{CA}) - \frac{2.56\sqrt{I}}{1 + 1.65\sqrt{I}} \\ & - \frac{1412.5}{T} + 4.7375 \end{aligned}

onde:

pH é o seu pH medido
CH é a Dureza de Cálcio em ppm
CA é a Alcalinidade de Carbonatos em ppm, explicada abaixo
I é a força iônica da água
T é a temperatura da água em kelvin

A força iônica é estimada a partir das suas leituras de cálcio, alcalinidade e sal:

I = \frac{1.5 \times \text{CH} + \text{TA}}{50045} + \frac{\text{sal adicional}}{58440}

TA é a sua leitura de Alcalinidade Total, e sal adicional é o seu nível de sal menos 1,1678 vez a sua dureza de cálcio, contado apenas quando é maior que zero.

Como cada leitura move o CSI, usando a primeira piscina de exemplo abaixo:

Leitura	Efeito no CSI
pH	Subir o pH em 0,1 sobe o CSI em cerca de 0,1
Dureza de cálcio	Dobrar a dureza de cálcio sobe o CSI em cerca de 0,24
Alcalinidade total	Subir a TA de 80 para 120 ppm sobe o CSI em cerca de 0,2
Temperatura	Aquecer a água de 28 °C para 40 °C (82 °F para 104 °F) sobe o CSI em cerca de 0,18
CYA (estabilizante)	Baixa o CSI ao reduzir a alcalinidade de carbonatos
Sal	Baixa o CSI ao aumentar a força iônica

Alcalinidade de carbonatos e a correção do CYA

Quando você testa a alcalinidade total, seu kit mede tudo o que pode neutralizar ácido. Nem toda essa alcalinidade participa do equilíbrio da água.

Sua leitura de TA inclui:

Alcalinidade de carbonatos: a alcalinidade que tampona o pH e participa da química do carbonato de cálcio
Alcalinidade de Cianurato: íons do seu Ácido Cianúrico (estabilizante) que aparecem no teste, mas não participam da química do carbonato de cálcio
Alcalinidade de boratos: se você usa boratos, uma pequena parte da sua leitura vem deles

Para o CSI, o PoolFu subtrai da sua leitura de TA as contribuições do cianurato e dos boratos. A parte do cianurato depende do seu nível de CYA, do pH e da temperatura (o método de Wojtowicz):

\begin{aligned} & \text{alcalinidade de cianurato} \\ & = \text{CYA} \times \frac{0.38772}{1 + 10^{\,\text{p}K_a - \text{pH}}} \end{aligned}

\text{p}K_a = 6.83 - 0.0132 \times (T_{°\text{C}} - 25)

Em pH 7,5 e 28 °C (82 °F), cerca de um terço do seu nível de CYA aparece no teste de TA: 40 ppm de CYA somam 13 ppm. Os boratos somam bem menos, menos de 2 ppm para 50 ppm de boratos no pH normal de piscina.

É por isso que piscinas com CYA mais alto mostram um CSI mais negativo. É o cálculo funcionando corretamente.

Exemplos resolvidos

Uma piscina com cloro a 28 °C (82 °F): pH 7,5, TA 80 ppm, dureza de cálcio 300 ppm, CYA 40 ppm, sem sal.

A correção do CYA é de 13,0 ppm, então a alcalinidade de carbonatos é de 67,0 ppm. O CSI é -0,06. A água está equilibrada.

Uma piscina de sal a 29 °C (84 °F): pH 7,6, TA 70 ppm, dureza de cálcio 350 ppm, CYA 70 ppm, sal 3.200 ppm.

A correção do CYA é de 23,6 ppm, então a alcalinidade de carbonatos é de 46,4 ppm. O CSI é -0,25. A mesma água sem sal daria -0,04, então só o sal baixa o CSI em 0,21. Esta piscina está equilibrada, e o CSI negativo é o esperado para uma piscina de sal.

Uma banheira de hidromassagem a 39 °C (102 °F) com bromo: pH 7,6, TA 80 ppm, dureza de cálcio 150 ppm, sem CYA, sem sal.

Não há correção do CYA, então a alcalinidade de carbonatos é o total de 80 ppm. O CSI é +0,04. Isso estaria equilibrado em uma piscina. Em uma banheira de hidromassagem nessa temperatura, o alvo é -0,3 e o maior valor equilibrado é 0,0, então essa água tende à incrustação.

A faixa certa para sua água

Para piscinas:

CSI	O que significa
Abaixo de -0,7	Corrosiva. Ajuste.
De -0,7 a -0,5	Tendência levemente corrosiva
De -0,5 a +0,5	Equilibrada
De +0,5 a +0,7	Tendência levemente incrustante
Acima de +0,7	Formadora de incrustações. Ajuste.

Em piscinas mais quentes que 29 °C (85 °F) ou mais frias que 16 °C (60 °F), o topo da faixa equilibrada cai para +0,3.

O carbonato de cálcio se dissolve com menos facilidade à medida que a água esquenta, então um CSI que está equilibrado em uma piscina pode depositar incrustações em uma banheira de hidromassagem. Para banheiras de hidromassagem a 35 °C (95 °F) ou mais:

Temperatura da água	CSI alvo	Maior CSI equilibrado
De 35 a 38 °C (95 a 100 °F)	-0,2	+0,1
De 38 a 39 °C (100 a 102 °F)	-0,25	0,0
De 39 a 40 °C (102 a 104 °F)	-0,3	0,0
40 °C (104 °F) ou mais	De -0,35 a -0,4	-0,1

A base da faixa equilibrada é -0,5 para todas as temperaturas.

Piscinas de sal ficam no negativo

Piscinas com SWG costumam manter o CYA entre 60 e 90 ppm, o que tira de 20 a 30 ppm de alcalinidade de carbonatos do cálculo. O sal também aumenta a força iônica. Os dois baixam o CSI. Um CSI de -0,3 a -0,5 em uma piscina de sal com CYA adequado é normal e equilibrado para esse sistema. Não force o cálcio além da faixa segura para sua superfície só para deixar o CSI positivo.

No PoolFu, o detalhe de Equilíbrio da Água avisa quando um CSI negativo é esperado para uma piscina de sal com CYA entre 60 e 90 ppm.

Sua superfície muda o que um número significa

Duas piscinas com leituras idênticas têm o mesmo CSI, seja qual for a Superfície. As consequências são diferentes:

Superfície	CSI de -0,5 a -0,3	CSI de +0,3 a +0,5
Vinil	Seguro. Sem danos à manta.	Seguro. A incrustação não preocupa para a manta.
Fibra de vidro	Seguro. O gel coat não é afetado.	Observe se surge uma névoa na superfície em água com muito cálcio.
Reboco e seixo	Desgaste gradual possível ao longo dos anos	Incrustação leve possível, quase só estética
Azulejo e rejunte	O rejunte pode se desgastar lentamente	Depósitos de incrustação no azulejo, removíveis com limpeza

Entre -0,3 e +0,3, toda superfície está na sua melhor faixa. Uma piscina de reboco em -0,45 tem mais motivo para ajustar do que uma piscina de vinil com a mesma leitura.

Quando ajustar

Dentro da sua faixa, não há nada a corrigir. Uma piscina em -0,3 e outra em +0,2 estão ambas equilibradas, e nenhuma precisa de mudança.

CSI baixo demais: primeiro suba o pH em direção a 7,6 a 7,7. Suba o cálcio só dentro da faixa segura para sua superfície.
CSI alto demais: primeiro baixe o pH. A dureza de cálcio só diminui trocando parte da água por água com menos cálcio.
Água fria: abaixo de 10 °C (50 °F), talvez não seja possível chegar a uma água equilibrada com níveis seguros de cálcio. Isso é esperado no inverno.

O CSI serve para proteger superfícies e equipamentos ao longo de meses e anos. Uma piscina levemente corrosiva ou incrustante continua segura para nadar. Para a segurança, concentre-se no desinfetante e no pH, e trate o CSI como manutenção.

O CSI no PoolFu

O cartão Equilíbrio da Água mostra seu CSI numa escala de -0,5 a +0,5. Toque nele para ver o cálculo completo: suas leituras, a alcalinidade de carbonatos depois da correção do CYA e o que o número significa para sua piscina.