Una máquina purificadora de agua con sal puede referirse a dos equipos diferentes: un descalcificador que utiliza sal para eliminar calcio y magnesio del agua dura, o una máquina desalinizadora que separa las sales disueltas del agua de mar o salobre para producir agua dulce. La diferencia es fundamental: el descalcificador trata la dureza del agua de una vivienda, mientras que la desalinizadora convierte agua salada en agua apta para distintas aplicaciones, incluido el consumo humano.
Los sistemas de filtración de agua salada utilizan principalmente ósmosis inversa, desionización, intercambio iónico y filtración por medios. La ósmosis inversa se utiliza con mayor frecuencia para desalinizar agua salobre y agua de mar, mientras que los descalcificadores domésticos emplean normalmente resinas de intercambio iónico que se regeneran con una solución de cloruro de sodio.
Qué significa una máquina purificadora de agua con sal
Un sistema de filtración de agua salada es un sistema especializado para desalinizar agua salada y, en última instancia, generar agua dulce. Los sistemas de filtración de agua salada utilizan tecnologías específicas para filtrar las sales disueltas del agua salada.
Se utilizan principalmente para desalinizar agua salobre, que se caracteriza por ser ligeramente salina, y agua de mar, que es naturalmente muy salina. Los sistemas de filtración de agua salada son aptos para tratar cualquier tipo de agua salada, desde agua ligeramente salada (1000-3000 ppm) hasta agua altamente salina (>35 000 ppm).
Normalmente, generan agua dulce de alta calidad, apta para diversas aplicaciones, incluido el consumo humano. Sin embargo, el uso de agua salada en la mayoría de las aplicaciones probablemente tenga consecuencias devastadoras, por lo que sus aplicaciones son limitadas.
Consumir agua salada puede causar problemas de salud graves, como calambres y deshidratación. Las altas concentraciones de sal en el agua de mar la convierten en una fuente inutilizable de agua potable.
Dos tipos de equipos que utilizan sal o tratan agua salada
Descalcificador de agua con sal
Durante la fase de regeneración de los sistemas de filtración de agua con sal, se utiliza sal, generalmente cloruro de sodio, para limpiar las perlas de resina y restaurar su capacidad de absorber los iones del agua dura. Los iones de calcio y magnesio se eliminan del agua cruda mediante el proceso de intercambio iónico.
Los sistemas de filtración de agua con sal cuentan con un tanque lleno de resina, que consiste en pequeñas perlas con carga negativa. Cuando el agua dura entra en un tanque mineral, los minerales no deseados con carga positiva se adhieren a las perlas con carga negativa.
Con el tiempo, las perlas se saturan y deben regenerarse lavándolas con una solución salina, lo que libera los minerales y permite su reutilización. Tras su ablandamiento, el agua se canaliza a la red de tuberías de la vivienda.
Desalinizadora de agua de mar o salobre
Las máquinas comerciales de ósmosis inversa de agua de mar están construidas con el propósito de eliminar enormes cantidades de sal y otros contaminantes de fuentes de agua altamente in consumibles como el mar. Estas máquinas emplean un proceso llamado "ósmosis inversa" para ayudar a purificar el agua de mar.
Estas máquinas comienzan moviendo primero el agua de mar a través de varios prefiltros para eliminar las partículas del agua. El siguiente paso es pasarlo a través de un tanque de ablandador de agua para eliminar la dureza.
Después del paso del ablandador de agua, el agua se fuerza a través de membranas semiporosas dentro de la máquina de ósmosis inversa de agua de mar comercial para eliminar cualquier partícula que los prefiltros no hayan atrapado.
Solo se permite que las moléculas de agua entren en los poros diminutos de la membrana mientras se niega el paso de sales, partículas y otros contaminantes. Finalmente, el agua fresca y purificada emerge en el lado del permeado y está lista para ser recolectada mientras la sal, las partículas y otros contaminantes se descargan en un drenaje desde el lado del concentrado.
Cómo funciona un descalcificador de agua con sal
El proceso se basa en el intercambio iónico. El tanque de resina contiene pequeñas perlas con carga negativa, capaces de atraer los minerales disueltos que producen la dureza del agua.
Cuando el agua cruda pasa por el tanque, los minerales se reemplazan con iones de sodio de la sal, ablandando así el agua. Los iones de calcio y magnesio quedan retenidos temporalmente en la resina.
Componentes principales
El tanque de resina
Este tanque de intercambio iónico está lleno de pequeñas perlas de resina cuya función es atraer y absorber los minerales disueltos en el agua dura. A medida que el agua cruda pasa por el tanque, los minerales se reemplazan con iones de sodio de la sal, ablandando así el agua.
El tanque de salmuera
El tanque de salmuera permite que todo el sistema se regenere y ablande simultáneamente. Cuando las perlas de resina se saturan al tratar con cierta cantidad de agua dura, su capacidad para ablandar el agua disminuye en ese momento.
Un proceso de regeneración, iniciado por una válvula de control, libera los minerales atrapados y restaura la capacidad ablandadora de las perlas de resina.
La válvula de control
Gestiona el flujo de agua a través del sistema e inicia la regeneración en determinados períodos.
El desagüe
El drenaje se utiliza para eliminar las aguas residuales que se generan durante el proceso de regeneración.
Ventajas y limitaciones del descalcificador con sal
Ventajas principales
- Elimina eficazmente los minerales en agua dura.
- El principio del intercambio iónico se utiliza para eliminar los iones de calcio y magnesio del agua dura.
- El agua resultante es más suave y limpia.
- La acumulación de minerales en el agua dura puede reducir la eficiencia de los electrodomésticos.
- Los electrodomésticos con agua blanda suelen durar más y consumir menos energía.
- El agua dura puede dejar residuos de jabón y manchas en los accesorios y la ropa, que pueden reducirse o eliminarse con un suavizador de agua.
- El sabor metálico del agua dura se puede aliviar utilizando un suavizador de agua.
- El agua dura puede dificultar la formación de espuma del jabón y el champú, y dejar la ropa opaca.
- El agua blanda puede mejorar la formación de espuma del jabón y el champú, dejando la ropa con un aspecto más brillante.
- Puede ahorrar dinero al minimizar la necesidad de realizar costosas reparaciones y mantenimientos de electrodomésticos y accesorios.
Aspectos que deben considerarse
La regeneración requiere una solución salina y genera aguas residuales que deben conducirse al desagüe. Además, el sistema necesita reposición de sal y mantenimiento periódico para conservar la capacidad de intercambio de la resina.
Los descalcificadores de agua tradicionales pueden liberar sal al medio ambiente, lo que puede afectar negativamente a los ecosistemas locales. La presencia de sodio en el agua tratada también puede ser un criterio importante para quienes buscan limitar la cantidad de sal en el agua.
Cómo funcionan los sistemas sin sal
Los sistemas de filtración de agua sin sal también se conocen como "descalcificadores" o "acondicionadores". El calcio y el magnesio se extraen del agua sin usar sal.
En su lugar, transforman los minerales del agua dura en diminutos cristales que no se adhieren a las superficies de tuberías y electrodomésticos mediante un proceso conocido como "cristalización asistida por plantilla" (TAC).
En los sistemas de filtración de agua sin sal, los minerales que producen dureza (calcio y magnesio) se transforman en pequeños cristales mediante un proceso llamado cristalización asistida por plantilla (CTA). Esto mantiene los cristales a flote en el agua y evita que se adhieran a las superficies.
En cambio, impide que los minerales se cristalicen formando sarro duro, que puede dañar las tuberías y los electrodomésticos. Pero técnicamente no “suavizan” el agua en el sentido tradicional, porque el proceso no elimina los minerales del agua.
Beneficios de los sistemas sin sal
- No requieren el uso de sal para suavizar el agua, lo que constituye un beneficio importante para quienes buscan una alternativa a los suavizadores de agua tradicionales.
- Los descalcificadores de agua sin sal no presentan el problema de liberar sal al medio ambiente.
- Debido a que los suavizadores de agua sin sal no requieren mantenimiento regular ni adición de sal, pueden ahorrar tiempo y dinero.
- A menudo es menos costoso que los suavizadores de agua tradicionales, ya que no se requiere sal.
- Los suavizadores de agua sin sal también pueden mejorar el sabor y el olor del agua, ya que eliminan los minerales del agua dura que pueden causar un sabor y un olor desagradables.
Descalcificador con sal frente a sistema sin sal
| Característica | Sistema con sal | Sistema sin sal |
|---|---|---|
| Principio de funcionamiento | Intercambio iónico | Cristalización asistida por plantilla |
| Calcio y magnesio | Se eliminan del agua | Se transforman en cristales que permanecen en el agua |
| Regeneración | Utiliza solución salina | No requiere sal |
| Protección frente al sarro | Elimina los minerales que producen dureza | Evita que los minerales se adhieran a las superficies |
| Mantenimiento | Requiere reposición de sal y regeneración | Requiere poco mantenimiento |
Dado que los descalcificadores de agua a base de sal utilizan sal para eliminar los minerales, el agua más dura suele ser más fácil de eliminar. En los descalcificadores sin sal, los minerales del agua dura se transforman mediante cristalización asistida por plantilla, de modo que ya no se adhieren a las superficies.
Son una buena alternativa si le preocupa la cantidad de sal en el agua o si desea evitar añadir sal a su sistema con regularidad. Sin embargo, no son tan eficaces como los descalcificadores de agua a base de sal para eliminar los minerales que causan la dureza del agua.
Qué es una máquina desalinizadora de agua salada
La dependencia de la filtración de agua salada ha crecido exponencialmente en los últimos años, lo que ha impulsado el desarrollo de numerosos sistemas de filtración de agua salada. El agua salada, abundante en mares, océanos, lagos y acuíferos subterráneos, ha surgido como una alternativa a la escasez de agua dulce.
En las últimas décadas han surgido tecnologías sofisticadas y altamente innovadoras para la filtración de agua salada, y su adopción prolifera cada año. Los sistemas de filtración de agua salada ofrecen una alternativa fiable a los depósitos naturales de agua dulce, que se deterioran rápidamente.
Transforman el agua salada en agua potable, que puede utilizarse de forma constante en diversas aplicaciones. Además, proporcionan agua potable a millones de personas sedientas en países con escasez de agua.
Tecnologías utilizadas para desalinizar agua
Ósmosis inversa
La ósmosis inversa se considera simplemente la mejor desalinización de agua salada Tecnología gracias a su alta tasa de rechazo de sales. Este proceso, impulsado por presión, elimina las sales disueltas mediante membranas parcialmente permeables.
El agua salada se presuriza mediante la presión de bombas de refuerzo, superando así la presión osmótica natural. En consecuencia, el agua salada pasa a través de membranas semipermeables, cuyas perforaciones microscópicas retienen las sales disueltas.
Membranas de ósmosis inversa También capturan bacterias, virus, minerales y proteínas, entre otros contaminantes. El agua que penetra a través de las membranas se recoge del flujo de permeado, mientras que los contaminantes capturados se expulsan del flujo de salmuera.
Se trata de un mecanismo de alto rechazo capaz de eliminar entre el 95 y el 99,71 % de sales disueltas y otros sólidos del agua salada. Un filtro de membrana de ósmosis inversa típico tiene un tamaño de poro estimado de 0,0001 micras, lo que facilita índices de rechazo de sal de hasta 99,71 TP3T.
¿Qué es la ósmosis inversa? | Sostenibilidad - ACCIONA
Desionización capacitiva
La desionización capacitiva es una tecnología de filtración de agua salada más adecuada para la desalinización de agua moderada o ligeramente salina. La CDI generalmente aplica una diferencia de potencial eléctrico mediante dos electrodos, típicamente hechos de carbono poroso, para desionizar el agua salada.
Un ciclo típico de filtración CDI se completa en dos pasos. En el primero, conocido como electrosorción iónica, los iones se inactivan en los pares de electrodos.
En el segundo, los electrodos de carbono poroso descargan los iones, regenerando finalmente los electrodos.
Filtración de arena
Tradicionalmente, se utiliza la filtración con arena para el pretratamiento del agua salada. Este proceso elimina los contaminantes no deseados mediante una capa de arena de distintos tamaños y densidades.
El agua salada se distribuye uniformemente sobre la capa filtrante de arena y, gracias a la gravedad, penetra en ella. Durante el proceso, se capturan sólidos en suspensión, microplásticos, organismos bentónicos, residuos y algas, y el agua filtrada se recoge en el fondo del tanque.
Los sistemas de filtración de arena son esencialmente sistemas de filtración monocapa, caracterizados por diferentes capas de arena configuradas según el tamaño y la gravedad. Normalmente, estos sistemas reducen o eliminan por completo la concentración de residuos, turbidez, microplásticos y sólidos en suspensión.
Como alternativa, se pueden emplear filtros multicapa para eliminar los contaminantes mencionados.
Destilación
Los sistemas de destilación de agua salada eliminan las sales disueltas mediante evaporación y condensación. Mediante una fuente de calor, el agua salada contenida en la cámara de ebullición se calienta hasta vaporizarse.
Las sales disueltas permanecen en la cámara gracias a sus altos puntos de ebullición, mientras que el agua vaporizada se condensa para generar agua destilada.
Filtros de intercambio iónico
Los filtros de agua salada utilizan principalmente filtros de intercambio iónico (IX). Filtros de membrana de ósmosis inversa, o filtros de medios como filtros de arena para agua salada.
Ósmosis inversa: etapas de funcionamiento
1. Pretratamiento
Las membranas de ósmosis inversa (RO) en los sistemas de filtración de agua salada por ósmosis inversa (RO) se protegen de la incrustación prematura mediante un pretratamiento.
El agua salada se filtra inicialmente mediante filtros de sedimentos, sistemas de dosificación de productos químicos o cualquier tecnología de pretratamiento adecuada. Al eliminar los sólidos en suspensión del agua de alimentación, la membrana de RO no se obstruye.
Asimismo, el riesgo de corrosión o incrustaciones se elimina mediante el pretratamiento del agua salada con filtros de carbón, filtros de intercambio iónico o un sistema de dosificación de productos químicos.
2. Filtración mediante membrana RO
La filtración primaria del agua salada se realiza en las membranas de ósmosis inversa. Al aplicar presión al agua salina, se invierte el proceso de ósmosis convencional para facilitar la ósmosis inversa.
Los filtros de membrana de ósmosis inversa separan dos corrientes de agua. Al superarse la presión osmótica, el agua pura se dirige hacia el lado de baja concentración, mientras que las sales disueltas son captadas por los poros de la membrana.
El agua filtrada, denominada permeado de ósmosis inversa, se recoge y puede purificarse o reutilizarse fácilmente. La sal, las partículas y otros contaminantes se concentran en una corriente de rechazo o salmuera.
3. Postratamiento
Si el permeado de ósmosis inversa deja mucho que desear, puede someterse a un tratamiento adicional mediante distintos procesos de postratamiento. Los mecanismos utilizados incluyen la filtración con carbón activado y la desinfección UV.
Además, la calidad del agua filtrada que generan puede refinarse mediante tecnologías avanzadas como la esterilización UV y la filtración con carbón activado. Estos métodos de postratamiento purifican el agua eliminando otros contaminantes y haciéndola más apetecible.
Qué contaminantes elimina una máquina de agua salada
Los sistemas de filtración de agua salada se encargan principalmente de eliminar las sales disueltas del agua salada. Sin embargo, la mayoría de los sistemas utilizados eliminan diversos contaminantes indeseables.
Además, diferentes sistemas de filtración de agua salada están especializados para eliminar ciertos contaminantes, por lo que su aplicación es selectiva. Para la eliminación eficaz de contaminantes desagradables, se pueden combinar varios sistemas de filtros de agua salada para que se complementen entre sí.
- Los sistemas de filtración por ósmosis inversa eliminan entre el 95 y el 99,71 % de sales disueltas.
- Además, eliminan prácticamente todos los minerales y son eficaces para eliminar virus, bacterias, proteínas, metales y sustancias químicas orgánicas.
- Los filtros de arena para agua salada eliminan principalmente residuos, microplásticos, turbidez y sólidos en suspensión.
- Los filtros de desionización de agua salada eliminan las sales disueltas, especialmente en aguas moderadamente y ligeramente salinas.
- También eliminan los componentes ionizados, que incluyen principalmente minerales y metales pesados.
¿Puede producir agua potable?
Sí. El uso adecuado de un sistema de filtrado de agua salada permite obtener agua de alta calidad, que cumple con los requisitos de agua potable segura. Los sistemas de filtrado de agua salada eliminan las sales disueltas, que dificultan principalmente el consumo de agua salada.
Además, eliminan otros contaminantes presentes en el agua salada, como virus y bacterias. Evidentemente, se están utilizando sistemas de filtrado de agua salada para convertir el agua de mar y el agua salobre en agua potable saludable.
Los desalinizadores para embarcaciones se utilizan ampliamente en embarcaciones para abastecer de agua potable a viajeros y tripulantes. Los desalinizadores domésticos se utilizan en hogares, oficinas, balnearios y restaurantes para suministrar agua potable.
Los sistemas de filtración de agua salada ayudan a proteger a las personas de enfermedades y problemas de salud causados por impurezas presentes en el agua o exceso de sales. Además, complementan las iniciativas de conservación ambiental al minimizar la contaminación y preservar las reservas naturales de agua dulce.
Al utilizarse para tratar la salmuera, mitigan proactivamente la contaminación de los cuerpos de agua.
Características técnicas que conviene revisar
El agua salada se caracteriza por ser muy eruptiva y puede corroer fácilmente las superficies metálicas o las tuberías. Por ello, los sistemas de filtrado de agua salada suelen fabricarse con materiales no corrosivos como acero inoxidable o plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV).
Además, están equipados con equipos de pretratamiento que eliminan contaminantes eruptivos como el calcio y el magnesio, que pueden causar incrustaciones.
| Tipo de agua | Rango de TDS |
|---|---|
| Agua ligeramente salina | 1000-3000 ppm |
| Agua salobre | 1000 ppm a 12 000 ppm |
| Agua de mar | Hasta 35 000 ppm |
| Agua extremadamente salada | Hasta 45 000 ppm |
Los sistemas de filtración de agua salada por ósmosis inversa, diseñados para la desalinización de agua salobre, tienen niveles de TDS de 1000 ppm a 12 000 ppm. Ósmosis inversa sistemas de filtración de agua de mar Tienen un nivel máximo de TDS de 35 000 ppm y admiten mejoras de hasta 45 000 ppm.
La salinidad del agua salada varía desde ligeramente salina, entre 1000 y 3000 ppm, hasta extremadamente salina, con más de 35 000 ppm. Los sistemas de filtrado de agua salada se personalizan según la salinidad del agua de alimentación.
Cómo elegir una máquina purificadora de agua con sal
Analizar la salinidad del agua de entrada
Antes de comprar un filtro de agua salada, determine la concentración de TDS del agua de alimentación mediante análisis de muestras. La concentración de sales define si se necesita un sistema para agua ligeramente salina, agua salobre o agua de mar.
Comprobar la capacidad de producción
¿El sistema de filtración de agua salada puede satisfacer sus necesidades diarias de agua? Preste atención a especificaciones como el tamaño del equipo, el rango de capacidad diaria y el caudal diario.
Normalmente, la capacidad de producción se expresa en galones por día (GPD).
Revisar la calidad del agua filtrada
La calidad del agua filtrada debe evaluarse según el uso previsto y mediante controles adecuados de los sólidos disueltos totales y de los contaminantes relevantes. La Organización Mundial de la Salud sugiere que el agua potable de buena calidad debe tener un sólido disuelto total (SDT) menor a 600 miligramos por litro (mg/l).
Considerar los materiales y la resistencia a la corrosión
La elección de materiales no corrosivos como acero inoxidable o plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV) es especialmente importante cuando el equipo trabaja con agua de mar.
Valorar el pretratamiento y el mantenimiento
Los prefiltros, los filtros multimedia, la dosificación antiincrustante, los filtros de carbón y la limpieza de membranas contribuyen a proteger el sistema principal y a mantener su rendimiento.
Ejemplo de configuración de ósmosis inversa
Este es el modelo SW-1.3K-425 de nuestra Serie SWC. Sistema de RO [Serie SWC: SW-1.3K-425]
- Filtro multimedia
- Sistema de dosificación antiincrustante
- TDS de agua de alimentación de 15,000 PPM
- Produces 1,300 GPD
El sistema incluye un filtro multimedia para eliminar los sólidos en suspensión, además de un sistema de dosificación de productos químicos como pretratamiento para el sistema de ósmosis inversa.
El sistema de RO está diseñado para producir hasta 1300 GPD de producto con un máximo de TDS de agua de alimentación de 15,000 PPM.
Desalinización con energía solar y materiales avanzados
Un equipo de investigación global desarrolló una tecnología pionera que puede hacer que grandes volúmenes de agua de mar sean seguros para beber en menos de 30 minutos. Este adelanto tecnológico podría proporcionar agua potable a millones de personas en todo el mundo utilizando la energía de manera más eficiente que las prácticas actuales de desalinización.
El filtro especialmente diseñado puede generar cientos de litros de agua potable por día y solo requiere luz solar directa para purificarlos, lo que hace que el proceso sea energéticamente eficiente, de bajo costo y sostenible.
Para la fabricación del filtro se utilizan compuestos organometálicos (MOF, por sus siglas en inglés), que constan de iones metálicos que forman un material cristalino.
Durante el proceso de desalinización, el filtro, que lleva el nombre de PSP-MIL-53, primero adsorbe las sales del agua y luego se coloca bajo la luz del sol para regenerarse. Ese proceso demora menos de cuatro minutos, antes de que el filtro pueda adsorber la sal del agua nuevamente.
Los investigadores pudieron lograr un SDT de menos de 500 mg/l en solo media hora y regenerar el filtro MOF para su reutilización bajo la luz solar. Este proceso pudo filtrar partículas dañinas del agua y generar 139,5 litros de agua limpia por kilogramo de MOF por día.
La energía solar para filtrar se ha utilizado durante mucho tiempo, donde el agua se evapora y se condensa para producir agua dulce. Pero se necesitan muchas horas para producir suficiente agua para uso doméstico.
Por su bajo consumo de energía y sin necesidad de productos químicos durante el proceso, Wang dice que esta nueva tecnología con luz solar puede ser parte de las futuras soluciones de agua limpia.
Qué sistema resulta más adecuado según la necesidad
Para eliminar la cal de una vivienda
Elija un descalcificador con sal cuando el objetivo principal sea eliminar los iones de calcio y magnesio del agua dura, proteger las tuberías y reducir las incrustaciones en electrodomésticos, grifos y accesorios.
Los sistemas sin sal son una alternativa cuando se desea evitar la adición periódica de sal y reducir el mantenimiento, pero no eliminan los minerales del agua en el sentido tradicional.
Para convertir agua de mar en agua dulce
La ósmosis inversa es la tecnología más utilizada para la desalinización de agua salobre y de mar. Requiere un pretratamiento adecuado, membranas resistentes, control de presión y una gestión correcta de la corriente de salmuera.
Para agua ligeramente salina
La desionización capacitiva es más adecuada para la desalinización de agua moderada o ligeramente salina. La filtración de arena puede utilizarse como pretratamiento para reducir la turbidez, los sólidos en suspensión, los residuos, las algas y los microplásticos.
Para una vivienda, oficina o establecimiento
Los desalinizadores domésticos se utilizan en hogares, oficinas, balnearios y restaurantes para suministrar agua potable. La calidad del agua filtrada puede refinarse mediante tecnologías avanzadas como la esterilización UV y la filtración con carbón activado.
Se recomienda consultar con un plomero o un profesional en tratamiento de agua para determinar qué tipo de sistema de filtración de agua se adapta mejor a sus necesidades específicas.
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