¿Cuál es la diferencia entre dureza temporal y permanente? ¿Importa para la preparación del café?
La dureza es una medida de la cantidad de ciertos minerales en el agua. La cantidad y la proporción de minerales en el agua de preparación pueden tener un efecto dramático en el sabor de su café, así como también afectar la probabilidad de que su máquina de café expreso se amplíe, por lo que vale la pena intentar comprender algunos conceptos clave.
El término "dureza" proviene originalmente del efecto de los minerales en el agua sobre el jabón. Los minerales en agua dura se unen al jabón y forman una "espuma" insoluble, lo que dificulta la formación de espuma y hace que el jabón sea menos eficaz en el lavado. En algún momento, la gente notó que si el agua se hervía antes de usarla, el agua se volvería menos dura, lo que facilitaría el lavado. La dureza que podría eliminarse al hervir se conoce como dureza temporal, la dureza que queda, no importa cuánto hierva el agua, se llama dureza permanente.
Entonces, la definición es bastante fácil de recordar, pero para comprender realmente lo que está sucediendo, necesitamos saber un poco de qué están hechos los minerales en el agua. Cada mineral que se disuelve en agua está formado por iones, que son partículas cargadas eléctricamente. El mineral sólido tiene cantidades iguales de carga positiva y negativa mezcladas, por lo que las cargas se cancelan entre sí. Por ejemplo, la sal de mesa, el cloruro de sodio, se compone de partes iguales de sodio cargado positivamente (Na+) e iones cloruro cargados negativamente (Cl-). Cuando el mineral se disuelve en agua, los iones se separan ('disociar') y esparcirse en el agua.
El sodio y el cloruro de la sal de mesa sólida se empaquetan muy juntos. Cuando se disuelve en agua, se separa en iones de sodio (Na+) e iones cloruro (Cl-)
La dureza es causada por cualquier mineral donde el ion cargado positivamente tiene más de una carga. La carga más fuerte de estos iones es lo que hace que interactúe con el jabón, y es la misma carga la que significa que estos minerales pueden ayudar a extraer los sabores del café.
Calcio (Ca2+) y magnesio (Mg2+) constituyen casi toda la dureza del agua potable. Dado que el calcio y el magnesio tienen dos cargas positivas, se comportan de manera muy similar, por lo que pueden considerarse intercambiables cuando hablamos de dureza. Algunos otros iones, como el hierro (Fe3+) o aluminio (Al3+), técnicamente puede contribuir (OMS 2011), pero normalmente los ignoramos, ya que la cantidad de ellos en el agua potable debería ser muy baja.
Entonces, la dureza total, también llamada 'dureza general' o GH, es solo una medida de la cantidad de calcio y magnesio cargados positivamente que hay en el agua. Porque la carga eléctrica de estos iones ayuda a extraer el sabor. moléculas, la medida de GH es un indicador del poder de extracción del agua.
Ahora recuerde que cada ion mineral cargado positivamente también debe emparejarse con iones cargados negativamente. El más importante de estos en el agua es el bicarbonato (HCO3-). Cuando hierve agua con bicarbonato, reacciona con cualquier calcio y magnesio en el agua para formar un sólido llamado cal (carbonato de calcio y carbonato de magnesio). Entonces, esto es lo que causa la dureza temporal: al hervir el agua, se está formando cal, que cae al fondo. La dureza permanente es cualquier dureza que quede: cualquier calcio o magnesio que no tenga bicarbonato para reaccionar.
Dureza temporal y permanente. Esta agua tiene una GH de 2, porque contiene dos unidades de calcio / magnesio (rojo). Tiene una dureza temporal de 1, porque una unidad de carbonato se une a una de calcio / magnesio para formar cal. El otro calcio / magnesio es una dureza permanente que no se forma cal y no se elimina por ebullición. Los otros iones minerales positivos y negativos del agua se muestran en gris.
Cuando medimos la dureza de nuestra agua, solemos realizar dos medidas: GH y KH. La GH es la dureza general y mide la cantidad total de calcio y magnesio en el agua. KH son las siglas de Karbonathärte, que en alemán significa dureza de carbonatos. La dureza del carbonato es exactamente la misma que la dureza temporal: significa toda la dureza que se combina con los iones de bicarbonato, que pueden formar cal.
Sin embargo, donde se vuelve confuso es que una prueba típica de KH en realidad no mide la dureza de carbonatos. Una prueba de caída de KH solo mide la cantidad de bicarbonatos en el agua, también llamada alcalinidad. Esta medida también es importante porque la alcalinidad amortigua acidez en el café y hace que tenga un sabor menos amargo. Demasiado alcalinidad hará que el café tenga un sabor plano.
En nuestro ejemplo hasta ahora, el alcalinidad es exactamente la misma que la dureza temporal, porque hay suficiente calcio y magnesio para reaccionar con todo el bicarbonato y formar cal. Este es el caso de la mayor parte del agua potable natural: el alcalinidad y la dureza del carbonato o la dureza temporal son exactamente las mismas, por lo que la mayoría de las veces la prueba KH también indica la dureza del carbonato.
Sin embargo, en algunos casos, la cantidad de bicarbonato puede ser mayor que la cantidad de calcio o magnesio. Esto puede suceder cuando el agua se ha ablandado o cuando el agua salada ha entrado en el agua potable. En este caso, es posible que no haya suficiente calcio y magnesio para reaccionar con todo el bicarbonato. Con este tipo de agua, si la hierves, se elimina toda la dureza, por lo que la dureza temporal es la misma que la dureza total, y no hay ninguna dureza permanente.
En este caso, la prueba de KH le dará un resultado más alto que su GH. Cuando el resultado de una prueba de KH es más alto que el de GH, entonces la dureza del carbonato y la dureza general son realmente iguales. El número que le da la prueba KH es en realidad el alcalinidad, no la dureza del carbonato.
Cuando el alcalinidad es mayor que la dureza general, entonces toda la dureza es temporal o dureza de carbonatos. En este caso, el resto alcalinidad no contribuye a la dureza. El kit de caída KH mide un alcalinidad de 2, pero la dureza de carbonato es en realidad solo 1, porque solo hay 1 unidad de dureza para que se forme cal con.
Sin embargo, este caso es lo suficientemente raro en el agua del grifo que la mayoría de nosotros podemos ignorarlo cuando estamos analizando nuestra agua. En la mayor parte del agua potable, KH = alcalinidad = dureza temporal. La dureza permanente es la dureza que queda, por lo que: Dureza permanente = GH - KH.
En resumen, estas son las tres medidas que realmente importan en la elaboración del café: la dureza total o dureza general (GH), la dureza temporal, o dureza de carbonatos, y la alcalinidad. La dureza total ayuda al agua a extraer el sabor del café. La dureza temporal es lo que determina la cantidad de esa dureza que se puede formar. cal. Finalmente, el alcalinidad determina cuánto eliminará el agua acidez del café.
Si el KH está por debajo de GH, entonces la prueba de KH le da la cifra tanto para la dureza temporal como para la alcalinidad, porque KH determina la cantidad de GH que se puede formar cal. Sin embargo, si el KH está por encima de GH, entonces el KH solo mide el alcalinidad, y la dureza temporal es la misma que la dureza total, porque el KH 'extra' no se puede formar cal por sí mismo.
Según la explicación, no entiendo por qué existe esta exención de responsabilidad sobre el uso de recetas de agua: “NB: si estás haciendo tu propia agua con sales de magnesio (como las sales de Epsom), entonces el cálculo del LSI no se aplica, ya que no El calcio está presente. No recomendamos utilizar este tipo de agua en máquinas de café expreso”. –
Esta página menciona que el magnesio se unirá a los carbonatos presentes, lo que da como resultado KH (dureza temporal). Esto generará una ligera formación de incrustaciones y esto es bueno, según una de las respuestas anteriores, esto crea un buen ciclo en el que se forma una fina capa de cal protectora en la caldera que se intercambia continuamente con la nueva agua remineralizada que se agrega como el agua hierve y se enfría.
Mi objetivo es crear agua que tenga un gran sabor pero que también sea segura para usar en una máquina de café expreso. Entonces, ¿puedo usar las recetas en esta URL de manera segura? https://www.baristahustle.com/app-archive-main/the-water-calculator/
Hola Samizzle. La cuestión es que, si creas agua de café usando agua destilada que no contiene calcio, incluso después de agregarle sales de Epsom y bicarbonato a través de los concentrados que recomendamos aquí. https://www.baristahustle.com/blog/diy-water-recipes-redux/, es posible que esta agua aún no esté formando incrustaciones y también podría tener el potencial de oxidar partes de su caldera u otros componentes. Por eso hemos creado la calculadora de botellas, para permitirle remineralizar un agua que, para empezar, contiene una cantidad conocida de calcio. De course, debe tener cuidado de no terminar con una formación de agua excesiva, por lo que incluso si encuentra una buena base de agua que podría contener, digamos, 30 miligramos/L de calcio según la etiqueta de la botella, asegúrese de para probar su GH también.
Interesante, estoy descubriendo que justo cuando pensaba que entendía esto, no entiendo nada en absoluto :S. Todavía estoy tratando de llegar a un acuerdo con la diferencia entre magnesio y calcio en relación con la producción de cal dada esta afirmación: "Dado que el calcio y el magnesio tienen dos cargas positivas, se comportan de manera muy similar, por lo que pueden considerarse intercambiables cuando hablamos de dureza”.
¿Estás diciendo que el carbonato de calcio deposita cal más fácilmente que el carbonato de magnesio? Si es así, ¿es posible sugerir qué cantidad de calcio podría agregar a mi 1 litro de concentrado de dureza (además de los 2,45 g de sales de Epsom que ya agregué) para equilibrarlo adecuadamente y evitar la corrosión?
Eso es correcto. El magnesio puede formar una especie de incrustación, pero no tiende a adherirse a las superficies de la misma manera que la cal (la cal es calcio por definición).
El potencial de formación de incrustaciones de su agua (medido por LSI) depende de algo más que la cantidad de Ca: también depende de qué más está presente, del pH del agua e incluso de la temperatura. Así que no puedo darte una recomendación específica, pero te recomiendo que verifiques el LSI de tu agua con nuestro Calculadora de agua.
Dicho todo esto, si la corrosión es un riesgo grave en su máquina o no, depende de de qué está hecha y cómo está construida. Muchas máquinas funcionan con agua destilada sin problemas durante muchos años, otras pueden sufrir corrosión incluso con agua natural. Para obtener un poco más de información sobre esto, consulte el AMA que hicimos todo sobre el agua.
Excelente información, gracias. Tengo otra pregunta para ti. Nuestra agua es relativamente dura a 350-400 ppm. Estamos en el proceso de seleccionar un ablandador de agua para extraer los iones minerales o un acondicionador de agua TAC para obligar a los iones a cristalizar pero no los elimina. ¿Cómo afectaría la presencia de estos cristales inertes a la infusión?
Hola Dan, gracias por comentar. No tenemos experiencia directa con TAC u opciones de tratamiento de agua relacionadas (como acondicionadores de agua magnéticos o eléctricos), pero somos escépticos.
Se dice que la forma en que funciona este tipo de acondicionador de agua es forzar la formación de microcristales de carbonato de calcio, en otras palabras, pequeños cristales de cal. La teoría es que al formar cristales en el agua, evitas que se forme en la superficie metálica de tu calentador de agua.
Es posible que el TAC pueda ayudar a reducir la formación de incrustaciones calcáreas como esta en ciertas situaciones, pero está lejos de demostrarse qué tan bien funciona en la mayoría de los entornos del mundo real. Esta página tiene una buena descripción general de lo poco que se sabe sobre ellos y señala un defecto importante: los cristales solo se formarán si el agua está sobresaturada, por lo que, si bien puede funcionar hasta cierto punto, puede no ser tan efectivo como un ablandador para obtener a los niveles de dureza que nos gustan para el café.
Como citan: "No puede hacer nada para evitar la deposición de incrustaciones en superficies de mayor temperatura donde los carbonatos serán menos solubles, ni puede eliminar los iones de dureza hasta un nivel en el que no formen espuma con jabón". Sospecho que si el agua todavía es lo suficientemente dura como para formar una espuma de jabón, es lo suficientemente dura como para tener un efecto negativo en el café. También vale la pena tener en cuenta que esos cristales no son 'inertes', son simplemente pequeños cristales de cal y no hay nada que impida que se vuelvan a disolver en el agua.
Si usted, o cualquiera de nuestros lectores, prueba un acondicionador TAC para su café, nos encantaría conocer su experiencia. Pero por ahora, recomendamos apegarse a los ablandadores o unidades de OI para asegurarse de obtener buenos resultados.
Siempre encuentro el agua como la parte más compleja y desconcertante del café. Pregunta: si la mayor parte del agua del grifo tiene un nivel más bajo de HCO- que Mg + y Ca +, y cuando el agua se hierve, todo el HCO- se 'empareja' con Mg + y Ca + (formando incrustaciones de cal), ¿cómo puede quedar HCO- en el agua para reducir su acidez?
tengo la misma pregunta que tú. buscando respuesta de BH
Hola Will, hay dos cosas en juego aquí.
La primera es que se necesita tiempo para que se forme la cal. Si está hirviendo una tetera para preparar café, solo se formará una pequeña cantidad de cal en el momento de preparar su café, por lo que todavía habrá suficiente bicarbonato en el agua después de hervir. Tendrá que hervir el hervidor durante mucho tiempo para que se salga toda la cal.
Ahora, en una máquina de café expreso, efectivamente, tiene una tetera hirviendo durante mucho tiempo, para siempre, si no la apaga. Pero en este caso, entra en juego el segundo factor: la cal existente en la caldera comienza a disolverse también en el agua. Hay un punto de equilibrio en el que la cantidad de cal que se disuelve es la misma que la que se forma; esta es la idea detrás del índice de saturación de Langelier, sobre el que puede leer más en El curso de agua.
Ah, gracias, esto tiene mucho sentido. Por lo tanto, si mantiene el agua a alta temperatura en un recipiente 'limpio' durante mucho tiempo, podría eliminar más bicarbonato, pero la filtración obviamente se convierte en una opción más sensata.
¡Oye! Durante mucho tiempo me ha desconcertado una simple pregunta: si el Mg forma la escala tan bien como el Ca, ¿por qué Hendon y M CD abogan por sustituir el Mg por el Ca? ¿O el Mg es de alguna manera “más seguro” en términos de escala (dado que 95% de fuentes advierten solo de Ca, ciertamente parece que sí…)?
Hola, gracias por publicar esto, es una buena pregunta.
La respuesta corta es que creen que mejora el sabor. Proponen que el Mg extrae proporcionalmente más compuestos de sabor deseables. Esto se basa en sus propias pruebas de sabor, y sugieren un mecanismo para ello a través de la química computacional (https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jf501687c) pero hasta donde yo sé, esto no se ha confirmado de forma independiente.
La razón principal por la que la mayoría de las fuentes advierten sobre la formación de incrustaciones de calcio es que el calcio suele ser el componente principal de la dureza en el agua potable, por lo que la formación de incrustaciones de magnesio no es un gran problema. Sin embargo, cambiar el calcio por magnesio también puede reducir ligeramente el impacto de las incrustaciones. El magnesio interfiere con la estructura cristalina de las incrustaciones de carbonato de calcio, lo que hace que sea más probable que se formen cristales de aragonito, que son un poco más solubles que los cristales de calcita formados por carbonato de calcio puro. El propio Mg forma escamas de carbonato de magnesio e hidróxido de magnesio, pero ambos son un poco más solubles que el hidróxido de calcio a 100ºC. Por lo tanto, parece posible que tener una mayor proporción de magnesio también sea "más seguro".
Sí, gracias por la respuesta, ¡es realmente útil! Eso es algo con lo que no me he topado todavía.
"... pero ambos son un poco más solubles que el hidróxido de calcio a 100 ° C" - te refieres al CaCO3 aquí, ¿verdad?
Vivo en los EE. UU. Y, por lo que puedo entender del informe de calidad del agua de mi distrito de agua local, parece que tenemos agua muy dura. Entonces uso agua embotellada para hacer café. Me encontré con la jarra de agua de pico. Me preguntaba si todos habéis tenido la oportunidad de comprobarlo.
Hola Timothy. El filtro Peak Water revisa muy bien. Scott Rao lo recomendaba altamente en su reciente boletín de diciembre. Un comentario que hemos escuchado algunas veces es que es menos consistente con el tiempo, pero esto se espera con todos los sistemas de intercambio iónico.
He comparado Peak con la jarra filtrante Brita Marella (usando cartuchos Maxtra). Ambos son casi igualmente eficientes en términos de intercambio iónico (el cartucho Brita se usó un poco, así que hice un descuento por eso), pero TBH Brita se siente mucho más sólido en términos de materiales y diseño. Peak tiene esta sensación de plástico de fabricación china de baja calidad, desafortunadamente, y me temo que no durará mucho.