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CONSIDERACIONES SOBRE EL CÁLCULO DE DESCALCIFICADORES Cuando nos enfrentamos al cálculo de necesidades de una vivienda o grupo de viviendas o cualquier otro caso, para disminuir la dureza del agua, se nos presentarán muchas dudas:

No tenemos ni idea de química. No sé lo que es la dureza No sé cómo trabaja un descalcificador. Es la primera vez que oigo hablar de intercambio iónico. ¿Qué son las resinas de intercambio? Por qué son catíonicas y/o aníonicas y que significan esas palabras? He mirado el catálogo tarifa y hay un montón de modelos y todos me parecen iguales. Etc.

Llegado este punto el desánimo es total, y nada está más lejos de la realidad, es cierto que hay técnicos que tienen respuestas para todas las preguntas de arriba y muchas más, ¿pero es necesario tener todas las respuestas para calcular un descalcificador?:

Rotundamente NO.

Es obvio que hace falta saber multiplicar y dividir, y para eso están las calculadoras, y hace falta también una serie de instrucciones que se pueden seguir entendiéndolas o sin entenderlas, mejor lo primero, si vamos a intentar vender un descalcificador a alguien que “dice” tener problemas de dureza en su agua, pues algo deberemos conocer, y eso vamos a intentar hacer con este pequeño manual.

El lector, debe huir de preguntar ¿por qué?, ya que el técnico, si es paciente le llenará la cabeza, y si es “normal” le dirá “porque lo digo yo”.

La dureza es un parámetro que nos mide el contenido de calcio en el agua, un agua con mucho calcio será un agua dura, y necesitará descalcificarse.

Lo próximo que necesitamos saber y memorizar es que la dureza se suele medir en grados franceses y la representaremos así (ºHF) y hoy en día y para unificar criterios (ya que existen grados alemanes, ingleses…) se está midiendo en partes por millón de carbonato cálcico, que habitualmente lo representaremos así:

ppm de CO3Ca

Nos debe ser suficiente con recordar lo siguiente:

1 ºHF = 10 mg/l de CO3Ca = 10 ppm de CO3Ca = 10 g/m3 de CO3Ca

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Hasta este momento sólo debemos recordar:

ºHF = Dureza en grados franceses ppm = partes por millón CO3Ca = carbonato cálcico mg = miligramo (milésima parte de un gramo) l = litros g = gramos m3 = metros cúbicos = 1000 litros = 1.000.000 de ml (mililitros) = 1.000.000 g

¿Qué ya estamos cansados?; pues a repasar y a fijar los conceptos, el trabajo exige esfuerzo, por eso pagan.

Lo siguiente que necesitaremos aprender y no olvidarnos es de saber qué características tiene el agua quieren que descalcifiquemos.

Ya que si queremos el apoyo de un técnico lo primero que nos pedirá son esos datos y si no los tenemos estamos perdiendo nuestro tiempo y el del técnico.

Esto es lo que necesitamos:

Consumo máximo diario. Dureza del agua Consumo directo o depósito posterior?

Luego más adelante veremos que si al técnico le podemos proporcionar algo más de información (nuestro posible cliente tiene un análisis del agua), pues mejor para afinar el cálculo del equipo.

Pero llegado este punto es interesante que aclaremos algunos conceptos más:

Consumo: es el volumen de agua que se necesita nos lo darán en litros o metros cúbicos,

(l ó m3).

Caudal: Es el volumen por unidad de tiempo que pasará por nuestro equipo, luego veremos (qué caudal es el que utilizaremos y porqué), lo tendremos en litros por segundo (l/s) o en metros cúbicos por hora (m3/h).

Consumo directo: Es cuando el agua entra directamente de la red pasa por nuestro descalcificador y va a la/s viviendas, es decir no existe ningún almacenamiento de agua.

Depósito posterior: Es cuando después del descalcificador hay una cisterna, aljibe o depósito, y desde este depósito se alimentan las viviendas con un grupo de presión.

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¿Qué tal vamos? Ya tenemos más o menos claro las cosas, si no es así mejor repasar, y si estáis cansados, seguir adelante pero siendo conscientes de que todavía no tenéis claros los conceptos.

Llegado este punto nos damos cuenta de qué no sabemos ¿qué es un descalcificador?, sí sabemos que quita la dureza, ¿pero cómo funciona?, para seguir con la única fórmula que necesitamos para calcular el equipo debemos tener una idea de lo que hace un descalcificador.

Básicamente un descalcificador es una botella de poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV), lleno de una resina especial, y controlando todo el proceso un cabezal o válvula, normalmente en la parte superior y roscada a la botella.

Cuando entra el agua cargada de dureza al pasar por la resina el calcio (Ca) se cambia por sodio (Na), mientras el calcio es incrustante porque precipita, el sodio no lo es, y por eso eliminamos la dureza.

Y en este momento ya tenemos otra vez vuestra atención, se os ocurren un montón de preguntas:

• La resina trabaja indefinidamente. • Cuanta resina tendrá que haber en la botella • Si no trabaja indefinidamente, cada cuanto habrá que cambiarla. • Y cómo sabremos cuando habrá que hacer lo que sea necesario

Bien, en estos momentos, lo que tenéis que saber es que la resina va eliminando dureza del agua y llega un momento que se ha agotado, ¿hay que cambiarla?, NO, pero deberemos REGENERARLA, es importante que recordéis este concepto “regeneración”.

Llegará un momento que la resina ya no tendrá sodio (Na) para cambiar al agua por calcio (Ca), en ese momento habrá tenido que pasar el consumo que nos han dicho que necesitaban, y suponiendo una regeneración (ya empieza a aparecer la palabrita) por día que es bastante normal, pues en ese momento se parará la producción de agua descalcificada y empezara la REGENERACIÓN.

El equipo automáticamente empezará a pasar agua cargada de sal (salmuera) que habremos preparado en un depósito aparte y durante un tiempo (podemos hablar de 2 horas) como mínimo estará regenerando la resina, es decir cambiará el calcio (Ca) por sodio (Na) y el agua cargada de calcio se irá a desagüe.

Y de nuevo automáticamente se pondrá en condiciones de suministrar agua descalcificada.

Ya tenemos los conocimientos, mínimos, necesarios para iniciar el proceso de cálculo del equipo, os lanzo la formulita:

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V ( �

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Dureza ° Que!, ya estamos contentos y atentos, pero cada vez entendemos menos, lo importante no es entenderlo a la primera, sino saber hacerlo, entenderlo será cuestión de tiempo y quizás algunos venderéis un montón de descalcificadores y nunca os habréis molestado en entender lo que ocurre, pero la experiencia y dos operaciones os permitirán saber el equipo a cotizar. Y qué sois vendedores o técnicos?. Los vendedores suelen ganar más!.

Después de esta inyección de ánimo, vamos a explicar la formulita y empezaremos a entender porque era importante lo anterior.

V (m3) = Volumen en metros cúbicos entre regeneración y regeneración.

Ya tenemos dudas, y este dato ¿Dónde está?, porque no lo hemos visto, no es cierto es un dato de los que necesitáis para presentaros delante de un técnico, sin que os mande a la porra por hacerle perder el tiempo. ¿Cuál es?

Pues el Consumo máximo diario, expresado en metros cúbicos (m3), ese dato que sí os han dado en el cliente, o que por lo menos podremos estimarlo sabiendo determinadas cosas que veremos un poco más adelante, lo importante, ahora, es darse cuenta que es un dato conocido.

º HF = Esto está claro o lo sabemos o no podremos calcular, es la dureza en grados franceses, a veces el cliente no lo sabrá pero suele ser fácil averiguarlo porque el agua de la zona es conocida, y en caso contrario habrá que medirlo.

Pues es otro dato conocido, en la fórmula.

6 ºHFxm3 = Ya la hemos liado, ¿qué es esto?, ¿qué representa?, por qué 6 y no 4.

Ahora hay que hacer profesión de Fe, si os pilla un técnico “purista” os dirá que es un valor que oscila entre 4,5 y 7, etc.…

Para vosotros el valor es 6 y por lo tanto es otro valor conocido de la fórmula.

Bueno, vale, para los “listillos” vamos a decir que quiere decir ese 6 ºHFxm3, luego no os quejéis vosotros os lo habéis buscado.

Es un valor conocido como PODER DE INTERCAMBIO, y es propio de la resina y de las condiciones de trabajo, quiere decir que por cada litro de resina eliminaremos seis grados franceses de cada metro cúbico de agua que pase, ¡toma ya!.

Por eso, al ser propiedad de la resina tomamos un valor medio de cálculo de PI = 6. Y ahora para los que van a por nota, podemos poner la fórmula de la siguiente manera:

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V ( �

Por lo tanto la única incógnita que nos queda por despejar es los litros de resina que deberá tener el descalcificador (LRESINA).

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� ൫º

En principio ya tenemos calculado el descalcificador, es cuestión de buscar en el catálogo esos litros de resina.

¿Pero cuál elegiremos?, hay diferentes modelos con los mismos litros de resina, y con diferentes cabezales o válvulas, que a su vez tienen diferentes diámetros de paso, y cómo estaremos seguros de que lo que decidamos nos servirá bien?

Es evidente que necesitaremos alguna cosa más que nos facilite la decisión, para ello tendremos en cuenta el CAUDAL PUNTA, si recordáis os he dicho antes que había diferentes caudales, ya van apareciendo, por convenio tomaremos el siguiente valor:

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En el Catálogo Tarifa veréis una columna que dice Caudal de Trabajo, el caudal de trabajo deberá ser igual o mayor que el Caudal Punta, ya que en caso contrario podría ocurrir que en un momento dado de alto consumo, estuviéramos dando agua dura.

Es muy importante que entendáis lo siguiente, el hecho de que en un cabezal o válvula el caudal de trabajo sea uno cualquiera, por ejemplo 5 m3/h, eso no significa que sólo pueda pasar ese caudal podrá pasar hasta el valor más alto que aparece en la columna, por ejemplo 14 m3/h; ese caudal de trabajo podríamos definirlo como el caudal óptimo para obtener el rendimiento buscado, pero por el descalcificador puede pasar más agua, que significará, que habrá fuga de dureza.

Si llegado este punto alguno no ha entendido lo que queremos decir, es conveniente volver a leer o preguntar.

En muchas ocasiones el posible cliente no sabrá qué consumo máximo diario tiene, en ese caso podemos estimarlo de la siguiente manera:

� º � ൯ ൫ Á

, �

Ya tenemos una estimación, normalmente por arriba, del consumo diario.

6

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Pero es obvio que el volumen de resina tendrá algo que ver con el caudal de agua, existe una variable llamada CARGA ESPECÍFICA y que lo único que os interesa saber es lo siguiente.

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�

Es decir la CARGA ESPECÍFICA no debe pasar de 40, esto que quiere decir, pues sencillo

Imaginemos un descalcificador el que sea de 200 lRESINA nos dará un máximo de:

200 x 40 = 8000 l/h

Por favor, tomen el catálogo tarifa 2009 que les hemos repartido y fíjense que todos los descalcificadores de 200 litros sean el modelo que sean y tengan el cabezal o válvula que tengan su Caudal de Trabajo es de 8 m3/h.

Otro dato que suele venir muy bien saber, es el diámetro de la conexión de entrada de agua de red, si es una sola vivienda podemos considerar ¾”.

¡Qué barbaridad ¡ al principio dijimos que sólo hacía falta saber cuatro cosas y llevamos 5 páginas, pero si os fijáis bien le hemos estado dando vueltas siempre a los mismos conceptos.

Por lo tanto, vamos a lo práctico, hagamos algún CASO.

Caso 1 Dureza del agua = 50 ºHF Comunidad de 14 viviendas Diámetro de la acometida = Ø 2” Consumo Directo

Vamos a leer lo de arriba, para aquellos que a estas alturas se han dormido ya un par de veces.

Dureza del agua cincuenta grados franceses, la comunidad consta de catorce viviendas, el diámetro de la acometida de la red es de dos pulgadas y no hay depósito después del descalcificador.

Vemos que de lo que hemos dicho al principio que necesitábamos tenemos sólo dos cosas nos faltará el Consumo máximo.

Pero, también hemos visto que lo podíamos calcular:

7

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14 viviendas x 4 personas/vivienda x 0,2 m3/personas = 11, 2 m3

En este punto ya tenemos, lo necesario para saber cuántos litros de resina deberá tener nuestro descalcificador, es decir, todavía no sabemos responder: ¿qué modelo de descalcificador deberé instalar?, y eso es obvio si entráis en nuestro catálogo tarifa en el apartado de descalcificadores veremos un montón de modelos que tienen la misma cantidad de resina, por lo tanto, algo más deberemos tener en cuenta, pero lo primero es lo primero, ¿os acordáis de la formulita?, si aquella que hemos visto que es lo más importante del método. A ver ¿quién se atreve a decírmela?, bien veamos, yo copio:

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Muy bien, por lo menos, de algo os habéis enterado, pero hasta ahora las cosas han sido fáciles, en realidad es tomar datos y luego multiplicar y dividir, en estos momentos entra en juego, algo que lógicamente adquiriréis con el tiempo y es la experiencia.

Tenemos descalcificadores de 91,6 litros de resina, no, pues por arriba para no equivocarnos consideraremos que necesitamos un descalcificador de 100 litros.

Ya la hemos liado, hay un montón de modelos de 100 litros, por lo tanto deberemos considerar cosas de las que ya sabemos para que nos guíen en la decisión.

Que sabemos, que el consumo es directo y que la entrada de red es de diámetro 2 “.

No parece mucho, pero es bastante, para analizar lo que haremos, ya que además dispondremos del catálogo donde están los caudales de trabajo para cada modelo de 100 litros y el caudal máximo que puede pasar por cada cabezal o válvula. Veamos cómo manejamos esos conocimientos para que nos ayuden en nuestra decisión.

Ahora que nombramos el Caudal de Trabajo, algo hemos dicho antes sobre este tema, alguno se acuerda y/o lo tiene apuntado?.

Hemos dicho que el caudal de trabajo debería ser siempre mayor o igual que el caudal punta, y también sabemos calcular el Caudal Punta,

� Á

Bueno ya tenemos 100 litros y Caudal de Trabajo = 5 m3/h si a esto añadimos el diámetro de la tubería de entrada, buscando los diámetros de las válvulas o cabezales pues ya tendremos una idea más aproximada, ¡que nadie entienda que el diámetro de la válvula debe ser igual al de la red! He dicho teniendo en cuenta.

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Que más deberemos tener en cuenta, ¿cuántas regeneraciones queremos hacer al día? Normalmente es una y si se utiliza un sistema retardado se programa por la noche cuando el consumo es prácticamente nulo.

Recordemos que hemos dicho Consumo Directo, esto significa que durante el tiempo de la regeneración o el agua estará cortada, que no es procedente, o estará pasando el agua con la dureza habitual.

Por lo tanto si no puede faltar agua descalcificada, por cualquier razón, deberemos pensar en un equipo Dúplex, esto quiere decir dos botellas uno o dos cabezales según el tipo de válvula, y mientras una botella regenera, la otra esta suministrado el consumo necesario, pero es obvio que será más caro que un descalcificador de una sola botella y un cabezal que regenere una vez al día, que tenga paso suficiente para el caudal punta, y que la regeneración la podamos programar por la noche o mejor dicho cuando el consumo sea mínimo, y tampoco tenga mucha importancia que durante dos horas, que suele durar una regeneración, estemos enviando agua dura a consumo.

Ya sé lo que estáis pensando mucho “rollo”, pero sigue sin decirnos el Modelo y el tipo de cabezal y por lo tanto el precio a que ofertaremos, y no os lo voy a decir en ningún caso, debemos decidirlo entre todos y discutirlo.

Caso 2

30 Viviendas 50 ºHF Consumo Directo

Venga en este momento debe salir un voluntario, ya sé que habéis mirado el capítulo de descalcificación y habéis encontrado una tabla para facilitar el cálculo, pero ahora no la vamos a usar, al final encontraréis todo aquello que podéis necesitar y si falta algo consultar al “maestro armero” que en argot es lo que significa a un técnico.

30 x 4 x 0,2 = 24 m3

Ya tenemos el Consumo máximo y con él vamos a calcular el caudal punta,

Caudal Punta ≤ 24/2 ≈ 10 m3/h

Cuesta más decirlo que hacerlo, ¿pero qué es lo primero que hemos calculado antes?, recordad la fórmula “mágica” de la descalcificación.

24x50/6 = 200 litros de resina.

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Alguno no recuerda lo que representa cada número?, que listos sois y que bueno yo, como profesor, pero a la próxima preguntaré que es cada cosa, el que avisa no es traidor.

Nos faltaba el dato de diámetro de acometida pero una comunidad de 30 viviendas tendrá también 2”.

Ya tenemos todo lo necesario para comprara opciones y elegir la mejor relación calidad- precio, pero sólo por curiosidad, fijaros en una cosa que puede ser interesante, ¿os acordáis del concepto CARGA ESPECÍFICA, siempre tenía que ser menor o igual a 40, y según eso

200 l x 40 = 8 m3/h, el caudal de trabajo está alrededor de los 8 metros cúbicos por hora, y hemos visto un caudal punta de 10 m3/h, ¿qué quiero decir con esto?, simplemente que lo tengáis en cuenta a la hora de decidir.

Caso 3

Supongamos el mismo que antes pero en este caso con un Consumo a depósito, es decir, detrás del descalcificador, tenemos un depósito relativamente pequeño para una comunidad de 30 viviendas, por ejemplo V (depósito) = 2000 l.

Los datos de cálculo serán los mismos, por lo tanto necesitamos un 200 litros, pero fijaros que simplemente con los datos que hemos calculado antes ya vemos que habrá momentos que fallará el agua, si el caudal punta es el que decimos, cada 12 minutos se rotará todo el agua del depósito, pero si nos atenemos a la Carga específica, el descalcificador lo llenará cada 15 minutos, por lo tanto habrá momentos de fuga de dureza y no estaremos dando un buen servicio, es un caso clásico de Dúplex, pero al tener el almacén de agua es muy posible que podamos bajar a un Twin de 100 x 2 litros. Discutamos ahora el ¿por qué?.

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VADEMECUM Llegado este punto vamos a dar respuesta a esas preguntas que tenéis en mente y que os harán los posibles clientes.

Pero antes veamos el tema de la tabla de cálculo del catálogo Tarifa.

Creo que poco hay que explicar sobre esta tabla, fijaros que la primera columna multiplicada por 6 corresponde a la CAPACIDAD DE INTERCAMBIO TOTAL, es decir, es la fórmula mágica de la descalcificación; lógicamente entrando con Litros de resina columna de la izquierda y dureza en grados franceses (ªHF) que es la primera fila en el cruce tendremos el volumen o consumo máximo entre regeneraciones, luego para una regeneración al día que es lo normal el cálculo es muy rápido.

¡CUIDADO ¡ es muy fácil realizar este sencillo cálculo y si no tenéis el CAUDAL PUNTA, en cuenta, podría ser que en el momento de consumo máximo, por ejemplo, en viviendas en las primeras horas de la mañana no estuvierais dando agua suficientemente descalcificada, así que atención con la tablita, facilita el trabajo pero no es la panacea universal!.

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Pregunta: ¿Cuánta sal se gastará en cada regeneración?

Respuesta: Entre 170 y 200 gramos por litro de resina, por lo tanto valor de cálculo para contestar: 200 gramos por litro de resina.

Pregunta: ¿Cómo prepararemos la salmuera?

Respuesta: Emplearemos 3 litros de agua por cada Kg de sal.

Por Ejemplo: Supongamos la regeneración de un 200 litros, tendremos,

200 litros x 0,2 Kg/litro de sal = 40 Kg de sal x 3 litros de agua/Kg de Sal = 120 litros de agua.

Luego para preparar la regeneración en el tanque de la sal deberemos utilizar, en este caso, 40 kg de sal y 120 litros de agua.

Pregunta: ¿y cuánta agua tiraremos al desagüe durante una regeneración?

Respuesta: 8 litros de agua por litro de resina.

Llegado este punto, ya podéis salir a la calle y más o menos defenderos en la venta de descalcificadores.

Un curso técnico de descalcificación, no os serviría más que lo que sabéis ahora para empezar, poco a poco la experiencia os irá enseñando lo que hace falta, y siempre contáis con el apoyo del departamento técnico.

Para los que van a por nota, vamos dar algún dato más tablas y características que no cuesta tenerlas y que en algún momento os pueden venir bien.

A estas alturas, ya alguno de vosotros debería haber hecho alguna pregunta que he dejado en el aire a idea.

Si nadie lo ha preguntado es que no os ha interesado y me parece bien, ya que tampoco tendríais porque saberlo, por ejemplo:

Resinas catíonicas y aníonicas, sólo os tienen que interesar las catíonicas que son las que usamos en descalcificadores, porque lo que hacen es intercambiar cationes, y si en este momento alguno me pregunta lo que son los cationes os tengo una hora con clase de físico química elemental y os lleno la cabeza, es broma!.

Si hay un “empollón” entre vosotros o que ya sabe algo de esto, dirá este que explica es un “pardillo”, porque se refiere a la dureza como exceso de calcio en el agua y se ha olvidado

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del magnesio; no lo he olvidado, en realidad la dureza no son sólo carbonatos cálcicos o bicarbonatos cálcicos, está compuesta por otros radicales (toma palabro), pero que necesidad tenéis de saberlo en este momento: NINGUNA.

Pero estoy seguro que sí que os interesará saber o conocer esta clasificación, esto os dará mucha “cancha” con los clientes..

CLASIFICACIÓN DE LAS AGUAS

Tampoco es tan difícil de recordar, y si no de vez en cuando le echáis un vistazo.

Por la misma razón y para que ningún cliente os pueda “achicar” aquí tenéis algo interesante: LA CONVERSIÓN DE UNIDADES DE DUREZA. Con una particularidad algunos análisis os pueden venir en mg7l de calcio, de magnesio, etc. y abajo tenéis un pequeño ejemplo de cómo calcular la dureza, en ese caso, en la unidad que venimos usando grados franceses (ªHF)

Y como ya estaréis cansados y un poco desorientados con tanta tablita, sólo os daré una que también es interesante, y que os puede venir bien saber lo que refleja.

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Fijaros que siempre hemos manejado el diámetro de la acometida de agua, y es el momento de decir, que no sólo es para que tengáis en cuenta el diámetro de la válvula, sino para que sepáis el máximo de agua que puede pasar por una tubería de ese diámetro a una presión de aproximadamente 2,5 bar, que suele ser la media en viviendas.

Si os diera una tabla diámetros- caudales a presión fija, los técnicos “puristas” se me echarían encima y con razón, querrían hablaros de Bernouilli, de pérdidas de carga, de velocidades en tubería, y siento decir que tendrían razón, por eso no lo hago.

TABLA EN FUNCIÓN DE DIÁMETROS Y VELOCIDADES DE AGUA

No intentéis entender la tabla, os debe bastar con saber que os interesa lo marcado en verde que suele ser la velocidad en viviendas y en media con una tubería de 2” de diámetros podrá pasar el caudal que está en el cruce de 2 (verde) y la columna de 2”, es decir 15.000 litros/hora, es un valor redondeado.

Bueno, amigos míos y ahora sí que podéis salir a “comeros el mundo” de la descalcificación, sobre todo teniendo en cuenta que siempre vais a tener el respaldo de los técnicos.

Y este momento es el de los agradecimientos, todo el texto está realizado siguiendo las explicaciones del Ing. Vicente Pérez.

Y las últimas tablas están sacadas de un Curso sobre Descalcificación del Ing. Bernardo Blanco, pero se trata de un curso mucho más técnico que el que ustedes necesitan.

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Si no hay ninguna pregunta, podemos despedirnos hasta el primer día que salgan a la calle, que seguro que ya tendrán muchas preguntas y dudas, pero no se preocupen es normal, nadie nace sabiendo, la base la tienen en este escrito, la experiencia la adquirirán, mientras tanto el departamento técnico resolverá sus dudas y preguntas.

Ha sido un placer compartir esta charla con todos ustedes.

Aldaya (Valencia) a 23 de octubre de 2009