La combinación de ósmosis inversa y desionización permite obtener agua de elevada pureza mediante un proceso de purificación en dos etapas. Esta configuración se utiliza en laboratorios, industrias farmacéuticas, químicas y cosméticas, centros de investigación, acuarios y otras aplicaciones que requieren bajos niveles de sales, metales disueltos y contaminantes.
La ósmosis inversa elimina una amplia variedad de impurezas mediante una membrana semipermeable, mientras que el desionizador utiliza resinas de intercambio iónico para retirar los iones que permanecen en el agua. Al trabajar juntos, ambos sistemas reducen la carga contaminante, prolongan la vida útil de los cartuchos y producen agua adecuada para procesos que exigen un control preciso de la calidad.
¿Qué es un sistema de ósmosis inversa?
Un sistema de RO es como un filtro de agua súper eficiente. Utiliza una membrana semipermeable para eliminar una gran cantidad de contaminantes del agua.
La tecnología de ósmosis inversa está basada en membranas semipermeables y con propiedades especiales de eliminación de iones. En el proceso de ósmosis inversa, las impurezas no deseadas del agua se filtran aplicando presión al agua en un lado de la membrana, lo que fuerza las moléculas de agua a atravesarla y bloquea las impurezas.
En la ósmosis inversa, el agua que contiene impurezas y sales minerales es impulsada -o aspirada al vacío- y forzada a través de membranas que retienen partículas que varían entre 1 y 10 Ångstrons. Cada Ångstron equivale a 1/10 de nanómetro.
La ósmosis inversa es un proceso de separación que utiliza una membrana parcialmente permeable para separar los sólidos disueltos del agua. El agua se fuerza a través de la membrana bajo presión, dejando las impurezas.
Después de este proceso, el agua impura se convierte básicamente en agua pura, sin cambiar sus propiedades debido a la interferencia del calor. Retiene aproximadamente el 98% de los minerales del agua cuando funciona bien.
Un sistema de RO es capaz de eliminar sales, bacterias y algunos compuestos orgánicos, ya que estas sustancias no pueden atravesar fácilmente la membrana. La ósmosis inversa permite eliminar una amplia variedad de contaminantes, como sales disueltas, minerales y contaminantes orgánicos.
Se utiliza frecuentemente para purificar agua contaminada, agua salobre y agua de mar.
Pretratamiento de la ósmosis inversa
Antes de utilizar la ósmosis inversa para purificar el agua, el agua cruda se filtra primero por un filtro de sedimentos para eliminar cualquier partícula sólida.
Posteriormente, pasa por un filtro de carbón para eliminar cualquier impureza restante, como cloro y otras sustancias químicas.
El sistema de ósmosis inversa con desionización elimina el 99% del cloro y reduce sedimentos superiores a 5 micras.
Ventajas de la ósmosis inversa
- La ósmosis inversa es un método eficaz para purificar el agua.
- Su mayor ventaja es que, precisamente por tratarse de un proceso físico, también retiene casi todas las bacterias, siendo mejor en sistemas que exigen una gran atención al control microbiológico.
- Permite eliminar sólidos disueltos, sales, minerales y determinados contaminantes orgánicos.
- Puede utilizarse para agua contaminada, agua salobre y agua de mar.
Limitaciones de la ósmosis inversa
La ósmosis inversa es un método eficaz para purificar el agua, pero presenta algunas limitaciones.
- Requiere una alta presión para forzar el agua a través de la membrana, lo cual puede resultar costoso.
- Es relativamente lenta.
- Puede eliminar algunos minerales beneficiosos del agua, como el calcio y el magnesio.
- Puede ser menos eficaz para eliminar ciertas impurezas, como los gases disueltos.
¿Qué es un desionizador?
Por otro lado, un desionizador de laboratorio está diseñado para tomar agua y eliminarle los iones. Los iones son esas partículas cargadas que pueden arruinar muchos experimentos científicos.
El agua DI, o agua desionizada, es agua a la que se le han eliminado casi todos sus iones disueltos mediante un proceso llamado intercambio iónico.
Este proceso implica pasar el agua a través de un lecho de resina que contiene iones con carga opuesta a la de los iones presentes en el agua. Esto deja el agua con una concentración muy baja de iones, lo que la hace altamente pura y adecuada para diversas aplicaciones que requieren agua ultrapura.
El desionizador también elimina los iones, sin embargo, físicamente, primero a través de un sistema compuesto de carbón activado y luego a través de columnas de intercambio iónico.
La columna está formada por cationes y aniones y se puede regenerar siempre que esté saturada, lo que garantiza un funcionamiento eficiente durante mucho más tiempo.
La eliminación de los iones puede ser completa o parcial, según la necesidad.
Un desionizador es un aparato que, mediante un intercambio de iones realizado por medio de resinas, es capaz de eliminar casi por completo la salinidad del agua.
Qué elimina y qué no elimina un desionizador
La desionización se utiliza habitualmente para ablandar el agua y eliminar iones contaminantes como calcio, magnesio y cloruro.
La desionización puede eliminar iones del agua para producir agua con un alto nivel de pureza.
La desionización permite purificar agua de diversa calidad y concentración iónica.
Cuando solo se eliminan los iones, el agua tratada aún permanece con las sustancias orgánicas que forman parte de esta. Por lo tanto, aunque no se considere un líquido totalmente puro, el nivel de pureza alcanza el 95%.
La desionización no es eficaz para eliminar todo tipo de contaminantes del agua.
La desionización puede ser menos eficaz para eliminar ciertos tipos de moléculas orgánicas.
Ventajas del desionizador
- Alta pureza: La desionización puede eliminar iones del agua para producir agua con un alto nivel de pureza.
- Flexibilidad: La desionización permite purificar agua de diversa calidad y concentración iónica.
- El desionizador no desperdicia tanta agua como la ósmosis inversa.
- Se mantiene toda el agua que se utiliza para el proceso de depuración.
- Hay una gran reducción del desperdicio de líquido.
- Tiene un bajo consumo de energía eléctrica durante el proceso de purificación.
- Tiene un bajo costo de implementación.
Limitaciones y mantenimiento
- La desionización no es eficaz para eliminar todo tipo de contaminantes del agua.
- La desionización requiere mantenimiento regular para garantizar su correcto funcionamiento.
- Las resinas deben regenerarse siempre que estén saturadas.
- Los cartuchos y las columnas deben controlarse para evitar que el agua salga sin la calidad requerida.
¿Se puede conectar un desionizador a un sistema de ósmosis inversa?
¡La respuesta es un rotundo sí!
Cuando conecta un desionizador de laboratorio a un sistema de ósmosis inversa, está creando un proceso de purificación de dos pasos.
El sistema de ósmosis inversa hace el trabajo pesado primero, eliminando una gran parte de los contaminantes. Esto es importante porque quita carga al desionizador de laboratorio.
Si alimentara agua muy sucia directamente en el desionizador, se obstruiría con bastante rapidez y sería necesario reemplazarlo con más frecuencia.
La purificación de agua desionizada utiliza intercambio iónico para eliminar iones y otros contaminantes, mientras que la ósmosis inversa impulsa el agua a través de una membrana para eliminar impurezas.
Por esta razón, la configuración más habitual consiste en colocar la ósmosis inversa antes de la etapa de desionización:
- El agua de entrada pasa por el filtro de sedimentos.
- El agua atraviesa el filtro de carbón activado.
- La membrana de ósmosis inversa retiene sales, minerales, partículas y parte de los contaminantes orgánicos.
- El agua producida por la ósmosis inversa entra en la columna o cartucho desionizador.
- Las resinas de intercambio iónico eliminan los iones restantes.
- El agua purificada se almacena o se utiliza directamente, según las necesidades del proceso.
Beneficios de combinar ósmosis inversa y desionización
Mayor eficiencia de purificación
Tanto la ósmosis inversa como la desionización producen agua de alta pureza, pero funcionan de forma diferente y con distintas capacidades.
La ósmosis inversa es más eficaz para eliminar sólidos disueltos, mientras que la desionización lo es para eliminar iones.
La combinación de ambas tecnologías permite abordar distintos grupos de contaminantes en etapas sucesivas.
Mayor duración de las resinas
El sistema de RO elimina una gran parte de los contaminantes antes de que el agua llegue al desionizador.
Dado que pueden eliminar muchos contaminantes, los cartuchos desionizadores duran más.
El pretratamiento mediante ósmosis inversa disminuye la cantidad de sales y otras sustancias que deben retener las resinas de intercambio iónico.
Reducción de costes operativos
Una ventaja importante es la rentabilidad.
El sistema de RO es relativamente más barato de operar en comparación con el desionizador.
La desionización suele ser más rentable que la ósmosis inversa, ya que requiere menos energía y mantenimiento.
Sin embargo, el coste de la desionización depende de la calidad del agua tratada y del tipo de resina utilizada.
En la práctica, la rentabilidad de un sistema combinado depende de la calidad del agua de entrada, del caudal, de la frecuencia de uso y del nivel de pureza exigido.
Calidad del agua
Otro beneficio es la calidad del agua.
La combinación de un sistema de ósmosis inversa y un desionizador de laboratorio puede producir agua de una calidad extremadamente alta.
Esto es crucial para los laboratorios que requieren el agua más pura posible para sus experimentos.
El agua ultrapura es agua tratada con los más altos niveles de pureza para todo tipo de contaminantes: compuestos orgánicos e inorgánicos; material disuelto y en partículas; volátil y no volátil, reactivo e inerte; hidrofílico e hidrofóbico; y gases disueltos.
Ósmosis inversa frente a desionización
| Característica | Ósmosis inversa | Desionización |
|---|---|---|
| Principio de funcionamiento | Membrana semipermeable y presión | Resinas de intercambio iónico |
| Contaminantes principales | Sólidos disueltos, sales, minerales y contaminantes orgánicos | Iones como sodio, calcio, magnesio y cloruro |
| Consumo energético | Requiere presión para atravesar la membrana | Bajo consumo de energía eléctrica |
| Desperdicio de agua | Puede producir agua de rechazo | Ausencia de agua descartada |
| Mantenimiento | Control y sustitución de filtros y membrana | Control y regeneración o sustitución de resinas |
| Aplicación de la combinación | Primera etapa de reducción de contaminantes | Etapa final de eliminación de iones |
La ósmosis inversa suele ser más eficiente para eliminar impurezas del agua que la desionización. Esto se debe a que la membrana utilizada en la ósmosis inversa puede eliminar una gama más amplia de impurezas con gran precisión.
La desionización, por otro lado, se utiliza principalmente para eliminar iones, como sodio, calcio y magnesio, del agua.
Dos procedimientos sofisticados que se utilizan con frecuencia para purificar el agua son la ósmosis inversa y la desionización. Ambos métodos eliminan los contaminantes del agua, pero lo hacen de forma distinta.
Tanto la ósmosis inversa como la filtración de agua desionizada son tecnologías eficaces para eliminar contaminantes del agua y producir agua limpia.
Cómo conectar correctamente ambos sistemas
El proceso suele ser bastante sencillo.
Comprobar el caudal
Deberá asegurarse de que el caudal del sistema de ósmosis inversa sea compatible con el desionizador de laboratorio.
La compatibilidad del caudal es importante para que el agua permanezca el tiempo necesario en las etapas de filtración y para evitar sobrecargar la resina.
Instalar la tubería adecuada
También necesitarás instalar la tubería adecuada para conectar los dos sistemas.
Asegúrese de que el tubo esté limpio y libre de contaminantes antes de comenzar la conexión.
Las conexiones deben permanecer firmes y correctamente instaladas para evitar fugas, entrada de contaminantes o interrupciones del suministro.
Respetar el orden de las etapas
La membrana de ósmosis inversa debe actuar antes de la etapa de intercambio iónico cuando el objetivo es reducir la carga contaminante que llega al desionizador.
La etapa de desionización puede instalarse como tratamiento final cuando se necesita reducir al mínimo la concentración de iones.
Mantenimiento del sistema combinado
Por supuesto, hay algunas cosas a tener en cuenta al utilizar este sistema combinado.
El mantenimiento regular es clave.
Deberá controlar el rendimiento tanto del sistema de ósmosis inversa como del desionizador del laboratorio.
Revisión de la membrana y los filtros
Verifique la membrana de RO para detectar signos de suciedad y reemplácela si es necesario.
Los filtros de sedimentos y carbón activado también deben revisarse y cambiarse según las condiciones de uso y la calidad del agua de entrada.
El control de estos elementos ayuda a proteger la membrana y a evitar que lleguen contaminantes innecesarios a las resinas.
Control de la calidad del agua
También debes analizar el agua periódicamente para asegurarte de que cumple con los estándares requeridos.
Hay varios kits de prueba de agua disponibles que pueden ayudarle a hacer esto.
El control de la calidad del agua permite verificar si el sistema mantiene el nivel de pureza necesario y si la membrana, los filtros o las resinas necesitan mantenimiento.
Limpieza y almacenamiento
Además de realizar el control de la calidad del agua, los lugares que contienen purificadores deben prestar atención a los cuidados relacionados con el mantenimiento de los equipos, procedimientos de limpieza y desinfección, cambios periódicos de filtros o regeneración de resinas de intercambio iónico e, incluso, la limpieza del recipiente del almacenamiento del agua purificada.
La mayoría de los métodos de tratamiento habituales no proporcionan agua totalmente libre de microorganismos por lo que se pueden desarrollar biopelículas en las paredes de los contenedores de almacenamiento.
El agua obtenida en el momento de la destilación extraída directamente del destilador puede considerarse agua estéril. Sin embargo, una vez almacenada, esta agua pierde su calidad estéril, siendo susceptible de contaminación por el recipiente.
El almacenamiento debe considerarse una etapa adicional del sistema de calidad, especialmente cuando el agua no se utiliza inmediatamente después de la purificación.
Agua ultrapura y aplicaciones de laboratorio
En los laboratorios de análisis instrumental, el uso de agua ultrapura es muy importante, porque los métodos de análisis requieren una interferencia mínima, y la máxima precisión y exactitud.
El agua ultrapura se utiliza en la industria farmacéutica, química y cosmética, centros de investigación, universidades, laboratorios para brindar servicios de análisis instrumental, entre otros.
La mayor aplicación del agua destilada suele ser en los laboratorios, siendo utilizada como reactivo o solvente.
Es más eficaz en usos de laboratorio y en análisis cuantitativo, ya que proporciona menos interrupciones debido a otras sustancias presentes en el agua.
El agua desionizada tiene numerosas aplicaciones en la industria farmacéutica, química y cosmética, en la industria electrónica para la fabricación de microprocesadores, en muchos tipos de lavados industriales como el del vidrio para la dilución de productos concentrados, como en el caso de la elaboración de bebidas alcohólicas.
Los sistemas de ósmosis inversa y desionización también se emplean en el tratamiento de agua, el procesamiento de alimentos y bebidas, la fabricación farmacéutica y la generación de energía.
Los equipos de osmosis inversa de Tecnal son: R-TE-4007/10 (10 litros por hora), R-TE-4007/20 (20 litros por hora) y R-TE-4008 (10 litros por hora con barril de almacenamiento del agua desmineralizada), que se utilizan para atender aplicaciones que requieren bajos niveles de metales y sales disueltos y ausencia de contaminación microbiológica, en laboratorios, para el suministro de autoclaves, calderas, sistemas de enfriamiento capilar, producción de cosméticos, producción de pinturas, suministro de agua acuarios entre otros.
Ósmosis inversa con desionización para soluciones nutritivas
El Maxquarium 000 PPM es un sistema profesional de ósmosis inversa con etapa final de desionización, diseñado para ofrecer agua totalmente libre de impurezas.
Esta pureza extrema permite crear soluciones nutritivas totalmente controladas, optimizando la EC y evitando bloqueos de raíces o acumulaciones de sales.
Además, el uso de agua ultrapura ayuda a prevenir la aparición de plagas, hongos y algas, mejora la estabilidad del pH, y favorece la acción de microorganismos beneficiosos en el sustrato.
El sistema de ósmosis inversa con desionización elimina el 99% del cloro y reduce sedimentos superiores a 5 micras.
Comparación con la destilación
Existen varias soluciones de tratamiento y filtración de agua.
La elección de cuál es la más adecuada, depende de la necesidad del usuario, ya que cada uno dejará el agua adecuada para diferentes usos.
Los principales procesos por los que pasa el agua son: filtración, desinfección y tratamiento del agua.
En la filtración hay principalmente una reducción de impurezas, sabores y olores.
La desinfección se puede realizar mediante el proceso químico o de fotooxidación (ultravioleta) y, finalmente, el tratamiento del agua implica ósmosis reversa, desmineralización y ultrafiltración.
Esto se hace porque el agua no destilada tiene elementos considerados «impurezas» como minerales, calcio, magnesio, potasio y sodio, por ejemplo.
Cómo funciona la destilación
El proceso de destilación consiste en calentar el agua en un recipiente adecuado hasta que comience a hervir (ebullición) y se produzca la vaporización.
El vapor pasa a través de un condensador y vuelve a un estado líquido, libre de las sustancias decantadas en el recipiente de calentamiento.
Además de eliminar los iones y otras sustancias presentes en el agua, el destilador también elimina otros contaminantes que puedan haberse asentado en el líquido, como bacterias o incluso alguna sustancia orgánica.
Entre mayor sea el número de veces que se destila el agua, más pura se vuelve, por lo que, además de los destiladores, existen los bidestiladores y los tridestiladores.
Para asegurar una buena cantidad de agua destilada es necesario utilizar una gran cantidad de agua corriente.
Existe un considerable derroche de líquido, así como un gasto energético necesario para el desarrollo de estos pasos.
Conductividad de algunos destiladores
| Equipo | Conductividad producida |
|---|---|
| Tridestilador de agua TE-1785 | hasta 0.5 µS/cm |
| Bidestilador de água TE-17823 | hasta 1,5 µS/cm |
| Destiladores de agua TE-1782 y TE-1788 | hasta 3 µS/cm |
| Destiladores de agua Pilsen TE-2801 y TE-2755 | hasta 5 µS/cm |
Los valores indicados consideran la conductividad de entrada 310 µS/cm.
Desionización frente a destilación
El desionizador es más económico que el destilador no solo por el uso total del agua utilizada, sino también porque tiene un bajo consumo de energía eléctrica durante el proceso de purificación y porque tiene un bajo costo de implementación.
Una característica del desionizador es la ausencia de agua descartada.
El agua destilada puede resultar eficaz en usos de laboratorio y análisis cuantitativo, mientras que la combinación de ósmosis inversa y desionización permite reducir el consumo energético asociado a la destilación y obtener una concentración muy baja de iones.
La elección entre destilación, ósmosis inversa, desionización o una combinación de tecnologías depende de la calidad del agua de entrada, del nivel de pureza necesario, del caudal y de los requisitos del procedimiento.
Opciones de desionizadores para sistemas de RO
En nuestra empresa, ofrecemos una gama de desionizadores de laboratorio que son perfectos para conectarse a sistemas de RO.
- El Master - Sistema de agua desionizada serie Q es una opción de primera línea.
- El Eco - Sistema de agua desionizada serie Q es otra gran elección.
- Y si buscas algo con funciones un poco más avanzadas, el Edi Touch - Sistema de agua desionizada serie Q es el camino a seguir.
RODI es un sistema común de agua desionizada para laboratorio.
Filtros desionizadores y aprovechamiento de la resina
Ventajas del filtro desionizador MEMBROM®
- Aprovechamiento total de la resina de intercambio iónico.
- Asegura que todo el caudal de agua salga purificado.
- Precisión de la duración para un mayor control a 7000 litros por cada ppm (mg/l).
- Materiales de fabricación homologados por normativa europea y de EEUU para contacto agua potable.
- Tamaño grande tipo inline de 12” x 2,5” con conexiones rápidas para tubo de 1/4”.
Para proporcionar la máxima fiabilidad, en MEMBROM® hemos optado por filtros de desionización de un solo uso, ya que hemos mejorado el diseño interno para que se aproveche el contenido total de la resina de intercambio iónico, evitando así los llamados canales preferenciales, que son pequeños flujos de agua que no tocan en su totalidad las resinas y hacen que salga alguna parte del agua sin purificar.
Cómo elegir la configuración adecuada
En definitiva, las necesidades y preferencias únicas del usuario determinarán si la ósmosis inversa o la purificación de agua desionizada son la mejor opción.
Cuando se necesita eliminar una amplia variedad de sólidos disueltos, sales, minerales y determinados contaminantes orgánicos, la ósmosis inversa ofrece una etapa de tratamiento adecuada.
Cuando el objetivo principal es reducir la concentración de iones, la desionización permite obtener agua con un alto nivel de pureza.
Cuando se busca una calidad de agua extremadamente alta para procedimientos de laboratorio, la conexión de un desionizador después de la ósmosis inversa permite combinar las capacidades de ambas tecnologías.
La elección del equipo debe considerar el caudal, la calidad del agua de entrada, el mantenimiento disponible, el consumo de agua, el consumo de energía y los estándares requeridos por la aplicación.
tags: #osmosis #con #desionizador
Publicaciones populares:
- Guía de uso de las mascarillas Jiada FFP2 negras
- Qué puedes llevar en el equipaje de mano: objetos permitidos
- Alternativas de filtros de agua en Pontevedra para hogares
- Guía rápida para limpiar los filtros del aire De’Longhi
- Funcionamiento y ventajas de la presión positiva HEPA