Magnesio (Mg) y agua

Magnesio (Mg) y agua: presencia, dureza y tratamiento

El magnesio es un mineral disuelto que se encuentra de forma natural en el agua dulce y en el agua de mar. Junto con el calcio, los iones de magnesio (Mg²⁺) contribuyen a la dureza del agua. Esta página distingue el magnesio disuelto en el agua del magnesio metálico, cuyo comportamiento es muy diferente.

Un vaso de precipitados con una tira de magnesio que reacciona en agua, junto a equipos de tratamiento de agua y una tableta que muestra la ecuación de la reacción entre el magnesio y el agua. — Ilustración de magnesio metálico que reacciona con agua y de equipos de tratamiento de agua.

¿Cómo reacciona el magnesio con el agua?

El magnesio metálico reacciona muy lentamente con el agua líquida fría porque una capa superficial limita la continuación de la reacción. La reacción es más rápida con agua caliente. El magnesio reacciona con el agua líquida para formar hidróxido de magnesio e hidrógeno gaseoso:

Mg(s) + 2 H₂O(l) → Mg(OH)₂(s) + H₂(g)

Con vapor de agua, el magnesio forma óxido de magnesio e hidrógeno:

Mg(s) + H₂O(g) → MgO(s) + H₂(g)

Estas reacciones describen el magnesio elemental, no el Mg²⁺ disuelto que normalmente se mide en las aguas naturales. Los incendios de magnesio metálico constituyen un peligro distinto: el agua, la espuma y el dióxido de carbono no son agentes extintores adecuados. La extinción debe dejarse en manos de personal capacitado que utilice agentes apropiados.

¿Por qué hay magnesio en el agua?

La meteorización y la disolución de rocas y minerales que contienen magnesio, como la dolomita y la magnesita, liberan magnesio en las aguas subterráneas y superficiales. Las concentraciones varían según la geología local, la composición química del agua y el tiempo de contacto. Las aguas salinas y algunos vertidos industriales también pueden contener concentraciones elevadas de magnesio.

En el agua, el magnesio está presente principalmente como Mg²⁺ disuelto. Su concentración y su forma química dependen del pH, la alcalinidad y los demás iones disueltos presentes.

Carbonato de magnesio, sulfato de magnesio y agua de mar

El magnesio se encuentra en rocas y minerales en diversas formas. La magnesita es carbonato de magnesio (MgCO₃), y la dolomita contiene tanto carbonato de calcio como de magnesio. Estos minerales pueden liberar magnesio al meteorizarse, aunque la magnesita es poco soluble y su disolución depende de la composición química del agua.

El sulfato de magnesio (MgSO₄) se encuentra de forma natural en el agua de mar y en manantiales minerales, así como en minerales hidratados como la epsomita. Los minerales de sulfato de magnesio son solubles, por lo que su disolución puede aportar tanto magnesio como sulfato al agua. Sin embargo, en el agua de mar, estas sustancias se describen principalmente como iones disueltos de Mg²⁺ y SO₄²⁻; una parte de los iones forma pares iónicos disueltos, por lo que no todos están presentes como moléculas intactas de MgSO₄.

Como composición de referencia, el agua de mar con una salinidad de aproximadamente 35 contiene unos 1,294 g de magnesio por kilogramo de agua (aproximadamente 1294 mg/kg). La concentración real varía según la salinidad y la ubicación. El magnesio es uno de los principales iones disueltos en el agua de mar.

Magnesio, dureza del agua e incrustaciones

La dureza del agua se debe principalmente al calcio y al magnesio disueltos. Suele expresarse en miligramos por litro de equivalente de carbonato de calcio (mg/L como CaCO₃). El agua dura puede reducir la formación de espuma del jabón y contribuir a la formación de depósitos minerales en tuberías, calentadores y otros equipos. La cantidad y el tipo de incrustaciones dependen del conjunto de características químicas del agua y de las condiciones de funcionamiento; el magnesio por sí solo no determina si se formarán incrustaciones.

Consideraciones ambientales y de salud

El magnesio es un nutriente esencial para plantas y animales; en las plantas, forma parte de la molécula de clorofila. Sus efectos ambientales dependen de la concentración, la exposición y la composición química del agua receptora. La presencia de magnesio por sí sola no indica que el agua sea perjudicial o beneficiosa.

El magnesio también es un nutriente esencial para las personas, y el agua potable puede contribuir a su ingesta alimentaria. La Organización Mundial de la Salud ha examinado la evidencia sobre el magnesio y el calcio en el agua potable, incluida su contribución a la ingesta y sus posibles relaciones con la salud. Las concentraciones muy elevadas de magnesio, especialmente cuando van acompañadas de concentraciones elevadas de sulfato, pueden tener un efecto laxante. Las afecciones médicas y los medicamentos o suplementos que contienen magnesio también pueden afectar a la forma en que el organismo procesa el magnesio; esta página no constituye asesoramiento médico.

¿Cómo se puede reducir el contenido de magnesio en el agua?

El contenido de magnesio se reduce cuando el objetivo del tratamiento es disminuir la dureza del agua o su contenido de minerales disueltos. El proceso adecuado depende del agua de origen, de la calidad requerida del agua tratada y de las condiciones de funcionamiento.

Ablandamiento por intercambio catiónico: sustituye los iones disueltos de calcio y magnesio por otros iones, normalmente de sodio, para reducir la dureza.
Ablandamiento con cal: con un pH y unas condiciones de proceso adecuados, el magnesio puede precipitarse como hidróxido de magnesio y eliminarse junto con los sólidos del tratamiento.
Ósmosis inversa: puede reducir el contenido de sales disueltas, incluido el magnesio, al tiempo que produce una corriente de concentrado que debe gestionarse adecuadamente.

Más información sobre el ablandamiento del agua, el intercambio iónico y la ósmosis inversa.