Un descalcificador no está diseñado para bajar de forma significativa la conductividad del agua. Su función principal es reducir la dureza causada por los iones de calcio y magnesio mediante un intercambio iónico, sustituyéndolos por iones de sodio. Por eso, el agua descalcificada sigue conteniendo sales minerales y su conductividad puede mantenerse en un nivel parecido o incluso aumentar ligeramente.
Cuando el objetivo es reducir realmente la conductividad, la tecnología más eficaz suele ser la ósmosis inversa, porque elimina la mayoría de las sales y minerales disueltos. La descalcificación y la ósmosis inversa no son sistemas equivalentes: en muchas instalaciones se utilizan de forma complementaria, colocando el descalcificador antes de la ósmosis inversa para proteger sus membranas frente a las incrustaciones.
Qué es la conductividad del agua
La conductividad es la capacidad que tiene el agua para conducir la electricidad. Esta propiedad depende directamente de la cantidad de sales disueltas y minerales presentes en el agua, como calcio, magnesio, sodio o cloruros. Cuantas más sustancias disueltas contiene, mayor será su conductividad.
Por tanto, este parámetro se utiliza como un indicador indirecto de la calidad del agua, ya que permite conocer su nivel de mineralización. El agua contiene varias sales disueltas que existen en forma de iones; cuando se introduce una corriente eléctrica, los aniones se mueven hacia el ánodo y los cationes hacia el cátodo, de modo que la solución acuosa actúa como conductor de electricidad.
El grado de la fuerza de la conductividad del agua se llama conductividad S. Cuanto más pura es el agua, menos sal contiene, y mayor es la resistencia y menor la conductividad. El agua ultrapura difícilmente puede conducir la electricidad.
Por qué es importante controlar la conductividad
Medir este parámetro permite conocer el estado del agua y determinar si es adecuada para un determinado uso. Se utiliza principalmente para:
- Controlar la calidad del agua.
- Detectar la presencia de sales disueltas.
- Evaluar la necesidad de tratamiento.
- Garantizar el correcto funcionamiento de equipos.
- Controlar procesos industriales.
El control de la conductividad es importante porque un valor elevado puede provocar incrustaciones en tuberías y equipos, corrosión en instalaciones, fallos en procesos industriales y alteraciones en la calidad del producto final. Por ello, su medición es clave tanto en uso doméstico como en entornos industriales.
Cómo se mide la conductividad
La conductividad se mide mediante un dispositivo llamado conductímetro, que determina la capacidad del agua para conducir electricidad. Este equipo introduce una pequeña corriente eléctrica en el agua y mide la resistencia que presenta.
El resultado obtenido permite conocer el nivel de sales disueltas de forma rápida y precisa. Los sensores de conductividad permiten medir este parámetro de forma continua en sistemas de tratamiento de agua y se utilizan principalmente en instalaciones industriales o automatizadas, donde es necesario controlar en tiempo real la calidad del agua y ajustar los procesos de forma precisa.
Este parámetro se expresa generalmente en microsiemens por centímetro (µS/cm) y milisiemens por centímetro (mS/cm). En la mayoría de aplicaciones, la unidad más utilizada es µS/cm.
Valores orientativos de conductividad
| Tipo de agua | Conductividad habitual |
|---|---|
| Agua potable | 200 - 1.000 µS/cm |
| Agua pura | < 50 µS/cm |
| Agua de mar | > 50.000 µS/cm |
| Agua destilada | Cercana a 0 µS/cm |
La conductividad del agua potable varía según su origen y tratamiento, pero normalmente se sitúa entre 200 y 1.000 µS/cm. El agua de mar presenta una conductividad muy alta, generalmente superior a 50.000 µS/cm, debido a su elevada concentración de sales.
El agua destilada tiene una conductividad muy baja, cercana a 0 µS/cm, ya que prácticamente no contiene sales ni minerales disueltos. No existe un único valor de conductividad para el agua potable, pero generalmente se considera adecuado un rango inferior a 2.500 µS/cm para consumo humano, según normativa.
Cómo funciona un descalcificador
El proceso que siguen los descalcificadores de agua es el intercambio iónico. Esta tecnología consiste en “intercambiar” las partículas que hacen al agua dura para volverla blanda.
Un descalcificador está compuesto por una botella de poliéster reforzada con fibra de vidrio donde dentro está la resina y enroscada a esta botella se encuentra el cabezal o válvula. En el mueble del descalcificador se encuentra el tanque de la sal y junto a este se encuentra normalmente un cilindro que dentro está el sistema de aspiración, en algunos casos con boya de seguridad.
El agua pasa por la resina y por un intercambio iónico atrapa las partículas de cal y magnesio, liberando partículas de sodio. Mediante unas resinas que contienen iones de sodio, atrapan los iones de calcio y magnesio del agua intercambiándose por los de sodio. De esta forma se consigue un agua mucho más blanda.
Qué ocurre durante la regeneración
Cuando la resina está llena de partículas de cal y magnesio, se debe realizar una regeneración, que es un lavado de resinas. Se realiza gracias al agua que está en contacto con la sal, esta es aspirada y obligada a pasar por las resinas, de manera que se desprende la cal y el magnesio por el desagüe.
Luego realiza un lavado de resinas para eliminar la sal. Una vez finalizada la regeneración, ya está el descalcificador listo para funcionar.
¿Un descalcificador sirve para bajar la conductividad?
La respuesta depende del significado de “bajar la conductividad”. Un descalcificador elimina los iones de calcio y magnesio responsables de la dureza, pero no elimina la totalidad de las sales disueltas. El sodio liberado por la resina permanece en el agua, por lo que la mineralización total no desaparece.
El agua que sale del descalcificador contiene más sodio, pero es inapreciable en vista, tacto y gusto. Solo podemos ver el aumento con un TDS. Si la conductividad del agua antes de pasar por el descalcificador es 350 ppm, al salir de este el valor será de unos 425 ppm, dependiendo de la dureza.
Por tanto, un descalcificador puede modificar la composición iónica del agua y reducir su tendencia a formar incrustaciones, pero no debe considerarse un equipo de desmineralización. Si el objetivo principal es reducir la conductividad, el descalcificador por sí solo no suele ser suficiente.
Diferencia entre descalcificación y reducción de conductividad
Un descalcificador industrial elimina la dureza del agua causada por los iones de calcio y magnesio. Estos minerales provocan incrustaciones calcáreas en tuberías, intercambiadores de calor, calderas, torres de refrigeración y equipos de producción.
La descalcificación utiliza resinas de intercambio iónico para sustituir los iones de calcio y magnesio por sodio. De este modo se reduce la dureza del agua y se evita la formación de incrustaciones calcáreas.
Su principal objetivo no es producir agua de alta pureza, sino proteger las instalaciones frente a los efectos de la cal. Reducir las incrustaciones supone mejorar la transferencia térmica, disminuir averías y prolongar la vida útil de los equipos.
La ósmosis inversa trabaja de forma diferente. Mediante presión, el agua atraviesa una membrana capaz de retener hasta el 99 % de las sales disueltas, además de materia orgánica, microorganismos y otros contaminantes presentes en el agua.
Gracias a ello es posible obtener un agua con un grado de pureza muy superior al que consigue un descalcificador. Esta tecnología se emplea cuando el proceso requiere controlar parámetros como la conductividad, la concentración de sales, la calidad microbiológica o la pureza del agua de proceso.
| Característica | Descalcificación | Ósmosis inversa |
|---|---|---|
| Objetivo | Eliminar la dureza del agua | Reducir sales y contaminantes disueltos |
| Tecnología | Intercambio iónico | Membranas semipermeables |
| Elimina calcio y magnesio | Sí | Sí |
| Reduce la conductividad | No de forma significativa | Sí |
| Elimina sales disueltas | No | Sí |
| Protege frente a incrustaciones | Sí | Sí |
| Produce agua de alta pureza | No | Sí |
| Aplicaciones habituales | Calderas, refrigeración, procesos térmicos | Alimentación, farmacia, química, electrónica |
Métodos para bajar la conductividad del agua
Cuando el nivel de conductividad es elevado, es necesario aplicar un tratamiento adecuado para reducir la cantidad de sales disueltas y bajar la conductividad del agua. Las soluciones más habituales son la ósmosis inversa, la desmineralización y la combinación de tratamientos.
Ósmosis inversa
La ósmosis inversa es el sistema más eficaz para reducir la conductividad, ya que elimina la mayoría de sales y minerales disueltos. Es un método comúnmente utilizado para reducir la conductividad, su proceso es simple y avanzado, y ofrece un buen efecto de tratamiento.
La ósmosis inversa es la separación del disolvente, normalmente agua, de una solución por medio de una membrana de ósmosis inversa o membrana semipermeable a una presión suficientemente alta. Se denomina ósmosis inversa porque funciona en sentido contrario a la ósmosis natural.
La desventaja es la necesidad de equipos de alta presión, un consumo de energía y membranas que se limpian y reemplazan regularmente. La conductividad eléctrica del agua puede alcanzarse por debajo de 10 µS/cm mediante el equipo de ósmosis inversa de primera etapa, y por debajo de 2 µS/cm mediante el equipo de ósmosis inversa de doble etapa.
El esquema de proceso puede incluir agua del grifo, tanque de agua cruda, bomba de refuerzo, filtro de arena de cuarzo, filtro de carbón activado, suavizador de agua, filtro de seguridad, sistema de ósmosis inversa y tanque de agua pura.
Desmineralización por intercambio iónico
El método de intercambio iónico es un método de reducción de la conductividad química, que utiliza la reacción de la resina aniónica y catiónica para reemplazar la cantidad de sal en el agua neutralizada y, después de la saturación, a través de la regeneración, la reacción de intercambio nuevamente.
Puede eliminar selectivamente aniones o cationes, el costo de la resina es bajo y el consumo de energía es pequeño. La desventaja es que la limpieza del agua efluente no es alta, puede perder partículas pequeñas de resina y necesita regenerarse con frecuencia.
El método de intercambio iónico puede reducir la conductividad del agua por debajo de 10 µS/cm. El método se puede usar para eliminar los cationes y aniones del agua en estado iónico.
El esquema de proceso puede incluir agua del grifo, tanque de agua original, bomba de refuerzo, filtro de arena de cuarzo, filtro de carbón activado, intercambiador de cationes, intercambiador de aniones y tanque de agua pura.
Con el cloruro de sodio representando las sales inorgánicas en el agua, la reacción de la resina de intercambio catiónico es R-H+Na+→R-Na+H+. La reacción de la resina de intercambio aniónico es R-OH+CL-→ R-CL+OH+.
La ecuación de reacción total de la resina de intercambio catiónico y aniónico puede escribirse como RH+ROH+NaCL-RNa+RCL+H2O. Se puede ver que el NaCl del agua ha sido reemplazado por H+ y OH- en la resina respectivamente, y los productos de reacción son solo H2O, por lo que se logra el efecto de eliminar la sal del agua.
Destilación
La destilación es un método físico para reducir la conductividad. Consiste en calentar el agua del grifo hasta que hierva, hacer pasar el vapor por un condensador y recoger el agua destilada obtenida.
La destilación ordinaria general del agua obtenida no alcanza una pureza elevada. Después de la destilación del agua en varias etapas, el agua puede ser muy pura, pero la desventaja es que el coste es relativamente alto y el rendimiento es pequeño.
Generalmente la conductividad del agua destilada es de aproximadamente 10 µS/cm. El principio del proceso consiste en hervir el agua original, evaporarla y condensarla para recuperarla.
Combinación de tratamientos
En algunos casos, se combinan diferentes tecnologías para obtener mejores resultados. La elección del sistema dependerá del uso del agua y de sus características, por lo que es recomendable realizar un análisis previo.
Si se desea alcanzar un mayor grado de pureza, pueden utilizarse dos sistemas de ósmosis inversa, seguidos de una columna de intercambio iónico o de un sistema de electrodesionización (EDI). Cuando se requieren niveles todavía más elevados de pureza, la ósmosis suele combinarse con tecnologías adicionales como la electrodesionización, capaz de producir agua ultrapura para aplicaciones especialmente exigentes.
Cuándo elegir un descalcificador
Cuando el principal problema es la dureza del agua, un sistema de descalcificación puede cubrir perfectamente las necesidades. Si el objetivo consiste en evitar incrustaciones y proteger los equipos, no es necesario alcanzar niveles elevados de pureza, sino garantizar un funcionamiento estable y reducir costes de mantenimiento.
Un descalcificador resulta especialmente útil en calderas de vapor, circuitos de refrigeración, torres de refrigeración, intercambiadores de calor, instalaciones HVAC industriales, lavado industrial y equipos de producción donde la cal reduce el rendimiento.
Los beneficios principales de un descalcificador industrial son prevenir la formación de cal y depósitos minerales, mejorar la eficiencia energética en sistemas térmicos, reducir costes de mantenimiento y paradas técnicas, proteger instalaciones y equipos críticos y alargar la vida útil de la maquinaria.
Cuándo es necesaria la ósmosis inversa
Cuando la calidad del agua influye directamente en el producto final o en el rendimiento de equipos muy sensibles, la ósmosis inversa se convierte en la tecnología más adecuada.
Es una solución habitual en la industria alimentaria y de bebidas, la industria farmacéutica, la producción cosmética, la industria química, la fabricación electrónica, los laboratorios y la producción de agua desmineralizada.
La ósmosis inversa está presente en industrias como la farmacéutica, la alimentación, la electrónica, la cosmética o la producción de agua desmineralizada. Sus aplicaciones incluyen la industria alimentaria y farmacéutica, laboratorios y procesos de envasado, calderas de alta presión y sistemas de refrigeración, producción de agua ultrapura para procesos técnicos e industria electrónica y química.
Cuándo combinar un descalcificador y una ósmosis inversa
Sí se puede combinar un descalcificador con un sistema de ósmosis inversa. De hecho, es una de las configuraciones más habituales en instalaciones industriales.
La descalcificación protege las membranas de ósmosis frente a la formación de incrustaciones provocadas por el calcio y el magnesio. Al reducir la dureza del agua antes de que llegue a las membranas, se mejora el rendimiento del equipo y se prolonga su vida útil.
En muchos casos, ambas tecnologías se complementan para obtener mejores resultados y prolongar la vida de las membranas. La combinación de ambas tecnologías permite optimizar el rendimiento, proteger los equipos y garantizar una calidad de agua constante.
Una breve explicación de como es una ósmosis inversa industrial
Tipos de descalcificadores
Descalcificadores dúplex
Estos equipos cuentan con dos columnas de resina que trabajan de forma alterna, por lo que el suministro de agua blanda es continuo. Son ideales para las industrias con alta capacidad de producción.
Descalcificadores eco-Sal
Utilizan una cantidad de sal menor en comparación con otros descalcificadores tradicionales a la hora de regenerarse. Esto provoca que los costes operativos y el impacto medioambiental sean menores.
Descalcificadores auto-ºF
La particularidad de estos equipos es que ajustan automáticamente la dureza del agua de salida según unos parámetros establecidos. De esta forma se garantiza una calidad de agua constante y personalizada.
Descalcificadores volumétricos
El proceso de descalcificación se inicia cuando el agua ha alcanzado un volumen predeterminado, independientemente del tiempo transcurrido. Este proceso es más eficiente, ya que se produce solo cuando es necesario.
Descalcificadores cronométricos
El inicio de la descalcificación está marcado por tiempos preestablecidos sin tener en cuenta otros parámetros como el volumen de agua a tratar. Son fáciles de programar y operar, pero pueden generar un mayor consumo de sal y agua si el caudal es bajo.
Descalcificadores magnéticos y electrónicos
A diferencia de los equipos de resina, los descalcificadores magnéticos no eliminan los iones de calcio y magnesio, sino que modifican su estructura para evitar incrustaciones. Los equipos electrónicos utilizan campos electromagnéticos para modificar las propiedades del agua y evitar la formación de incrustaciones.
Estos equipos no reducen la cantidad de sales disueltas del agua y, por tanto, no son una solución para bajar la conductividad. Hacen lo mismo que un imán, es decir, generan un campo electromagnético, pero con una variación de frecuencia.
No tienen bases científicas que los respalden. Las pruebas de laboratorio mencionadas muestran precipitación de cal y estos equipos no han superado las pruebas de laboratorio. También se han retirado equipos de este tipo y se han reemplazado por descalcificadores de resinas.
Cómo calcular la cantidad de resina
La cantidad de resina necesaria depende de varios factores: el tipo de vivienda o instalación, la dureza del agua y la cantidad de personas que residen o el consumo diario. En una instalación industrial, también deben considerarse el caudal y la capacidad de producción.
El tipo de vivienda o instalación es importante porque no es lo mismo un piso con un baño que una torre con tres baños. Los diámetros de las tuberías también pueden variar y cada diámetro ofrece un caudal de litros por hora muy distinto.
La dureza del agua es uno de los datos más importantes. Si el agua procede de pozo, la cantidad de cal puede ser mayor que en el agua de red, pero lo importante es conocer la dureza concreta del agua. Un litro de resina puede eliminar 6 hFº por metro cúbico de agua; a eso se le llama poder de intercambio.
La cantidad de personas que residen equivale al consumo de agua diario. Para tener una idea, se suelen calcular 100 litros por persona y día. El descalcificador como mínimo debe realizar una regeneración cada semana, y lo ideal sería cada dos semanas.
De esta manera, al resultado de litros semanales se le añaden 1000 litros de excedencia. La fórmula para saber la capacidad de resina que debe tener el equipo es:
LResina = V (m³) × Dureza Total (hFº) : 6
Ejemplo de cálculo con agua muy dura
En una familia de 3 personas, el consumo diario estimado es de 300 litros. A la semana consume 2.100 litros de agua más 1000 litros de excedencia, lo que equivale a 3.100 litros o 3,1 m³. Cada dos semanas consume 4.200 litros de agua más 1000 litros de excedencia, lo que equivale a 5,2 m³.
Si la dureza es de 42 ºhF, la fórmula para la cantidad mínima de resina es 3,1 m³ × 42 ºhF : 6 = 21,7 litros. La fórmula para la cantidad ideal de resina es 5,2 m³ × 42 ºhF : 6 = 36,4 litros.
Debido a la gran cantidad de cal en el agua, se necesita un descalcificador potente, con un mínimo de 22 litros de resina, mientras que lo ideal serían 38 litros.
Ejemplo de cálculo con menor dureza y mayor consumo
En una familia de 5 personas, el consumo diario estimado es de 500 litros. A la semana consume 3.500 litros de agua más 1000 litros de excedencia, lo que equivale a 4.500 litros o 4,5 m³. Cada dos semanas consume 7.000 litros de agua más 1000 litros de excedencia, lo que equivale a 8,0 m³.
Si la dureza es de 22 ºhF, la fórmula para la cantidad mínima de resina es 4,5 m³ × 22 ºhF : 6 = 16,5 litros. La fórmula para la cantidad ideal de resina es 8 m³ × 22 ºhF : 6 = 29,3 litros.
A pesar de tener casi la mitad de cal, debido a que hay más usuarios se necesita que el descalcificador tenga como mínimo 18 litros de resina, mientras que lo ideal serían 30 litros.
Los consumos son orientativos, ya que en una casa se puede utilizar el agua descalcificada para otros usos y consumir más. En instalaciones industriales, el dimensionamiento debe basarse en el caudal real, la dureza, el volumen tratado y la frecuencia de regeneración prevista.
Qué válvula debe tener un descalcificador
La válvula es la parte fundamental del descalcificador, ya que realiza todo el proceso de lavado de resinas, las lecturas, las estadísticas y las funciones del equipo. Es el cerebro del sistema.
Los descalcificadores pueden ser volumétricos o cronométricos y también pueden realizar la regeneración a co-corriente o a contra-corriente. Actualmente, la mayoría son volumétricos, estadísticos, proporcionales y de bajo consumo.
Al elegir una válvula conviene valorar la disponibilidad de recambios, la posibilidad de sustituir juntas y resinas, la facilidad de mantenimiento y la compatibilidad con el caudal de la instalación. Una válvula reparable puede permitir prolongar la vida útil del equipo sin sustituirlo por completo.
Qué conexión y caudal debe tener el equipo
Normalmente en fontanería se habla en pulgadas. En un piso lo más habitual es una conexión de tres cuartos de pulgada (3/4”) y en casas de una pulgada (1”).
No pasa nada si en una tubería de un piso se instala una conexión de una pulgada. En cambio, si en una casa cuya tubería es de una pulgada se instala una conexión de ¾”, se puede notar una pérdida de caudal muy considerable.
El caudal determina el tamaño y la capacidad de producción del equipo. Antes de seleccionar el descalcificador es necesario conocer el caudal máximo, el consumo habitual, el diámetro de las tuberías y la presión disponible.
Regeneración, mantenimiento y vida útil
En un descalcificador es necesario regenerar periódicamente las resinas mediante salmuera para mantener su capacidad de intercambio iónico. Durante la regeneración, la salmuera desprende el calcio y el magnesio retenidos y los conduce al desagüe, después de lo cual se realiza un lavado para eliminar la sal residual.
En la ósmosis inversa, el mantenimiento se centra principalmente en la limpieza de membranas, la sustitución de cartuchos filtrantes, el control de presiones y la supervisión del rendimiento hidráulico.
En ambos casos, un correcto diseño del pretratamiento resulta determinante para maximizar la vida útil del sistema. La calidad del agua de entrada, la dureza, la conductividad, el caudal y el programa de mantenimiento influyen directamente en el rendimiento.
Un descalcificador está diseñado para durar muchos años cuando utiliza componentes reparables y recibe el mantenimiento adecuado. La sustitución de juntas o resinas puede prolongar la vida del equipo y evitar la sustitución completa de la válvula o del descalcificador.
Cómo elegir el equipo según la necesidad
Para elegir el sistema adecuado hay que valorar la dureza del agua, el caudal, la precisión requerida, el espacio disponible y el presupuesto. Conocer la cantidad de calcio y magnesio permite determinar la capacidad de intercambio necesaria.
- Dureza del agua: conocer la cantidad de calcio y magnesio que presenta el agua.
- Caudal: determina el tamaño y la capacidad de producción.
- Conductividad: indica la concentración global de sales disueltas y permite saber si el descalcificador es suficiente.
- Precisión: valorar si el proceso industrial requiere máxima precisión.
- Espacio disponible: el tamaño del equipo debe adaptarse al espacio disponible en la instalación.
- Mantenimiento: comprobar la regeneración, la limpieza, la disponibilidad de recambios y la sustitución de consumibles.
- Calidad final requerida: determinar si basta con evitar incrustaciones o si se necesita agua desmineralizada o de alta pureza.
Si el objetivo es proteger calderas, tuberías, intercambiadores y circuitos térmicos frente a la cal, el descalcificador puede ser la solución adecuada. Si se necesita reducir la conductividad, la concentración de sales o la contaminación disuelta, conviene utilizar ósmosis inversa, desmineralización o una combinación de tecnologías.
Más que elegir entre descalcificación y ósmosis inversa, se trata de diseñar el tratamiento adecuado. Cada sistema de tratamiento de agua industrial presenta unas necesidades concretas relacionadas con la calidad del agua, la protección de los equipos o los requisitos del producto final.
La conductividad es un indicador clave para conocer la calidad del agua y su nivel de mineralización. Su medición permite detectar problemas, prevenir daños en instalaciones y determinar si es necesario aplicar un tratamiento. Cuando los valores son elevados, existen soluciones eficaces como la ósmosis inversa, que permite mejorar la calidad del agua y adaptarla a cada uso.
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