Calculadora de descalcificador: dimensionado, sal y caudal
Introduce el número de personas, la dureza medida del agua, el hierro y el manganeso disueltos y el ciclo de regeneración deseado. La herramienta devuelve capacidad en granos, litros de resina y medidas de la botella, granos a eliminar por día, consumo anual de sal, agua de rechazo y caudal punta con el diámetro de válvula recomendado. Trabaja en métrico e imperial.
Base de cálculo: el dimensionado sigue las fórmulas de capacidad en granos de la Water Quality Association (WQA) y las tallas normalizadas según NSF/ANSI 44, criterios estadounidenses que trabajan en granos y galones. La herramienta calcula sobre esa base. Acepta la dureza en ppm (mg/l de CaCO₃), que es como la dan los análisis y los boletines de calidad de agua en Europa y Latinoamérica.
Paso 1: entender la dureza
La dureza es la concentración de calcio (Ca²⁺) y magnesio (Mg²⁺) disueltos. Cada mercado usa su unidad:
1 grano por galón (GPG) = 17,118 ppm de CaCO3 = 1,71 °f = 0,96 °d
1 ppm (mg/l de CaCO3) = 0,0584 GPG
1 grado francés (°f) = 10 ppm de CaCO3
1 grado alemán (°d) = 17,85 ppm de CaCO3
| Dureza (ppm) | Grados franceses | GPG | Clasificación WQA |
|---|---|---|---|
| 0 – 17 | 0 – 1,7 °f | 0 – 1 | Blanda |
| 17 – 60 | 1,7 – 6 °f | 1 – 3,5 | Ligeramente dura |
| 60 – 120 | 6 – 12 °f | 3,5 – 7 | Moderadamente dura |
| 120 – 180 | 12 – 18 °f | 7 – 10,5 | Dura |
| 180 – 240 | 18 – 24 °f | 10,5 – 14 | Muy dura |
| Más de 240 | Más de 24 °f | Más de 14 | Extremadamente dura |
La mayoría de las viviendas con red municipal está entre 7 y 25 GPG (120 a 430 ppm). El agua de pozo pasa a menudo de 25 GPG.
Paso 2: compensar hierro y manganeso
El análisis de dureza corriente solo mide calcio y magnesio, pero el hierro disuelto (Fe²⁺) y el manganeso (Mn²⁺) también ensucian la resina y hay que contarlos:
Dureza compensada (GPG) = Dureza bruta (GPG)
+ (Hierro en ppm × 4)
+ (Manganeso en ppm × 2)
Regla WQA: 1 ppm de hierro disuelto equivale a 4 GPG de dureza añadida, y 1 ppm de manganeso, a 2 GPG. El dimensionado y el consumo de sal se calculan sobre la dureza compensada, nunca sobre la bruta.
Ojo: esto vale solo para el hierro disuelto (Fe²⁺), el que sale transparente del grifo y se vuelve naranja al reposar. El hierro en partícula (Fe³⁺, agua ya rojiza) exige un filtro oxidante aguas arriba del descalcificador; no se resuelve poniendo un equipo más grande.
Paso 3: las cuatro fórmulas
1. Consumo diario (gal/día) = Personas × Consumo por persona (por defecto 75 gal = 284 l)
2. Granos por día = Consumo diario × Dureza compensada (GPG)
3. Capacidad objetivo = Granos por día × Días entre regeneraciones
× (1 + Reserva % ÷ 100)
4. Sal por regeneración (kg) = Litros de resina × 0,128 kg/l
La EPA estadounidense estima el consumo interior en 60 a 80 galones por persona y día (227 a 303 litros). Los 75 galones (284 l) por defecto valen para la mayoría de los casos: baja la cifra en vivienda ahorradora y súbela si hay riego.
Ejemplo resuelto: familia de 4 con agua de pozo a 25 GPG
- Consumo diario: 4 × 75 = 300 gal/día (1.136 l/día)
- Granos por día: 300 × 25 = 7.500 granos/día
- Capacidad con 7 días de ciclo y 20 % de reserva: 7.500 × 7 × 1,20 = 63.000 granos
- Talla comercial siguiente: equipo de 64.000 granos, 57 litros (2,0 pies³) de resina, botella de 300 × 1.320 mm (12 × 52 in)
- Sal por regeneración en alta eficiencia: 57 × 0,128 = 7,3 kg (16 lb)
- Sal anual: 7,3 × (365 ÷ 7) = 381 kg/año, unos 21 sacos de 18,1 kg (40 lb)
La reserva del 20 % evita la fuga de dureza en los picos de consumo: fiestas, invitados, riego.
Paso 4: tallas normalizadas
| Granos necesarios | Equipo recomendado | Resina | Botella |
|---|---|---|---|
| Hasta 24.000 | 24.000 granos | 21 l (0,75 pies³) | 203 × 1.118 mm (8 × 44 in) |
| 24.001 – 32.000 | 32.000 granos | 28 l (1,0 pies³) | 229 × 1.219 mm (9 × 48 in) |
| 32.001 – 40.000 | 40.000 granos | 35 l (1,25 pies³) | 254 × 1.118 mm (10 × 44 in) |
| 40.001 – 48.000 | 48.000 granos | 42 l (1,5 pies³) | 254 × 1.372 mm (10 × 54 in) |
| 48.001 – 64.000 | 64.000 granos | 57 l (2,0 pies³) | 305 × 1.321 mm (12 × 52 in) |
| 64.001 – 80.000 | 80.000 granos | 71 l (2,5 pies³) | 330 × 1.372 mm (13 × 54 in) |
| 80.001 – 96.000 | 96.000 granos | 85 l (3,0 pies³) | 356 × 1.651 mm (14 × 65 in) |
| Más de 96.000 | Doble columna alternante o multiplex industrial | — | — |
Paso 5: sal, eficiencia y agua de rechazo
El ajuste de alta eficiencia dosifica 128 g de sal por litro de resina (8 lb/pie³). La regeneración estándar por demanda a 240 g/l (15 lb/pie³) saca más capacidad por ciclo, pero gasta del orden del 50 % más de sal por grano eliminado. La WQA recomienda la alta eficiencia, y es el valor por defecto de la herramienta.
| Tipo de sal | Pureza | Observaciones | Coste |
|---|---|---|---|
| Pastilla de sal evaporada | 99,6 % NaCl | La mejor opción general; casi no forma puente en el depósito | 0,33 – 0,55 $/kg (6 – 10 $ el saco de 18,1 kg) |
| Cristal de sal solar | 99,5 % NaCl | Más soluble; puede empastar en depósitos antiguos | 0,28 – 0,44 $/kg |
| Cloruro potásico (KCl) | 99 % KCl | Alternativa sin sodio; un 30 % menos eficiente por kilo | 1,38 – 2,21 $/kg |
Cada regeneración vierte entre 132 y 246 litros (35 a 65 galones) de salmuera al saneamiento; la referencia es 151 litros por cada 28,3 litros de resina (40 gal/pie³) a eficiencia estándar. El vertido está regulado por algunas ordenanzas municipales. El consumo anual de agua de rechazo es ciclos al año por litros de ciclo.
Paso 6: caudal punta y diámetro de válvula
El equipo tiene que dar el caudal punta sin bajar de la presión mínima de servicio, en torno a 1,7 – 2,1 bar (25 – 30 psi).
| Baños | Caudal punta | Válvula recomendada |
|---|---|---|
| 1 | 26,5 l/min (7 gpm) | 3/4 in (DN20) |
| 2 | 37,9 l/min (10 gpm) | 1 in (DN25) |
| 3 | 49,2 l/min (13 gpm) | 1 in (DN25) |
| 4 | 60,6 l/min (16 gpm) | 1 1/4 in (DN32) |
| 5 o más | Más de 71,9 l/min (19 gpm) | DN32 de alto caudal |
Columna simple: una botella de resina y un depósito de salmuera. Queda fuera de servicio durante la regeneración, normalmente de 2 a 4 horas de madrugada. Sirve por debajo de 96.000 granos de demanda.
Doble columna alternante: dos botellas comparten depósito de salmuera; mientras una regenera, la otra da servicio, sin corte de agua blanda. Es la solución obligada en instalaciones de 24 horas: restauración, túneles de lavado, lavanderías, clínicas.
Preguntas frecuentes
¿Qué descalcificador necesito para una familia de cuatro?
Con 75 galones (284 l) por persona y día, es decir 300 gal/día, y una dureza moderada de 15 GPG (257 ppm): 300 × 15 × 7 días × 1,20 de reserva = 37.800 granos, lo que lleva a un equipo de 40.000 granos con 35 litros de resina y botella de 254 × 1.118 mm. Con agua más dura o de pozo con hierro hay que subir de talla.
¿Cómo paso de ppm a GPG o a grados franceses?
Divide los ppm entre 17,118 para tener GPG y entre 10 para tener grados franceses. Un agua de 300 ppm son 17,5 GPG y 30 °f: agua extremadamente dura. Los fabricantes de descalcificadores trabajan en GPG y los boletines de calidad de agua en ppm; la calculadora acepta ambas.
¿Cómo afecta el hierro del pozo al dimensionado?
El hierro disuelto se retiene en la resina junto al calcio, pero penalizado: 1 ppm de hierro come 4 GPG de capacidad. Un pozo de 25 GPG con 2 ppm de hierro tiene una dureza compensada de 25 + (2 × 4) = 33 GPG, un 32 % más de demanda, lo que suele significar un salto de talla completo.
¿Cada cuánto debe regenerar el equipo?
Los equipos volumétricos regeneran solos cada 3 a 14 días según el consumo real. El estándar del sector es cada 7 días con dosificación de alta eficiencia (128 g/l de resina), que es el mejor equilibrio entre gasto de sal y constancia del agua blanda. Regenerar cada 3 o 4 días reduce el riesgo de fuga de dureza en viviendas con consumo irregular.
¿Un descalcificador es lo mismo que un filtro?
No. El descalcificador quita dureza (calcio, magnesio) y hierro disuelto por intercambio iónico, sustituyéndolos por sodio. No elimina cloro, nitratos, bacterias, plomo ni sedimento. Para eso hacen falta filtro de carbón, ósmosis inversa o ultravioleta. Lo habitual es montar los dos: prefiltro de sedimentos y carbón, y detrás el descalcificador.