Un descalcificador industrial es un equipo que elimina la dureza del agua, es decir, los minerales responsables de la formación de cal, principalmente el calcio y el magnesio, mediante intercambio iónico con resina.
El agua dura atraviesa un tanque con resina catiónica, que retiene los iones de calcio y magnesio y libera iones de sodio en su lugar; cuando la resina se satura, el equipo la regenera con una solución de salmuera para que pueda iniciar un nuevo ciclo.
Su función es evitar las incrustaciones en tuberías, calderas, circuitos de refrigeración y maquinaria, así como reducir los problemas de corrosión y mantenimiento en las instalaciones de proceso.
Qué es un descalcificador industrial
Un descalcificador industrial es un equipo robusto y eficiente diseñado para abordar la dureza del agua en escala comercial o industrial.
La dureza del agua, causada por la presencia de minerales como calcio y magnesio, puede tener efectos adversos en equipos, tuberías y procesos industriales.
Los descalcificadores constituyen unos productos de gran sofisticación y que se han hecho muy populares en el sector industrial.
A grandes rasgos, las máquinas descalcificadoras llevan a cabo un proceso consistente en reducir la dureza del agua.
Este se basa en la eliminación del magnesio y calcio y su sustitución, en el marco de los intercambios de iones, por el sodio.
La función básica de estos aparatos es acabar con los restos de las sales citadas, los cuales resultan perjudiciales no solo para la salud, sino también para el mantenimiento de los conductos y depósitos por los que fluyen.
Como existen numerosos negocios que requieren contar con agua sin este fenómeno de la cal comentado, los descalcificadores se han revelado como maquinarias imprescindibles.
En especial, en el sector industrial, en el que las cantidades de agua almacenadas y empleadas son relevantes y conllevan el cumplimiento de estrictas normas de seguridad.
Esquema general de un descalcificador industrial
El descalcificador industrial está formado por un conjunto de elementos que permiten recibir el agua dura, hacerla pasar por la resina, regenerar el medio de intercambio y evacuar el agua de desecho.
- Un tanque o recipiente a presión lleno de resina de intercambio iónico.
- Un depósito de salmuera para preparar la solución de cloruro de sodio.
- Una válvula de control que dirige las distintas fases del ciclo.
- Un sistema de aspiración de salmuera.
- Una entrada de agua de aporte.
- Una salida destinada al agua descalcificada.
- Una conexión al desagüe para evacuar el agua de regeneración.
- Una conexión de rebosadero.
- Un sistema de medición o programación mediante temporizador, contador volumétrico o sensores de saturación.
- Una configuración simple o doble, según la necesidad de continuidad del suministro.
Por su parte, el descalcificador está formado por un mueble con el tanque de la sal, una botella de poliéster para la resina y el cilindro del sistema de aspiración.
De todas formas, existen modificaciones, en función de las necesidades del cliente, en estos mecanismos generales.
Existen, además, las que tienen un tanque de acero y unas válvulas de mayores dimensiones, las cuales se despliegan en las industrias más pesadas.
| Elemento | Función principal |
|---|---|
| Resina de intercambio iónico | Retiene los iones de calcio y magnesio y libera iones de sodio. |
| Tanque de resina | Contiene el lecho por el que circula el agua dura. |
| Depósito de salmuera | Almacena la sal y el agua utilizadas durante la regeneración. |
| Válvula de control | Gestiona las fases de servicio, lavado, aspiración y enjuague. |
| Desagüe | Evacua los minerales desprendidos y el exceso de salmuera. |
| Programador o contador | Determina cuándo debe iniciarse la regeneración. |
Cómo funciona un descalcificador industrial
El funcionamiento de un descalcificador industrial es similar al de los modelos domésticos, pero a mayor escala.
Utiliza resinas de intercambio iónico en tanques de mayor capacidad.
1. Entrada del agua dura
El agua dura entra en el equipo a través de una conexión de alimentación y es conducida hacia el tanque que contiene la resina.
El agua con altos niveles de calcio y magnesio ingresa al descalcificador a través de una conexión de entrada.
En este punto, el agua aún contiene los minerales que provocan la formación de cal.
2. Paso del agua por la resina
Cuando el agua dura fluye a través de estas resinas, los iones de calcio y magnesio son reemplazados por iones de sodio.
La resina, por otro lado, es un componente clave en la consecución de estos fines.
Cuando el agua atraviesa estas resinas, los iones de calcio y magnesio quedan retenidos en ellas y son sustituidos por una pequeña cantidad de sodio.
Este proceso elimina la dureza del agua sin modificar su uso cotidiano.
Es el corazón del funcionamiento del descalcificador y el responsable de que el agua salga libre de cal.
Se aspira agua cargada de iones de sodio a partir del depósito.
Este agua pasa por la resina y libera el exceso de sodio.
Para retener el sodio, la resina libera la cal.
Este agua obtenida se desecha por el desagüe, ya que contiene toda la cal que hemos eliminado, consiguiendo, por tanto, eliminar las durezas del agua.
Una vez tratada, el agua descalcificada sale del tanque y continúa hacia la instalación industrial.
3. Distribución del agua descalcificada
El agua descalcificada puede alimentar instalaciones de proceso, calderas, circuitos de refrigeración, sistemas de climatización, maquinaria y otros puntos de consumo industrial.
Los equipos industriales están dimensionados para tratar volúmenes mucho mayores de agua de forma continua, y suelen incorporar regeneración automática para no interrumpir la actividad del negocio.
Los descalcificadores industriales se adaptan a diversas aplicaciones, como plantas de tratamiento de agua, procesos de fabricación, instalaciones químicas y más.
4. Saturación de la resina
La capacidad de la resina para capturar iones de calcio y magnesio es limitada, por lo que periódicamente se realiza un proceso de regeneración para restaurar su funcionalidad.
A medida que las resinas se saturan con minerales, el proceso de regeneración se vuelve fundamental.
Una vez que la reserva de cationes de Na+ se agota, es necesario un proceso de regeneración para recargar la resina.
5. Regeneración con salmuera
La regeneración en descalcificadores industriales generalmente involucra una mayor cantidad de resinas y una solución concentrada de salmuera.
Al regenerar la resina con salmuera (NaCl), esta obtiene los cationes de Na+ que, posteriormente, se intercambian por cationes de Ca+ y Mg+.
Este proceso elimina los minerales adheridos a las resinas y las recarga con iones de sodio.
La solución de salmuera se bombea a través de la resina.
Los iones de sodio de la sal reemplazan los minerales adheridos a la resina, que luego se lavan hacia un desagüe.
La resina está así lista para otro ciclo de ablandamiento.
6. Evacuación y enjuague
Durante la regeneración, los minerales retenidos y el exceso de sal son conducidos al desagüe.
El proceso de regeneración incluye varias fases:
- Contra-lavado. Se enjuaga el lecho de resina para eliminar impurezas acumuladas.
- Aspiración de salmuera. Se introduce una solución de sal que recarga la resina con iones de sodio y expulsa los minerales retenidos, enviándolos al desagüe.
- Lavado rápido. La resina se enjuaga para eliminar cualquier exceso de sal, garantizando que el agua tratada no tenga sabor salado.
- Reabastecimiento del depósito de salmuera. Se repone el depósito de sal con agua para preparar la siguiente regeneración.
Cuando finaliza el ciclo, la resina recupera su capacidad de intercambio y el equipo vuelve al modo de servicio.
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Control de la regeneración
La frecuencia de regeneración puede estar controlada por un temporizador o sensores de saturación de resina, dependiendo de las necesidades y la demanda del proceso industrial.
El proceso de regeneración puede gestionarse siguiendo un método volumétrico, mediante medidor, o cronométrico, mediante temporizador, a partir del volumen de agua tratado.
En los equipos modernos, este proceso es completamente automático y suele realizarse en momentos de bajo consumo, como durante la noche.
Las modernas máquinas descalcificadoras que se usan en el sector industrial disponen de mecanismos automáticos, por lo que no hay que efectuar recargas manuales.
El programador y la pantalla de interfaz para el operador disponible en los descalcificadores de mayor capacidad garantizan una excelente flexibilidad, un mantenimiento mínimo y una supervisión inmediata.
Muchos descalcificadores de agua modernos cuentan con una pequeña pantalla gracias a la cual puede introducirse el dato de la dureza del agua y la hora de recarga.
Configuraciones de los descalcificadores industriales
Los diseños flexibles permiten componer cadenas descalcificadoras simples o dobles para trabajo en continuo.
Configuración simple
En una configuración simple, un único tanque de resina realiza el tratamiento del agua y debe detenerse o desviarse durante la regeneración.
Esta configuración puede ser adecuada cuando se permite una interrupción temporal del suministro de agua descalcificada.
Configuración doble o dúplex
Los sistemas dúplex o twin incorporan dos columnas de resina que trabajan de forma alterna.
Dos columnas de resina que trabajan de forma alterna permiten mantener el suministro de agua blanda sin interrupciones, 24/7.
Mientras una columna está en servicio, la otra puede regenerarse o permanecer preparada para entrar en funcionamiento.
La configuración simple o doble puede mejorarse para adaptarla a las necesidades cambiantes de los clientes.
| Configuración | Funcionamiento | Aplicación |
|---|---|---|
| Simple | Una columna de resina trata el agua. | Instalaciones que admiten una interrupción durante la regeneración. |
| Dúplex / Twin | Dos columnas trabajan de forma alterna. | Procesos que requieren agua blanda sin interrupciones, 24/7. |
Tipos de descalcificadores industriales
| Tipo | Cómo funciona | Recomendado para |
|---|---|---|
| Automático de resina | Regeneración automática programada, sin intervención manual. | Grandes instalaciones con funcionamiento continuo. |
| Manual | El ciclo de regeneración se inicia manualmente. | Negocios medianos sin necesidad de automatización total. |
| Dúplex / Twin | Dos columnas de resina que trabajan de forma alterna. | Procesos que requieren agua blanda sin interrupciones, 24/7. |
Descalcificadores automáticos de resina
Los descalcificadores automáticos realizan la regeneración de forma programada o en función del volumen de agua tratado.
La regeneración automática permite mantener la continuidad operativa y reducir la intervención del personal.
Descalcificadores manuales
En los equipos manuales, el ciclo de regeneración se inicia manualmente.
Son adecuados para negocios medianos sin necesidad de automatización total.
Descalcificadores dúplex o twin
Los descalcificadores dúplex cuentan con dos columnas que trabajan alternadamente para no interrumpir nunca el suministro de agua blanda.
Son especialmente apropiados para instalaciones con funcionamiento continuo y procesos que requieren agua descalcificada durante las 24 horas.
Equipos con control electrónico e hidráulico
Las magnéticas han sido totalmente superadas por los resultados óptimos que ofrecen las electrónicas, que cuentan con paneles de manipulación y válvulas motorizadas de control.
Estos posibilitan la regeneración de agua en la industria ligera, determinados usos profesionales y las comunidades de propietarios.
Los descalcificadores modernos, como el modelo Ecoluxe de Grupo Deluxe no requieren electricidad, entonces, ¿Cómo funciona un descalcificador de agua hidráulico?
Estos equipos utilizan sistemas hidráulicos avanzados que no requieren electricidad.
Esto los hace altamente eficientes y ecológicos, ya que aprovechan la energía cinética del agua para alimentar su funcionamiento.
Caudal y dimensionamiento
El caudal es uno de los factores principales para seleccionar y dimensionar un descalcificador industrial.
La cantidad de agua con la que se trabaje implica la fabricación de máquinas que se adaptan a distintas capacidades.
Esta circunstancia se hace patente tanto en las industrias como en las viviendas y tiene que ver también con la proporción de resina oportuna.
El rango de caudales puede ser muy amplio, de 1,00 a 25,00 m3/h.
En otra gama de equipos, el flujo de agua se sitúa desde 1 hasta 20 m3/h.
La dureza específica de las aguas a tratar también condiciona la selección del equipo.
Esta varía, por ejemplo, en función de los territorios.
Por ejemplo, en España sobresalen por su especial dureza las aguas de las zonas bañadas por el mar Mediterráneo.
En el caso de que el agua se vaya a destinar al consumo humano, también debe considerarse el número de personas que va a disfrutar de ella.
En resumidas cuentas, cabe la posibilidad de producir estos aparatos a medida, en función de las exigencias de los clientes.
Regeneración a contracorriente y consumo operativo
En el caso de los descalcificadores de agua de gran capacidad, una regeneración a contracorriente y un lecho de resina «bloqueado» impiden la fluidificación del lecho de resina.
La regeneración a contracorriente emplea una dosis baja de sal y, por tanto, permite alcanzar una reducción del 30 al 40 % en el consumo de sal y una reducción superior al 50 % en el consumo de agua de servicio.
A pesar de que la implantación de esta tecnología exige una instalación más sofisticada en términos de construcción y funcionamiento, lo que se traduce en unos costes de inversión mayores en comparación con un sistema de regeneración convencional, el retorno de la inversión es atractivo gracias al ahorro en el consumo de agua y sal.
En los sistemas de mayor tamaño, en que un tanque de salmuera mantenido por un operador local se considera insuficiente, los descalcificadores de agua suelen equiparse con un sistema saturador de salmuera.
Este sistema prepara la salmuera a partir de sal fina suministrada a granel desde un gran recipiente de almacenamiento que, a menudo, se sitúa separado del descalcificador.
De este modo, se logran reducir las limitaciones operativas derivadas tanto del coste de regeneración de la sal como de su implantación.
Aplicaciones industriales
Es un proceso apto para cualquier industria con problemas de dureza en el agua.
- Hostelería y restauración.
- Industria.
- Hoteles y alojamientos turísticos.
- Galvanotecnia.
- Lacado y anodizado de aluminio.
- Tratamiento de superficies.
- Sistemas de refrigeración.
- Calderas de vapor.
- Plantas de tratamiento de agua.
- Procesos de fabricación.
- Instalaciones químicas.
- Climatización.
- Industria textil.
- Industria farmacéutica.
- Industria cerámica.
- Lavado de ropa y vehículos.
- Panaderías y ganaderías.
- Comunidades de propietarios.
Calderas de vapor
Una de las aplicaciones más utilizadas en la industria son las que se destinan al tratamiento de calderas debido a las elevadas temperaturas y concentraciones a las que se someten.
La dureza del agua genera importantes problemas de incrustación en todo tipo de maquinaria, lo cual interfiere en su rendimiento aumentando considerablemente el consumo de combustible, energía y sobre todo deteriorando prematuramente el estado de toda la instalación.
El exceso de cal acumulado en las calderas obliga a un mayor consumo para obtener el mismo rendimiento.
Sistemas de refrigeración
Las torres de refrigeración padecen de manera importante la sedimentación y la corrosión de la cal en su estructura debido a las condiciones de trabajo en que se encuentran, humedad y temperatura.
Por ello es aconsejable un adecuado tratamiento contra la cal para reducir estos problemas que ocasionan los altos niveles de concentración de calcio y magnesio en el agua.
La industria del plástico también se ve afectada en sus circuitos cerrados de refrigeración, ya que estos son necesarios para controlar y vigilar la temperatura en máquinas de inyección, sopladoras o extrusoras.
Las incrustaciones, la corrosión y el crecimiento de bacterias pueden hacer disminuir de manera importante la eficacia de dichos equipos.
Hostelería, restauración y hoteles
En la hostelería hay que evitar incrustaciones que estropeen los electrodomésticos.
Los hoteles y restaurantes pueden utilizar estos equipos para proteger cocinas industriales y sistemas de climatización.
Alimentación y bebidas
Los descalcificadores están diseñados para funcionar en gran variedad de industrias.
Es posible obtener resinas de calidad alimentaria para agua blanda de uso directo en la industria de alimentación y bebidas.
Especial importancia tienen en el ciclo de vida de numerosos alimentos en la industria que trabaja con estos bienes, como panaderías o ganaderías, entre otras.
Tratamiento de superficies
La galvanotecnia, el lacado y el anodizado de aluminio, así como otros tratamientos de superficies, requieren controlar la dureza del agua para reducir depósitos minerales en las instalaciones y en los procesos.
Ventajas de instalar un descalcificador industrial
Prevención de incrustaciones
Los descalcificadores industriales sirven para evitar las incrustaciones en las tuberías y la corrosión en las instalaciones de proceso, eliminado las durezas de las aguas de abastecimiento a través de un adecuado tratamiento.
La eliminación o reducción del calcio y el magnesio disminuye la formación de depósitos en tuberías, intercambiadores, calderas, circuitos y equipos de producción.
Ahorro energético
La cal acumulada en calderas y sistemas de calor obliga a un mayor consumo para obtener el mismo rendimiento.
Sin depósitos de cal en las resistencias, los equipos calientan el agua de forma más eficiente y consumen menos energía.
El funcionamiento óptimo del descalcificador industrial puede influir de forma directa en el ahorro de energía y, en especial, en el económico de la empresa, mediante el aumento de los rendimientos de la producción y la bajada del consumo del combustible.
Menos averías y mantenimiento correctivo
Un descalcificador industrial bien dimensionado reduce significativamente el mantenimiento correctivo de calderas, circuitos de refrigeración y maquinaria.
La cal no eliminada a tiempo es una de las causas más frecuentes de avería prematura en equipos industriales.
Se evitan obstrucciones en tuberías y paradas no programadas por avería.
Mayor vida útil de los equipos
El tratamiento protege sistemas de refrigeración, producción y climatización.
La reducción de incrustaciones ayuda a prolongar la vida útil de tuberías, calderas, intercambiadores, electrodomésticos industriales y maquinaria.
Mejor calidad del proceso
La calidad del agua puede influir en el resultado de procesos industriales en los que interviene directamente.
El agua descalcificada mejora la calidad del producto final en sectores como alimentación, hostelería o lavanderías, donde el agua interviene directamente en el proceso.
Reducción de productos auxiliares
Al igual que en otras clases de circuitos de refrigeración, los descalcificadores industriales ayudan a disminuir o incluso eludir el empleo de anti-incrustantes, biocidas y anticorrosivos químicos.
Los equipos destinados a determinadas aplicaciones pueden reducir la necesidad de productos utilizados para controlar depósitos, corrosión y ensuciamiento.
Descalcificador industrial frente a descalcificador doméstico
La diferencia principal es el caudal y la capacidad de resina.
Un equipo industrial está dimensionado para tratar volúmenes mucho mayores de agua de forma continua, y suele incorporar regeneración automática para no interrumpir la actividad del negocio.
El funcionamiento básico es el mismo: el agua dura atraviesa una resina de intercambio iónico, que retiene calcio y magnesio y libera sodio.
La diferencia se encuentra en la capacidad de los tanques, el volumen de resina, el tamaño de las válvulas, el control de la regeneración y la posibilidad de trabajar con configuraciones dobles.
| Aspecto | Equipo industrial | Equipo doméstico |
|---|---|---|
| Caudal | Mucho mayor y adaptado a la demanda de una instalación industrial. | Adaptado al consumo de una vivienda. |
| Capacidad de resina | Mayor, según la dureza y el volumen de agua tratado. | Menor, según el consumo doméstico. |
| Regeneración | Automática, volumétrica, cronométrica o controlada por sensores. | Habitualmente automática y programada. |
| Configuración | Simple o doble para trabajo en continuo. | Normalmente una sola columna. |
| Aplicación | Calderas, refrigeración, producción y procesos industriales. | Fontanería, electrodomésticos y consumo doméstico. |
Mantenimiento del descalcificador industrial
El mantenimiento necesario consiste principalmente en reponer la sal para la regeneración de la resina y revisar periódicamente el estado de las válvulas y el sistema de aspiración.
La resina en sí tiene una vida útil larga si se mantiene correctamente.
El mantenimiento debe adaptarse a la dureza del agua, el caudal tratado, la frecuencia de regeneración y las condiciones de funcionamiento de la instalación.
Revisión del depósito de salmuera
Un descalcificador utiliza sal para eliminar la cal del agua.
La sal no se añade directamente al agua que consumimos.
Su función es regenerar las resinas para que puedan seguir eliminando la cal de manera eficaz.
En los equipos industriales, el depósito de salmuera debe conservar una cantidad suficiente de sal para garantizar que la regeneración pueda completarse correctamente.
Comprobación de válvulas y aspiración
Es necesario revisar periódicamente el estado de las válvulas y el sistema de aspiración.
La válvula de control debe dirigir correctamente el agua durante el servicio, el contra-lavado, la aspiración de salmuera, el lavado rápido y el llenado del depósito.
Análisis de la dureza
El control de la dureza del agua permite comprobar que la resina sigue funcionando y que la regeneración se realiza con la frecuencia adecuada.
Si la dureza del agua tratada aumenta, el equipo puede estar próximo a la saturación, tener un problema en la regeneración o requerir una revisión.
Higienización
La higienización y la revisión de los componentes deben realizarse conforme a las condiciones de la instalación y a las indicaciones de mantenimiento aplicables.
En los equipos de mayor capacidad, la supervisión inmediata y el mantenimiento mínimo se facilitan mediante programadores y pantallas de interfaz para el operador.
Aspectos que deben considerarse al seleccionar el equipo
- El caudal máximo y el caudal habitual de la instalación.
- La dureza específica del agua de entrada.
- El volumen diario de agua que debe tratarse.
- La necesidad de suministro continuo durante la regeneración.
- La configuración simple o doble.
- La capacidad del tanque de resina.
- El tipo de regeneración, volumétrica o cronométrica.
- El consumo de sal y de agua de servicio.
- El espacio disponible para el equipo y el depósito de salmuera.
- La compatibilidad de los materiales con la aplicación industrial.
- El uso de resinas de calidad alimentaria cuando el agua se destina a alimentación y bebidas.
- La necesidad de control electrónico, hidráulico o automatizado.
La experiencia con los requisitos específicos del tratamiento de agua en salas de calderas hace especialmente importante la calidad, la resistencia y la fiabilidad en los equipos de descalcificación.
La incorporación de válvulas «Noryl» o de bronce permite garantizar la compatibilidad con todas las aplicaciones industriales.
El alcance del suministro incluye un tanque de salmuera adecuado.
Una gama completa de equipos puede trabajar con un flujo de agua desde 1 hasta 20 m3/h, con configuración simple o doble y posibilidad de mejorar la configuración para adaptarla a las necesidades cambiantes de los clientes.
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