El agua desionizada o desmineralizada y el agua destilada son disolventes indispensables en el laboratorio, así como recursos utilizados en numerosas industrias. Sin embargo, no son exactamente lo mismo: se obtienen mediante métodos diferentes, eliminan contaminantes distintos y presentan características particulares de pureza, conductividad, almacenamiento y uso.
Como resultado de obtener resinas de intercambio catiónico y aniónico, se establecieron procesos para la producción de agua muy pura, constituyendo una alternativa al agua destilada y a precios mucho más baratos.
Qué es el agua destilada
El agua destilada es agua que ha sido hervida en un aparato llamado un “Alambique” y luego recondensada en una unidad de enfriamiento (condensador) para regresar el agua al estado líquido.
El agua destilada es agua que se calienta hasta su punto de ebullición, lo que provoca la evaporación de cualquier impureza. El vapor resultante se condensa de nuevo en líquido, eliminando cualquier contaminante. Este proceso de destilación puede utilizarse para producir agua potable, así como para otros fines.
La destilación se usa para purificar agua. los contaminantes disueltos como sales son dejados atrás en la olla hirviendo a medida que el vapor de agua se eleva.
Como resultado del proceso de destilación, solo las moléculas de agua más puras, junto con cualquier impureza o contaminante, ascienden a la superficie del agua hirviendo en forma de vapor.
Los componentes eliminados del agua durante el proceso de destilación pueden incluir minerales, sustancias químicas y otros contaminantes.
- Contaminantes tóxicos
- Residuos residuales
- Moléculas tanto orgánicas como inorgánicas
- Metales pesados y quistes
- Bacterias y virus dañinos
El agua destilada elimina impurezas como metales pesados, minerales y compuestos orgánicos e inorgánicos mediante el eficaz método de ebullición y evaporación.
La destilación se utiliza con frecuencia cuando los centros médicos y de análisis deben aplicar estrictas medidas de saneamiento para garantizar la precisión de las observaciones de sus investigaciones.
Qué es el agua pasada por resina
Al producto que sale de este proceso o tratamiento del agua se le conoce como agua desionizada o desmineralizada.
La desmineralización del agua es un procedimiento en el que se eliminan cierto tipo de productos o minerales que se encuentran en el agua.
La desmineralización es cualquier proceso utilizado para remover minerales del agua.
Todas las sustancias, metales, materiales, sales y minerales que se encuentran disueltos en las aguas son sales inorgánicas en forma de iones los cuales existen en forma de cationes con carga positiva y en forma de aniones con carga negativa.
Existe un tratamiento o proceso de desmineralización del agua mediante sistema o sistemas de intercambio de iones con resina que eliminan de las aguas casi completamente las sales que se encuentran disueltos en el agua proceso muy diferente al que se utiliza en el agua destilada.
El agua desionizada o desmineralizada por tanto se encuentra de forma bastante pura y libre de iones disueltos, dicho de otra manera no cuenta con átomos cargados eléctricamente.
Cómo funcionan las resinas de intercambio iónico
Las resinas de intercambio iónico son materiales sintéticos, sólidos e insolubles en agua, que de presentan en forma de esferas o perlas de 0.3 a 1.2 mm de tamaño efectivo, aunque también las hay en forma de polvo.
Están compuestas de una alta concentración de grupos polares, ácidos o básicos, incorporados a una matriz de un polímero sintético (resinas estirénicas, resinas acrílicas, etc.) y actúan tomando iones de las soluciones(generalmente agua) y cediendo cantidades equivalentes de otros iones.
El intercambio iónico es una reacción química reversible, que tiene lugar cuando un ión de una disolución se intercambia por otro ión de igual signo que se encuentra unido a una partícula sólida inmóvil.
Las resinas de intercambio iónico poseen un radical fijo y un ión móvil o ión de sustitución.
El ión móvil es el ión que es intercambiado por iones que desean eliminarse de la solución y este intercambio sólo funciona entre iones de igual carga eléctrica: cationes por cationes y aniones por aniones.
La resina normalmente están hechas de material sintético, en general son esferas compuestas de fuerte polímero sobre las que se ha fijado un ion.
Este ion, que esta fijo muy fuerte al sistema de la resina, no puede eliminarse ni reemplazarse ya que forma parte de la estructura del sistema.
La resina se encuentra dentro de sistemas de iones con carga eléctrica contraria con la finalidad de que la resina mantenga su neutralidad eléctrica dentro de estos sistemas.
El ion tiene la capacidad de salir e ingresar a los sistemas de la resina.
Cuando el agua ingresa a la resina ocurre el intercambio iónico, de tal forma que todos los iones presentes en el agua se quedan en la resina y los iones que entraron a los sistemas de intercambio iónico (hidronio e hidroxilo) se combinan fuerte para formar entonces el agua desionizada.
La principal ventaja de las resinas de intercambio iónico es que pueden recuperar su capacidad de intercambio original, mediante el tratamiento con una solución regenerante.
Resinas catiónicas y aniónicas
Existen diferentes sistemas de resina que pueden usarse para el intercambio iónico, las que se utilizan para intercambio de cationes se les llama resina catiónicas y la que se utiliza para intercambio aniónico se llama resina aniónicas.
Las resinas catiónicas están divididas en 2 tipos de resinas, de ácido fuerte y de ácido débil.
- Resinas catiónicas de sodio: eliminan la dureza del agua por intercambio de sodio por el calcio y el magnesio.
- Resinas catiónicas de hidrógeno: pueden eliminar todos los cationes (calcio, magnesio, sodio, potasio,etc) por intercambio con hidrógeno.
- Resinas aniónicas de bases fuertes: eliminan todos los aniones.
Resinas catiónicas de ácido fuerte
Es aquella que se utiliza a fin de suavizar el agua.
Las resinas catiónicas fuertes primero pierden su capacidad de intercambio para captar cationes asociados a los ácidos fuertes.
Resinas catiónicas de ácido débil
Este tipo de resina lo que busca es lo mismo, solo que a menor escala ya que no trabajan de forma eficiente con aguas de PH bajo.
Este tipo de resina garantiza un excelente proceso de deionización, ya que promueve la creación y eliminación de las partículas del agua para desmineralizar.
Resinas aniónicas
Las resinas aniónicas fuertes disminuyen su capacidad de captar aniones débiles a baja concentración, tales como los carbonatos y silicatos.
Intercambio iónico en columnas
En general las resinas de intercambio iónico operan en columnas, para favorecer el proceso de intercambio, parecido a la destilacióno la destilación en bandejas.
Los sistemas de desionización están compuestos por dos recipientes - uno que contiene una resina de intercambio catiónico en la forma de hidrógeno (H+) y el otro que contiene una resina aniónica en la forma de hidroxilo (OH-).
Los flujos de agua atraviesan la columna catiónica, después de lo cual todos los cationes son intercambiados por iones de hidrógeno.
El agua decationizada entonces fluye a través de la columna aniónica.
Estos sistemas remueven todos los iones, incluyendo la sílice.
La reacción de intercambio se desplaza en el lecho de resina, generalmente hacia los niveles inferiores.
Al producirse el intercambio iónico, la capacidad de la resina comienza a decrecer, debido a que posee una capacidad limitada para la remoción de iones de las soluciones y debido a esto, en un momento dado habrá cedido la mayoría de sus iones de sustitución y se producirá un cierto pase de iones no deseados en el agua producida y se dice que esta resina está "agotada" o saturada de los iones que ha atrapado.
Por este motivo, cuando se diseña una columna de intercambio iónico, se establece a priori la concentración máxima admisible de iones indeseables en la salida del proceso.
Cuando se llega a la concentración pre establecida, se debe proceder a regenerar la resina, para poderla utilizar en un nuevo ciclo.
Regeneración de las resinas
La regeneración de las resinas de intercambio iónico es el proceso inverso del proceso de intercambio iónico y tiene por finalidad devolverle a la resina de intercambio iónico su capacidad inicial de intercambio.
Esto se realiza haciendo pasar soluciones que contengan el ión móvil original, el cual se deposita en la resina y desaloja los iones captados durante el agotamiento.
- Sal común (cloruro de sodio) para regenerar resinas catiónicas de ácidos fuertes.
- Ácido clorhídrico o ácido sulfúrico (depende del costo y de la eficiencia): para regenerar resinas catiónicas de ácidos fuertes y resinas catiónicas de ácidos débiles.
- Hidróxido de sodio o hidróxido de amonio: para regenerar resinas aniónicas de bases fuertes y de bases débiles.
Una vez regenerada la resina está lista para un nuevo ciclo de intercambio iónico.
Después de una serie de ciclos de intercambio iónico las resinas de intercambio iónico sufren la pérdida de sitios de intercambio activo o sufren la rotura de los enlaces transversales de la resina, disminuyendo su capacidad de intercambio.
Lecho mixto
Lecho mixto es el proceso cuando se requieren calidades superiores de agua solicitadas por los diferentes tipos de industrias.
Se denomina lecho mixto a este proceso que hace que las resinas aniónicas y catiónicas se mezclen en una columna.
El lecho mixto es parte del proceso de pulido final del agua.
En desionizadores de lecho mixto las resinas de intercambio catiónico e intercambio aniónico son íntimamente mezcladas y contenidas en un recipiente de presión individual.
Las dos resinas son mezcladas por agitación con aire comprimido, de tal manera que el lecho del agujero pueda ser considerado como un número infinito de intercambiadores aniónicos y catiónicos en series (resina de lecho mixto).
Para llevar a cabo la regeneración, las dos resinas son separadas hidráulicamente durante la fase de aflojamiento.
Como la resina aniónica es más ligera que la resina catiónica, se eleva al máximo mientras que la resina catiónica cae al fondo.
Después del paso de separación, la regeneración es llevada a cabo con soda cáustica y un ácido fuerte.
Los requerimientos de enjuague de agua son muy bajos.
Las desventajas de los sistemas de lecho mixto son una capacidad más baja de intercambio y un procedimiento operacional más complicado por los pasos de separación y remezclado que se tienen que llevar a cabo.
Operación de una unidad de desmineralización completa
Se denomina unidad de desmineralizado completa a una unidad constituida de: filtro de carbón activado, intercambiador catiónico de ácidos débiles, intercambiador catiónico de ácidos fuertes, intercambiador aniónico de bases fuertes, descarbonatador e intercambiador aniónico de bases débiles.
No todas las unidades de intercambio iónico tienen todos los equipos que se describen; esta descripción se hace para tener una idea completa, en caso de ser necesario.
Retrolavado, regeneración y enjuague
- Los retrolavados deben efectuarse por un tiempo mínimo de 15 minutos, pudiendo prolongarse hasta 60 minutos en caso que se quiera eliminar finos que estén ocasionando altas caídas de presión, durante la producción de agua desmineralizada.
- Se debe tener cuidado de no tener velocidades altas o retrolavados excesivos, que provocan altas pérdidas de resinas.
- Los flujos de retrolavados deben ser de 25 m3/m2/hr (25 m/hr).
- El enjuague lento o transferencia debe ser de 1 a 2 m3 de agua/ m3 de resina/ hora (el gasto debe ser igual al pase de la solución regenerante).
- El enjuague rápido debe hacerse entre 16 a 40 m3/m3 de resina/hora.
- Para la dilución de las soluciones regenerantes debe usarse agua tratada.
- Para el enjuague de las resinas aniónicas debe usarse agua tratada, en cambio para las resinas catiónicas puede usarse agua sin tratar ( agua potable).
- Los retrolavados se realizan generalmente con agua sin tratar (agua potable).
- Cuando los retrolavados terminan con conductividad mayor de 9 uS/cm, se debe prolongar esta operación por 10 a 20 minutos.
Controles durante la regeneración
Durante la regeneración de resinas de intercambio iónico se deben realizar los siguientes controles:
- Concentración de la solución de soda caústica a dosificar a las resinas aniónicas.
- Concentración de la solución de ácido, en cada paso de la dosificación a las resinas catiónicas.
- Gasto total de ácido.
- Gasto total de soda usada para la regeneración.
- Control del punto final en las resinas catiónicas y aniónicas.
El consumo de hidróxido de sodio (soda caústica) debe estar entre 50-60 Kg de NaOH al 100%, por cada m3 de resina aniónica fuerte.
El regenerante de las resinas aniónicas fuertes debe ser pasado en un tiempo no menor de 30 minutos y el 15 al 30 % regenerante se debe descartar antes de su ingreso al intercambiador de resina aniónica débil, para evitar que en ella se formen depósitos de sílice.
Cuando el calcio es más del 50 % del total de cationes, y cuando se usa ácido sulfúrico en la regeneración de las resinas catiónicas, se forma sulfato de calcio que puede precipitar por estar en exceso al límite de solubilidad.
Se evita la precipitación usando una primera etapa más diluida de ácido sulfúrico (menor de 15 gr/l: menor de 1.5 %) y/o una mayor velocidad de la solución regenerante.
Duración y capacidad de las resinas
La mayoría de autores de la especialidad asignan una vida útil esperada de las resinas de intercambio iónico entre los 5 y los 10 años.
Según la Empresa RHOM AND HASS (fabricante de resinas de intercambio iónico) las resinas aniónicas tienen una vida útil teórica de 70 a 300 m3 de agua tratada por litro de resina y las resinas catiónicas de 200 a 1500 m3 de agua tratada por litro de resinas; en ambos casos dependerá de la calidad del agua a tratar.
| Tipo de resina | Vida útil teórica |
|---|---|
| Resinas aniónicas | 70 a 300 m3 de agua tratada por litro de resina |
| Resinas catiónicas | 200 a 1500 m3 de agua tratada por litro de resinas |
| Vida útil esperada | Entre los 5 y los 10 años |
En ambos casos dependerá de la calidad del agua a tratar.
Existen métodos de laboratorio que permiten determinar la capacidad de intercambio iónico de una resina dada, la mayoría de los cuales han sido desarrollados por las empresas fabricantes.
La utilidad de poder determinar la capacidad de intercambio iónico reside en poder comparar las capacidades de varias resinas cuando se necesita escoger una resina adecuada a las necesidades de operación; así mismo sirve para saber el estado de la vida útil de una resina que está en uso y determinar en que momento necesita ser cambiada.
Factores que reducen el rendimiento de las resinas
- Variaciones de la calidad del agua a ser tratada.
- Canalizaciones en los lechos de resinas.
- Falta de purgas de aire y gases u operación defectuosa de estos.
- Presencia de agentes oxidantes, tales como oxígeno, cloro, ozono u otros.
- Cambios bruscos de temperatura, que pueden provocar variaciones de las condiciones hidráulicas y en la cinética de las reacciones; si estos se producen, se deben efectuar ajustes de los flujos.
- Regeneraciones inadecuadas: concentraciones y/o gastos inadecuados.
- Distribución defectuosa del flujo, en la producción y/o en la regeneración.
- Regenerantes de mala calidad.
Se debe realizar análisis cuando se realice reposición de stocks de estos regenerantes: en el ácido sulfúrico o ácido clrhídrico analizar fierro, en el caso de la soda caústica determinar su concentración.
Daños y deterioro
- Rotura de las resinas.
- Despolimerización por oxidantes y consecuente hinchamiento (se vuelve ligera de densidad y se pierde durante los retrolavados.
- Envejecimiento de los grupos funcionales, provocando una adsorción irreversible.
- Envenenamiento por materias orgánicas e inorgánicas.
- Pérdidas de resinas, por ser demasiado pequeñas o por baja densidad.
Selección de la resina
Selección inadecuada de las resinas de intercambio iónico: se debe tener en cuenta lo siguiente:
- Tipo de material.
- Grados de los enlaces cruzados.
- Tamaño de las resinas.
- Grupo funcional.
- Facilidad de regeneración.
- Capacidad de intercambio en operación.
- Porosidad (superficie activa total).
- Estabilidad a contaminantes.
Diferencias entre agua destilada y agua pasada por resina
¿El agua desionizada es lo mismo que el agua destilada? No.
Tanto el agua desionizada como el agua destilada son disolventes indispensables en el laboratorio. Sin embargo, existen diferencias obvias entre ambas en cuanto a métodos de fabricación, ingredientes, pureza, etc.
| Aspecto | Agua destilada | Agua pasada por resina |
|---|---|---|
| Proceso principal | Se ha hervido a una determinada temperatura prevista y luego se ha condensado. | Se utilizan principalmente resinas de intercambio iónico para eliminar sustancias iónicas del agua. |
| Contaminantes eliminados | Minerales, metales pesados, bacterias, virus y diversos compuestos mediante ebullición y condensación. | Sales ionizadas, cationes y aniones. |
| Partículas no cargadas | Puede eliminar muchas impurezas durante la destilación. | Es imposible eliminar las partículas y moléculas no cargadas del agua con este método. |
| Conductividad | Es menor cuando la pureza iónica es relativamente mayor. | Puede aumentar después de la exposición al dióxido de carbono. |
| Uso habitual | Generalmente para análisis. | Generalmente para la producción industrial. |
En general, el agua destilada tiene un mayor contenido iónico que el agua desionizada. Si se desioniza sin desinfección UV o membrana filtrante, puede contener algunos microorganismos.
El agua desionizada utiliza resina de intercambio iónico para eliminar una gran cantidad de aniones y cationes, pero no puede eliminar todos los iones.
El agua destilada se condensa al entrar en contacto con el vapor frío, por lo que prácticamente no contiene iones (excepto iones de hidrógeno e hidroxilo).
La pureza del agua destilada es relativamente mayor que la del agua desionizada, por lo que su conductividad es menor.
El agua destilada se utiliza generalmente para análisis, mientras que el agua desionizada se utiliza para la producción industrial.
Pureza, conductividad y pH
El agua Milli-Q (Agua ultra pura con grado de laboratorio que ha sido pasada por filtros para obtener su pureza por osmosis inversa, cuyo nombre se debe al proceso o tratamiento comercial patentado de este tipo de agua), tiene generalmente, una resistividad de 18,2 MΩ·cm, o su inversa resistividad, y una conductividad eléctrica de 0,0055 μS·cm−1.
La pureza del agua puede ser medida de varias formas.
Uno puede intentar determinar el peso de todos los materiales disueltos (“soluto”); este es más fácilmente de hacer para sólidos disueltos, a diferencia de los líquidos o gases disueltos.
Adicionalmente, para pesar realmente las impurezas, uno puede estimar sus niveles a través del grado en el cual ellos incrementan el punto de ebullición o del más bajo punto de congelación del agua.
El índice de refracción (una medida de cómo los materiales transparentes doblan las ondas de luz) también es afectado por los solutos en agua.
El agua por definición es ligeramente ácida y el agua destilada se pondrá a prueba alrededor de pH 5,8.
La razón es que el agua destilada disuelve dióxido de carbono desde el aire.
Disuelve dióxido de carbono hasta que está en equilibrio dinámico con la atmósfera.
Esto significa que la cantidad que es disuelta balancea la cantidad que sale de la solución.
La cantidad total en el agua es determinada por la concentración en la atmósfera.
El agua desionizada puede cambiar su PH con facilidad al ser almacenada, debido a que absorbe el CO2 atmosférico.
Este CO2, al disolverse, forma ácido carbónico, de ahí el aumento de la acidez, que puede eliminarse hirviendo el agua al punto de ebullición para obtener de forma condensada el agua destilada y después volver a entrar al proceso de deionización del agua para dejarla pura y libre de sales.
Es importante mencionar que el pH del agua ultrapura es difícil de medir.
El agua de alta pureza no solo recoge rápidamente los contaminantes - como dióxido de carbono (CO2) - que afectan su pH, pero también tiene una baja conductividad que puede afectar la precisión de los medidores de pH.
La estimación más precisa del pH de agua ultrapura es obtenida a través de la medición de su resistencia; para una dada resistencia, el pH debe estar entre ciertos límites.
Por ejemplo, si la resistencia es 10,0 MWcm, el pH debe estar entre 6,6 y 7,6.
Limitaciones sanitarias y de almacenamiento
Es importante destacar que el agua desionizada NO es necesariamente agua completamente pura ya que fácilmente le llega el CO2 al contacto con el medio ambiente.
El proceso para obtener el agua desionizada no elimina partículas orgánicas sin carga tales como bacterias y virus, ni contaminantes orgánicos.
La desionización típicamente no remueve orgánicos, virus o bacterias excepto a través de captura “accidental” en la resina y especialmente si son resinas aniónicas hechas de base fuerte, las cuales removerán bacterias Gramnegativas.
El agua desionizada puede cambiar su PH con facilidad al ser almacenada, debido a que absorbe el CO2 atmosférico.
El agua desionizada es muy agresiva con los metales, debido a su pureza, PH y CO2 , por consiguiente, se usa normalmente plástico o vidrio para su almacenaje y manejo.
En cambio, el agua destilada puede no funcionar si los contaminantes son volátiles, ya que se pueden hervir y recondensar, tal como tener un poco de alcohol disuelto.
Los alambiques muy elegantes pueden condensar (licuar) selectivamente agua desde otras sustancias volátiles, pero la mayoría de los procesos de destilación permiten el arrastre de al menos algunas sustancias volátiles.
La pureza máxima de tales alambiques es usualmente 1.0 MWcm; y dado que no hay protección de dióxido de carbono (CO2) que se disuelve en el destilado, el pH es generalmente 4.5-5.0.
¿Se pueden beber?
Agua destilada
El agua destilada es relativamente pura, higiénica y potable.
Sin embargo, durante el proceso de destilación se pierden muchos minerales esenciales para el cuerpo humano.
Beber grandes cantidades de agua destilada durante períodos prolongados puede ser perjudicial para la salud y causar síntomas como opresión en el pecho, náuseas, diarrea, deterioro físico e irritabilidad.
Por lo tanto, el agua destilada se utiliza a menudo para preparar productos farmacéuticos y reactivos químicos, y no se recomienda su consumo como agua potable.
Dado que el proceso de destilación elimina algunos minerales del agua, es recomendable añadir suplementos minerales para producir agua potable y saludable.
Agua desionizada
Se puede utilizar el agua desionizada en bebidas pero no con regularidad.
Por un lado, debido a su sabor; por otra parte, por que hay que tener cuidado ya que carece de minerales.
El agua desionizada es relativamente pura y se puede beber.
Sin embargo, no tiene valor nutricional y su consumo prolongado provocará la pérdida de sales inorgánicas.
Esto se debe a que el proceso de desionización también elimina iones minerales beneficiosos para el cuerpo, como magnesio, sodio y calcio.
Además, el agua desionizada puede provocar fácilmente la proliferación bacteriana después del almacenamiento.
Usos del agua destilada
- Producción de la industria electrónica: se requiere agua ultrapura para procesos de fabricación como semiconductores, placas de circuitos y chips de circuitos integrados.
- Industria energética y empresas fabriles: se requiere agua suavizada y desmineralizada para las calderas de generación de energía y el suministro de agua para calderas de presión media y baja.
- Industria farmacéutica: se utiliza para fabricar infusiones médicas, productos farmacéuticos, inyecciones, productos bioquímicos, agua pura, agua estéril médica y agua pura para diálisis renal artificial.
- Industria de bebidas: se utiliza como agua pura para mezclar en la producción de vino, así como agua para sacarificación de cerveza y filtración de cerveza de barril pura.
- Vidrio óptico y proceso de recubrimiento: agua pura y agua ultrapura antes de la limpieza.
- Proceso de galvanoplastia y tratamiento de superficies: se utiliza para agua desionizada y agua pura para limpieza, así como agua pura para recubrimiento de superficies y limpieza de automóviles, electrodomésticos y productos de materiales de construcción.
Debido a la ausencia de minerales disueltos, con frecuencia se utiliza agua destilada en planchas de vapor y otros equipos donde la acumulación de minerales podría ser problemática.
La mayoría de los lugares que no tienen acceso a agua tratada, generalmente aquellos cercanos al mar, utilizan un proceso de destilación para generar agua potable a partir del mar.
Usos del agua pasada por resina
El agua desionizada se usa en laboratorios donde la presencia de iones disueltos causaría interferencia en los análisis químicos.
La mayoría de las industrias comerciales y manufactureras utilizan agua desionizada para evitar la posible acumulación de sedimentos que podría afectar la vida útil de sus equipos.
Además, dado que el agua desionizada no conduce la electricidad, puede usarse de forma segura en aplicaciones eléctricas.
- Limpieza de equipos electrónicos.
- Preparación de soluciones para experimentos científicos.
- Regar las plantas.
- Limpieza de ventanas.
- Preparación de fórmula para bebés.
- Fabricación de semiconductores.
- Producción de productos farmacéuticos, electrónicos y cosméticos.
- Tratamiento de agua en sistemas de refrigeración y calderas.
- Procesamiento de agua pura necesaria para los procesos de fabricación de la industria química.
- Tratamiento de agua de mar y agua salada.
- Sistemas de redes de agua de alta calidad y sistemas de tratamiento de agua en circulación para piscinas.
- Procesos de impresión y teñido de textiles.
El uso de agua desionizada pura puede prevenir eficazmente la formación de incrustaciones y la corrosión, prolongar la vida útil de los equipos y mejorar la eficiencia del trabajo.
El agua desionizada se utiliza para el proceso de fabricación de semiconductores, ya que su uso reduce fuerte la cantidad de compuestos químicos, favoreciendo al ambiente y reduciendo los costos de producción.
Ósmosis inversa, electrodiálisis y EDI
También se puede llegar a desmineralizar el agua a través de la destilación.
Electrodiálisis. Es interesante el proceso de electrodiálisis, puesto que se fluye el agua a través de unas membranas y luego se les carga con electricidad para que los iones puedan fluir por medio de las membranas.
La electrodiálisis utiliza una corriente eléctrica para separar los iones del agua, mientras que el intercambio iónico utiliza reacciones químicas para intercambiar iones entre el agua y una resina de intercambio iónico.
Ambos métodos son eficaces para eliminar los iones disueltos del agua, pero cada uno presenta sus propias ventajas y desventajas.
La electrodiálisis se utiliza habitualmente para desionizar grandes volúmenes de agua, como agua de mar o agua salobre.
Este método es muy eficaz para eliminar iones disueltos, pero también es costoso y requiere mucha energía.
El intercambio iónico se utiliza habitualmente para desionizar volúmenes más pequeños de agua, como el agua potable.
Este método es más económico y consume menos energía que la electrodiálisis, pero no es tan eficaz para eliminar iones disueltos.
En los últimos años la ósmosis inversa ha cobrado una gran importancia ya que resuelve de manera más segura el proceso de desmineralizar agua.
Si bien no elimina totalmente los cationes y aniones del agua, sí deja estos muy cercano a cero estos valores.
Para llegar a tener agua desmineralizada con un equipo de ósmosis inversa, se puede colocar una cama de resina mixta después.
La Ósmosis Inversa es lo últimamente conocido.
Este proceso permitirá la remoción de partículas tan pequeñas como los iones de una solución.
La Ósmosis Inversa es utilizada para purificar el agua y remover sales y otras impurezas con el fin de mejorar el color, el sabor o propiedades del fluido.
La Ósmosis Inversa puede reunir la mayoría de los estándares con un sistema de paso simple y los estándares más altos con un sistema de paso doble.
Este proceso logra rechazar el 99.9% de virus, bacteria y pirógenos.
La presión en el rango de 50 a 1000 psi (3.4 a 69 bar) es la fuerza de conducción del proceso de purificación por Ósmosis Inversa.
Es mucho más energía-eficiente comparada con la fase de cambio de procesos (destilación) y más eficiente que los químicos fuertes requeridos para regeneración por intercambio iónico.
Sistema EDI
El equipo de electrodesionizador EDI el agua ingresa a la unidad de EDI, donde una corriente eléctrica empuja los iones a través de la resina de intercambio iónico y una membrana.
Estos iones del agua se quedan concentrados, que luego se pueden drenar o reciclar.
Cuando los iones atraviesan la membrana y el catión selectivo o la resina aniónica, se intercambian en iones H+ y OH-.
Los iones unidos a la resina de intercambio iónico se transfieren a un compartimento separado bajo la influencia de un campo eléctrico externo.
También genera los iones H+ y OH- necesarios para mantener la resina en su estado regenerado.
Los siguientes sistemas de intercambio iónico de agua desionizada pueden ser producidos con plantas de Ósmosis Inversa (RO).
- Intercambio iónico: Agua del grifo -> filtro multimedia -> filtro de carbón activado -> filtro de precisión -> lecho positivo -> lecho negativo -> lecho mixto -> filtro de post-seguridad -> punto de agua.
- Sistema RO+DI: Agua del grifo -> filtro multimedia -> filtro de carbón activado -> filtro de precisión -> equipo de ósmosis inversa -> lecho mixto -> tanque de agua -> filtro de seguridad posterior -> punto de agua.
- Sistema RO+EDI: Agua del grifo -> filtro multimedia -> filtro de carbón activado -> filtro de precisión -> equipo de ósmosis inversa -> electrodesionización (EDI) -> tanque de agua -> filtro de seguridad posterior -> punto de agua.
¿Cómo funciona el sistema EDI?
Aplicaciones industriales y elección del tratamiento
La desionización puede utilizarse para purificar tanto agua dulce como salada.
Este proceso es importante para la producción de agua potable, pero también tiene muchas otras aplicaciones en la industria y la agricultura.
La desionización puede utilizarse para eliminar minerales del agua de alimentación de calderas, producir agua ultrapura para la fabricación de productos electrónicos y purificar agua para uso agrícola.
Este proceso también se utiliza en la desalinización de agua de mar, que convierte el agua salada en agua dulce.
El agua Ultra Pura es agua altamente tratada, de alta resistividad y sin componentes orgánicos; usualmente utilizada en las industrias farmacéuticas y de los semiconductores.
Cuando existen sistemas o algún proceso que puede verse afectado con aplicaciones de agua destilada o aplicaciones de agua potable, ya que se busca la menor presencia de sales disueltas en el agua para que no se vean afectados dichos sistemas o proceso en las industrias.
La elección entre agua destilada y agua pasada por resina depende de los contaminantes que se necesite eliminar, del volumen de producción, de la conductividad requerida, del uso final y de la posibilidad de regenerar o sustituir los componentes del sistema.
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