El tratamiento de agua desionizada elimina los iones minerales disueltos mediante resinas de intercambio iónico, ósmosis inversa, electrodesionización o una combinación de estas tecnologías. El resultado es un agua de alta pureza y baja conductividad, adecuada para laboratorios, fabricación electrónica, producción farmacéutica, calderas, sistemas de refrigeración y numerosos procesos industriales.
La elección del sistema depende de la calidad del agua de alimentación, el volumen requerido, el nivel de pureza, la necesidad de eliminar microorganismos y compuestos orgánicos, y la forma en que se almacenará y distribuirá el agua. La desionización elimina eficazmente las especies cargadas, pero normalmente debe complementarse con pretratamiento, filtración, ósmosis inversa o desinfección cuando el proceso exige un control microbiológico o químico más amplio.
Qué es el agua desionizada
El agua desionizada es un tipo de agua de alta pureza que se obtiene eliminando las impurezas iónicas disueltas. Estos iones disueltos incluyen minerales y sales como calcio, magnesio, sodio, cloro y sulfato.
El agua desionizada es agua que ha pasado por un proceso de purificación para eliminar sus iones minerales. Estos iones incluyen cationes como sodio, calcio, hierro y cobre, y aniones tales como cloruro y sulfato.
El agua desionizada, comúnmente conocida como agua DI, se somete a un proceso de purificación que elimina los iones minerales. Este proceso se realiza mediante resinas o membranas de intercambio iónico.
En términos simples, el agua desionizada es agua “vacía” de minerales y sales, ideal para procesos donde estos componentes podrían interferir en reacciones químicas, causar acumulación de residuos en equipos o afectar la calidad de productos industriales.
La desionización supone la eliminación de sustancias disueltas cargadas eléctricamente, sujetándolas a lugares cargados positiva o negativamente en una resina al pasar el agua a través de una columna rellena con esta resina.
Iones que se eliminan durante la desionización
Los iones son átomos o grupos de átomos con una carga eléctrica. Los iones cargados positivamente se llaman cationes y son generalmente metales, mientras que los iones cargados negativamente se llaman aniones y son generalmente no metales.
| Cationes presentes en el agua | Aniones presentes en el agua |
|---|---|
| Calcio (Ca2+) | Cloruro (Cl-) |
| Magnesio (Mg2+) | Bicarbonato (HCO3-) |
| Sodio (Na+) | Nitrato (NO3-) |
| Potasio (K+) | Carbonato (CO32-) |
| Hierro (Fe2+) | Sulfato (SO42-) |
Las resinas de intercambio de cationes liberarán iones de hidrógeno (H+) u otros iones cargados positivamente a cambio de cationes de impurezas presentes en el agua. Las resinas de intercambio aniónico liberarán iones hidroxilo (OH-) u otros iones cargados negativamente a cambio de aniones de impurezas presentes en el agua.
En el caso del agua desionizada, es necesario eliminar todos los iones restantes y dejar solo agua, por lo que la resina de intercambio iónico intercambia los iones restantes del agua por hidrógeno e hidróxidos.
Cómo funciona el intercambio iónico
En el contexto de la purificación del agua, el intercambio iónico es un proceso rápido y reversible en el que los iones de impurezas presentes en el agua son reemplazados por iones liberados por una resina de intercambio iónico.
Los iones de impureza son absorbidos por la resina, la cual debe regenerarse periódicamente para restaurarla a la forma iónica original. Tanto el contaminante como la sustancia intercambiada deben estar disueltos y tener el mismo tipo de carga eléctrica, positiva o negativa.
Las resinas de intercambio iónico consisten en pequeñas perlas de plástico con cargas fijas, tanto positivas como negativas. Son excepcionalmente eficaces para atraer iones con carga opuesta en el agua y reemplazarlos con la perla.
Los filtros toman agua normal y eliminan los minerales intercambiándolos con diferentes sustancias. Los filtros intercambian cationes como sodio, calcio, hierro y cobre por aniones como cloruro y bromuro.
El proceso se repite varias veces para garantizar la eliminación de todos los iones minerales, dejando el agua con un nivel muy bajo de sólidos disueltos.
Desionización mediante resinas de dos lechos
El desionizador de dos lechos consiste en dos recipientes, uno conteniendo una resina de intercambio catiónico en forma de hidrógeno (H+) y el otro conteniendo una resina aniónica en la forma hidroxil (OH-).
El agua fluye a través de la columna de cationes, después de lo cual todos los cationes son intercambiados por iones de hidrógeno. Para mantener el agua eléctricamente equilibrada, por cada catión monovalente, como Na+, se intercambia un ion hidrógeno y por cada catión divalente, como Ca2+ o Mg2+, se intercambian dos iones hidrógeno.
El agua descationizada fluye entonces a través de la columna aniónica. Esta vez, todos los iones cargados negativamente se intercambian por iones hidróxido, que luego se combinan con los iones hidrógeno para formar agua (H2O).
Los sistemas de resina catiónica de ácido fuerte y anión básica fuerte eliminan todos los iones, incluyendo la sílice. En la mayoría de los casos se aconseja reducir el flujo de iones que se pasan a través del intercambiador iónico por medio de la instalación de una unidad eliminadora de CO2 entre las vasijas de intercambio iónico.
Esto reduce el contenido de CO2 a unos pocos mg/l y ocasiona una reducción subsiguiente del volumen de la resina aniónica de base fuerte y en los requerimientos de regeneración de los reactivos.
En general, el sistema de resina de catión ácido fuerte y anión básico fuerte es el método más simple y con él se puede obtener un agua desionizada que puede ser usada en una amplia variedad de aplicaciones.
Sistema con resina aniónica básica débil y fuerte
La combinación de resina catiónica de ácido fuerte, resina aniónica básica débil y resina aniónica básica fuerte es una modificación del sistema de dos lechos.
Proporciona la misma calidad de agua desionizada, a la vez que ofrece ventajas económicas cuando se trata agua que contiene elevadas cantidades de aniones fuertes, como cloruros y sulfatos.
La unidad eliminadora de CO2 opcional puede ser instalada tanto después del intercambiador catiónico como entre los dos intercambiadores aniónicos.
La regeneración de los intercambiadores aniónicos se realiza con una disolución de sosa cáustica (NaOH), pasándola primero a través de la resina de base fuerte y luego a través de la resina de base débil.
Este método requiere menor cantidad de sosa cáustica que el método anterior porque la disolución regeneradora que queda después del intercambiador aniónico de base fuerte es normalmente suficiente para regenerar completamente la resina de base débil.
Cuando la materia prima contiene una proporción elevada de materia orgánica, la resina de base débil protege la resina de base fuerte.
Desionización de lecho mixto
En los desionizadores de lecho mixto, las resinas de cambio catiónico y las de cambio aniónico están íntimamente mezcladas y contenidas en una única vasija presurizada.
Las dos resinas son mezcladas por agitación con aire comprimido, de forma que todo el lecho puede considerarse como un número infinito de intercambiadores aniónicos y catiónicos en serie.
La mezcla completa de intercambiadores de cationes y de intercambiadores de aniones en una sola columna hace que un desionizador de lecho mixto sea equivalente a una serie larga de plantas de dos capas.
Como resultado, la calidad del agua obtenida a partir de un desionizador de lecho mixto es apreciablemente mayor que la producida por una planta de dos capas.
Para llevar a cabo la regeneración, las dos resinas se separan hidráulicamente durante la fase de pérdida. Como la resina aniónica es más ligera que la resina catiónica, se eleva hasta arriba del todo, mientras que la resina catiónica cae hacia abajo del todo.
Después del proceso de separación, la regeneración se lleva a cabo con sosa cáustica y ácido fuerte. Cualquier exceso del regenerador es eliminado mediante el lavado de cada lecho por separado.
Ventajas del lecho mixto
- El agua obtenida es de muy alta pureza y su calidad permanece constante a lo largo del ciclo.
- El pH es casi neutro.
- Los requerimientos de aclarado con agua son muy bajos.
- El sistema es adecuado para pulir el agua hasta niveles altos de pureza.
Limitaciones del lecho mixto
- La capacidad de intercambio es menor.
- El procedimiento de operación es más complicado debido a los pasos de separación y mezcla que tienen que llevarse a cabo.
- Las plantas de lecho mixto son más sensibles a las impurezas en el suministro de agua.
- El proceso de regeneración es más complicado.
Los desionizadores de lecho mixto se usan normalmente para “pulir” el agua hasta niveles más altos de pureza después de haber sido tratados inicialmente con un desionizador de dos lechos o una unidad de ósmosis inversa.
Ósmosis inversa como etapa de desionización y pretratamiento
Además de mediante los sistemas de intercambio iónico, el agua desionizada puede ser producida en plantas de ósmosis inversa.
La ósmosis inversa es la filtración más perfecta conocida. Este proceso permitirá la eliminación de partículas tan pequeñas como los iones de una disolución.
La ósmosis inversa se usa para purificar el agua y eliminar sales y otras impurezas para mejorar el color, sabor u otras propiedades del fluido.
La ósmosis inversa es capaz de rechazar bacterias, sales, azúcares, proteínas, partículas, tintes y otros constituyentes que tengan un peso molecular de más de 150-250 Daltons.
La ósmosis inversa cumple con la mayoría de los estándares de agua con un sistema de un solo paso y los estándares más altos con un sistema de doble paso.
Este proceso alcanza rechazos de hasta más de un 99,9% de virus, bacterias y pirógenos.
La fuerza promotora del proceso de purificación por ósmosis inversa es una presión del rango de 3,4 a 69 bares.
La ósmosis inversa es mucho más eficiente energéticamente que los procesos de cambio de fase, como la destilación, y más eficiente que los productos químicos fuertes requeridos para la regeneración de los procesos de intercambio iónico.
La separación de iones con ósmosis inversa es asistida por partículas cargadas. Esto significa que los iones disueltos que portan una carga, tales como las sales, es más probable que sean rechazados por la membrana que aquellos que no están cargados, tales como los compuestos orgánicos.
Cuanto más grande sean la carga y la partícula, mayor probabilidad habrá de que sea rechazada.
En el tratamiento de aguas residuales, el proceso de desionización se implementa normalmente después de un sistema de ósmosis inversa.
Para maximizar la recuperación de agua del flujo de residuos, las soluciones únicas de alta recuperación de IDE, como MaxH2O, se instalan a menudo antes de la etapa de desionización.
Electrodesionización y electrodesionización continua
La electrodeionización (EDI) es una tecnología de purificación del agua que combina resinas de intercambio iónico y electricidad para eliminar las especies ionizadas del agua.
Se utiliza habitualmente en aplicaciones que requieren agua de alta pureza, como la generación de energía, la microelectrónica y otras.
El principio básico de la EDI consiste en aplicar un campo eléctrico a resinas de intercambio iónico y membranas.
El agua fluye a través de la pila EDI, donde las resinas de intercambio iónico y las membranas eliminan los iones disueltos.
Los iones son capturados por las resinas y luego transferidos a través de las membranas a corrientes concentradas, o salmuera, que luego se desechan o se tratan posteriormente.
El proceso regenera continuamente las resinas, eliminando la necesidad de regeneración química.
Los sistemas de electrodeionización EDI eliminan los iones de corrientes acuosas, típicamente junto con la ósmosis inversa y otros dispositivos de purificación.
EDI se puede ejecutar de forma continua o intermitente.
El proceso CEDI utiliza una resina de intercambio iónico, una membrana de intercambio iónico y corriente continua para desionizar el agua de forma continua sin utilizar productos químicos.
Con la tecnología de regeneración sin productos químicos, se consigue una desionización continua sin necesidad de tratamientos químicos, lo que reduce tanto los costes como el impacto medioambiental.
Los sistemas de electrodesionización proporcionan agua de alta calidad de forma confiable y continua.
Los sistemas utilizan membranas especiales y electricidad para purificar el agua continuamente sin necesidad de productos químicos.
IDE ha utilizado con éxito, por primera vez, sistemas CEDI a gran escala para proporcionar agua ultrapura de alta capacidad, con una conductividad garantizada de forma continua inferior a 0,1 microsiemens/cm, en su proyecto de pretratamiento petroquímico en Dos Bocas, México.
Configuración de un sistema completo de agua desionizada
Un sistema completo de agua desionizada generalmente se compone de pretratamiento, unidades de intercambio iónico, postratamiento y sistemas de circulación.
Pretratamiento
La función principal del pretratamiento es eliminar partículas suspendidas, cloro residual y algo de materia orgánica del agua, reduciendo la carga sobre la unidad de intercambio iónico.
Los sistemas de ósmosis inversa destacan en el tratamiento inicial del agua, que sienta las bases para procesos de purificación posteriores.
Mediante el uso de una membrana especial y la aplicación de presión, eliminan eficazmente las impurezas, los sólidos disueltos y los contaminantes del agua.
Unidad de intercambio iónico
La resina catiónica adsorbe iones positivos en el agua, como calcio, magnesio y sodio, mientras que la resina aniónica adsorbe iones negativos, como cloruro y sulfato.
Mediante este proceso, se eliminan la mayoría de los iones disueltos en el agua.
Postratamiento
Generalmente se utiliza resina de lecho mixto o carbón activado para mejorar aún más la calidad del agua y garantizar que el agua alcance un alto nivel de pureza.
Sistema de circulación
El sistema de circulación asegura la circulación continua del flujo de agua, lo que permite que el sistema proporcione agua estable de alta pureza durante mucho tiempo.
La circulación es especialmente importante cuando el agua debe mantenerse disponible durante periodos prolongados, porque el contacto con el aire, las superficies internas y los recipientes puede introducir contaminantes.
Regeneración de las resinas
Con el tiempo, el lecho de resina se llenará de iones y dejará de eliminarlos eficazmente.
El intercambio iónico es un proceso reversible y, por ello, la resina debe regenerarse periódicamente para restaurarla a la forma iónica original.
La regeneración tradicional de los intercambiadores aniónicos se realiza con una disolución de sosa cáustica, mientras que la resina catiónica se regenera con un ácido fuerte.
En algunos sistemas, el lecho de resina puede regenerarse enjuagándolo con una solución concentrada de agua salada. Este proceso elimina los iones acumulados en las perlas y las restaura a un estado activo para su uso posterior en la desionización del agua.
El proceso de regeneración debe realizarse regularmente para mantener un rendimiento eficaz a largo plazo.
La electrodesionización regenera continuamente las resinas mediante electricidad, eliminando la necesidad de regeneración química.
Desionización, desmineralización, destilación y agua ultrapura
Es bastante difícil encontrar definiciones claras de estándares para agua destilada, desmineralizada y desionizada.
El nombre depende del método de fabricación: destilación o desionización. Sin embargo, el producto final puede llegar a ser prácticamente idéntico desde el punto de vista fisicoquímico.
La desmineralización es cualquier proceso usado para eliminar los minerales del agua, aunque normalmente el término se restringe a procesos de intercambio iónico.
El agua ultrapura es agua muy tratada, de alta resistividad y sin compuestos orgánicos; normalmente se usa en las industrias de semiconductores y farmacéuticas.
Agua destilada
El agua destilada es agua que ha sido hervida en un aparato llamado “alambique” y luego recondensada en una unidad enfriadora, o “condensadora”, para devolver el agua al estado líquido.
La destilación se usa para purificar el agua. Los contaminantes disueltos, tales como sales, se quedan en el tanque donde el agua hierve, mientras que el vapor de agua se eleva hacia fuera.
La destilación puede no funcionar si los contaminantes son volátiles de forma que también hierven y recondensan, como si se tiene algo de alcohol disuelto.
Algunos alambiques pueden condensar selectivamente el agua y no otras sustancias volátiles, pero la mayoría de los procesos de destilación permiten el arrastre de al menos algunas sustancias volátiles.
La mayor pureza que se consigue con estos alambiques es normalmente de 1,0 MΩ.cm.
Además, hay que tener cuidado de no recontaminar el agua después de haberla destilado.
Diferencias principales
| Característica | Agua desionizada | Agua destilada |
|---|---|---|
| Proceso de obtención | Intercambio iónico químico | Destilación física |
| Eliminación de iones | Sí, cationes y aniones | Parcial, depende del punto de ebullición |
| Eliminación de bacterias | No necesariamente | Sí, en gran parte |
| Presencia de compuestos orgánicos | Posible | Menor, según el tipo de destilación |
| Consumo energético | Bajo | Alto |
| Usos típicos | Industria, electrónica y cosmética | Laboratorio, medicina y hogar |
Aunque ambas tienen un alto grado de pureza, el agua desionizada y el agua destilada no son lo mismo. Su principal diferencia radica en el método de purificación.
La desionización no elimina moléculas no cargadas, como algunos compuestos orgánicos o bacterias, por lo que en ciertos casos puede complementarse con otros tratamientos.
La destilación elimina la mayoría de los minerales, sales, metales pesados y microorganismos mediante evaporación y condensación, pero puede dejar pequeñas cantidades de contaminantes volátiles o arrastrados por el vapor.
En la práctica industrial actual, el agua que popularmente se llama “destilada” ya no siempre se produce por destilación, sino mediante procesos modernos como la ósmosis inversa, el intercambio iónico y la electrodesionización.
Características técnicas del agua desionizada
- Alta capacidad de eliminación de iones: es capaz de eliminar hasta el 99% de los minerales disueltos, lo que permite obtener una conductividad eléctrica extremadamente baja.
- Proceso rápido y continuo: a diferencia de la destilación, puede realizarse de forma constante sin necesidad de interrupciones.
- Consumo energético bajo: no requiere calor ni evaporación, lo que reduce los costes operativos y el consumo energético.
- Sistema modular y escalable: se puede adaptar fácilmente a diferentes volúmenes, desde pequeños laboratorios hasta plantas industriales.
- Ausencia de depósitos minerales: no deja residuos minerales que puedan manchar superficies, formar incrustaciones o favorecer la corrosión relacionada con sales.
- Limitación microbiológica: no elimina necesariamente bacterias, virus ni compuestos orgánicos.
El agua desionizada tiene un gran valor de aplicación tanto en laboratorios como en la industria porque prácticamente no contiene impurezas iónicas.
Su alta pureza la hace extremadamente útil en contextos donde los minerales y otras impurezas pueden interferir con procesos químicos o dañar equipos.
Conductividad, resistividad y pureza
La pureza del agua se puede medir de diversas formas. Se puede intentar determinar el peso de todo el material disuelto, denominado soluto, aunque esto resulta más sencillo con los sólidos disueltos que con los líquidos o gases disueltos.
Además de pesando las impurezas, también se puede estimar su nivel considerando el grado en el cual incrementan el punto de ebullición del agua o bajan el de congelación.
El índice de refracción, que mide cómo los materiales transparentes desvían las ondas de la luz, también se ve afectado por los solutos del agua.
Alternativamente, la pureza del agua puede estimarse rápidamente basándose en la conductividad eléctrica o en la resistencia.
El agua muy pura es muy mala conductora de la electricidad, de modo que su resistencia es elevada.
La conductividad y la resistividad permiten comprobar de forma rápida si las resinas, las membranas y las etapas de pulido están funcionando correctamente.
pH del agua desionizada
Cuando el agua desionizada se prepara en el momento, su pH es casi neutro, aproximadamente 7. Esto significa que las concentraciones de iones de hidrógeno e hidróxido en el agua son prácticamente iguales.
Sin embargo, debido a su alta pureza, absorbe fácilmente el dióxido de carbono del aire. Cuando el dióxido de carbono del aire se disuelve en agua, forma trazas de ácido carbónico, lo que reduce ligeramente el pH del agua.
Este no suele superar 6,5, pero puede afectar a algunos experimentos sensibles a ácidos y bases.
El agua pura por definición es ligeramente ácida y el agua destilada ronda un pH de 5,8. El motivo es que el agua destilada disuelve el dióxido de carbono del aire.
El dióxido de carbono disuelto reacciona con el agua y finalmente forma ácido carbónico.
Solo recientemente se ha conseguido producir agua destilada con un valor de pH de aproximadamente 7, pero debido a la presencia del dióxido de carbono alcanzará un valor de pH ligeramente ácido en un par de horas.
El pH del agua ultrapura es difícil de medir. No solo el agua ultrapura recoge rápidamente contaminantes, tales como el dióxido de carbono, afectando a su pH, sino que además tiene una baja conductividad que puede afectar la precisión de los pHímetros.
Por ejemplo, la absorción de unas pocas ppm de CO2 puede provocar que el pH del agua ultrapura caiga a 4,5, aunque el agua todavía sea esencialmente de alta calidad.
La estimación más precisa del pH del agua ultrapura se obtiene midiendo su resistencia; para una resistencia dada, el pH debe encontrarse dentro de ciertos límites.
Si la resistencia es de 10,0 MΩ/cm, el pH debe estar entre 6,6 y 7,6.
Aplicaciones del agua desionizada
Laboratorios
La precisión y fiabilidad de los experimentos dependen de la calidad del agua utilizada en los laboratorios.
El agua corriente, con minerales y contaminantes, puede afectar los resultados. Por otro lado, el agua desionizada no contiene minerales ni iones, lo que la hace ideal para la mayoría de los experimentos.
Se utiliza habitualmente en reacciones sensibles y en la preparación de sustancias para técnicas como la cromatografía y la electroforesis.
En el laboratorio, se utiliza a menudo para experimentos químicos, la preparación de soluciones tampón, la disolución de reactivos químicos y la limpieza de equipos experimentales.
- Análisis químico: el agua de alta pureza puede evitar que las impurezas interfieran con los resultados del análisis.
- Preparación de soluciones: al preparar soluciones tampón y soluciones de reactivos, el agua desionizada puede garantizar la precisión del experimento.
- Limpieza de instrumentos: se utiliza en la limpieza de muestras de espectrómetros, cromatógrafos o microscopios para evitar que los residuos afecten el rendimiento de los instrumentos.
- Preparación de medios: en experimentos microbiológicos o cultivos celulares se utiliza agua pura para garantizar la pureza del entorno experimental.
Fabricación electrónica y semiconductores
El agua desionizada es esencial para la limpieza de componentes electrónicos, placas de circuitos y semiconductores.
Su pureza garantiza la ausencia de contaminantes o iones que podrían causar problemas como cortocircuitos o corrosión.
En la electrónica se utiliza para el enjuague de circuitos impresos y componentes, ya que no deja residuos ni favorece la corrosión.
La industria de semiconductores necesita agua ultrapura específicamente para la limpieza y el grabado de obleas.
También se puede utilizar agua de alta pureza para limpiar chips y enjuagar placas de circuitos impresos, evitando que las impurezas conductoras afecten el rendimiento electrónico.
Industria farmacéutica y cosmética
El agua desionizada se usa ampliamente en la fabricación de productos farmacéuticos. Facilita tareas como el lavado, el enjuague y la disolución.
Al preparar soluciones inyectables, garantiza la seguridad y la esterilidad del producto. El agua desionizada impide la entrada de partículas e iones dañinos en la solución.
También es útil para la elaboración de comprimidos y cápsulas, garantizando su buena unión.
En la producción farmacéutica se utiliza para la preparación de soluciones y la limpieza de equipos para garantizar la calidad de los medicamentos.
En la fabricación de cosméticos ayuda a evitar reacciones no deseadas con los ingredientes activos.
Automoción
En los automóviles, el agua desionizada se utiliza como refrigerante y fluido de radiador para mantener la eficiencia del motor y prevenir la corrosión.
También se emplea en baterías y radiadores, ya que no contiene minerales que puedan formar depósitos.
El agua desionizada se utiliza en lavacoches para el aclarado final, porque la eliminación de minerales evita las manchas de agua y hace que la necesidad de pulir sea irrelevante.
Calderas, generación de energía y refrigeración
El agua desionizada se utiliza comúnmente como agua de alimentación para calderas, agua de proceso y otras aplicaciones que requieren agua desmineralizada.
En las plantas de generación de energía se utiliza agua desionizada para crear vapor y enfriar los condensadores, donde incluso una pequeña presencia de impurezas podría afectar significativamente el rendimiento y la eficiencia de las turbinas.
En los sistemas de refrigeración y calderas evita incrustaciones y mejora la eficiencia térmica.
Como agua de reposición de calderas, reduce la formación de incrustaciones y la corrosión y prolonga la vida útil del equipo.
Alimentos y bebidas
En la industria de alimentos y bebidas es fundamental para tareas como la preparación de ingredientes, la generación de vapor, la elaboración de cerveza y el embotellado.
Su pureza ayuda a mantener un sabor, una calidad y una apariencia consistentes.
El procesamiento de alimentos y bebidas puede beneficiarse del agua desionizada para garantizar la seguridad del producto y evitar el impacto de los residuos minerales e iónicos en el sabor y la estabilidad.
Industria textil
El agua desionizada se utiliza en el teñido y acabado de telas en la industria textil.
Ayuda a mantener la calidad del color y previene las manchas y la decoloración.
Otros procesos industriales
Las plantas de fabricación utilizan sistemas de agua desionizada por su significativa efectividad en la generación de agua ultrapura mediante la eliminación de impurezas no deseadas.
El tratamiento de agua desionizada también puede ser beneficioso en máquinas de enfriamiento y unción, junto con otras aplicaciones.
El agua desionizada es una de las opciones de uso más preferidas en fábricas e instalaciones de fabricación porque los sistemas suministran agua descontaminada cuando es necesario.
Ventajas del tratamiento de agua desionizada
- Purificación: el agua desionizada se somete a un proceso de purificación que elimina las impurezas y minerales presentes en el agua corriente.
- Prevención de la corrosión: la ausencia de iones e impurezas ayuda a prevenir la corrosión de maquinaria y equipos.
- Prevención de incrustaciones: la eliminación de calcio, magnesio y otras sales reduce la formación de depósitos.
- Limpieza sin residuos: se utiliza para limpiar superficies sensibles porque no deja depósitos minerales ni residuos que puedan dañar componentes.
- Bajo consumo energético: no requiere calor ni evaporación, a diferencia de la destilación.
- Funcionamiento continuo: los sistemas pueden producir agua de forma constante y modular.
- Escalabilidad: la tecnología puede adaptarse desde pequeños laboratorios hasta plantas industriales.
- Control del proceso: el agua desionizada determina la química del proceso al que se agrega.
Estas ventajas permiten proteger los equipos, mejorar los procesos, reducir los costos de mantenimiento y garantizar la calidad del producto final.
Riesgos y precauciones de uso
Consumo humano
Una de las principales preocupaciones del agua desionizada es la eliminación no solo de impurezas dañinas, sino también de minerales beneficiosos necesarios para el consumo humano.
Aunque se puede beber agua desionizada, no se recomienda su consumo regular debido a su falta de minerales importantes para la salud.
El consumo excesivo de agua desionizada puede provocar deficiencias de nutrientes.
Además, el agua desionizada presenta un pH bajo y puede causar problemas en el organismo si se consume en exceso.
Beber agua destilada no acidificará el cuerpo humano, porque el cuerpo utiliza tampones para equilibrar el pH.
Exposición al aire
La desionización debe realizarse cuando el agua esté cerca de ser utilizada, ya que la pureza del agua extremadamente alta se degrada rápidamente.
El dióxido de carbono en el aire puede alterar el nivel de pH del agua, afectando así los experimentos o procesos industriales.
Es importante tener en cuenta que, con el tiempo, el agua desionizada puede absorber impurezas de la atmósfera, lo que puede afectar su pureza.
Manipulación y almacenamiento
Para garantizar la pureza y seguridad del agua desionizada es necesario seguir las directrices de seguridad y las mejores prácticas.
Es fundamental almacenar el agua desionizada en recipientes limpios, secos y libres de contaminantes.
Evite utilizar recipientes contaminados, porque las impurezas o microorganismos que quedan en los contenedores pueden alterar la calidad del agua y afectar el resultado de su uso.
Evite las altas temperaturas y la luz solar, porque pueden promover el crecimiento de microorganismos o alterar la calidad del agua.
Cuando sea posible, se recomienda usar agua desionizada recién preparada para aplicaciones críticas.
Mantenimiento y control de calidad
Para mantener la pureza del agua desionizada, es necesario realizar controles de calidad y monitoreo periódicos.
Esto implica analizar la presencia de contaminantes químicos y bacterianos y garantizar el correcto funcionamiento del equipo de desionización.
Las resinas de intercambio iónico se saturarán gradualmente con el uso y deberán reemplazarse de manera oportuna para garantizar la estabilidad a largo plazo de la calidad del agua.
Siguiendo las pautas de seguridad y las mejores prácticas de manipulación, almacenamiento y mantenimiento, y monitoreando y realizando medidas de control de calidad regularmente, se pueden minimizar los riesgos asociados con el agua desionizada.
Cómo elegir el sistema adecuado
Para elegir una tecnología de tratamiento deben considerarse el tipo de impurezas que se desea eliminar, la sensibilidad del proceso, el volumen y la frecuencia de uso, los costos operativos y el nivel de pureza requerido.
- La ósmosis inversa resulta adecuada como etapa inicial para reducir sales, partículas, microorganismos y otros contaminantes.
- El intercambio iónico de dos lechos es una solución sencilla para eliminar prácticamente todas las impurezas iónicas.
- El lecho mixto es apropiado cuando se necesita una pureza mayor después de la ósmosis inversa o de un sistema de dos lechos.
- La electrodesionización es adecuada para producir agua ultrapura de forma continua sin regeneración química.
- La filtración y la desinfección deben añadirse cuando el proceso exige controlar microorganismos o compuestos no ionizados.
Para procesos industriales estándar como cosmética, alimentación o refrigeración se utiliza habitualmente agua desionizada estándar.
Para laboratorios y control de calidad puede utilizarse agua desionizada estándar o agua con un nivel superior de pureza, según los requisitos del proceso.
Para la industria farmacéutica, la microelectrónica y otras actividades que exigen estabilidad microbiológica y máxima pureza, se requieren sistemas de agua ultrapura con etapas adicionales de purificación y control.
Almacenamiento y vida útil
En un recipiente limpio y hermético, alejado de la luz solar y de fuentes de calor, el agua desionizada puede almacenarse durante mucho tiempo.
Sin embargo, con el tiempo puede absorber impurezas de la atmósfera, lo que puede afectar su pureza.
La estabilidad depende del material y la limpieza del recipiente, del contacto con el aire, de la temperatura, de la exposición a la luz y del nivel de pureza requerido por la aplicación.
Para usos críticos, el agua debe producirse o distribuirse lo más cerca posible del punto de utilización y mantenerse en circulación cuando el sistema lo requiera.
Planta purificadora de agua ósmosis inversa REVERSE OSMOSIS WATER PLANT - Santiago, Chile
Preguntas frecuentes
¿Cómo hacer agua desionizada a partir de agua destilada?
Para producir agua desionizada a partir de agua destilada, se debe usar una sustancia especial llamada resina de intercambio iónico.
Esta resina intercambia los iones del agua con hidrógeno (H+) e iones hidróxido (OH-), eliminando así las impurezas iónicas y proporcionando agua desionizada.
¿Cuál es la forma más económica de obtener agua desionizada?
La forma más económica de obtener agua desionizada depende del volumen requerido y del nivel de pureza.
Para pequeñas cantidades pueden utilizarse kits de desionización con resina de intercambio iónico, cartuchos y filtros.
Si se necesitan grandes cantidades de agua desionizada para fines industriales, puede ser más rentable utilizar un sistema propio o recibir el agua de un proveedor especializado.
¿El agua desionizada elimina bacterias?
La desionización no elimina necesariamente bacterias, virus ni compuestos orgánicos, porque se centra en las sustancias cargadas eléctricamente.
La ósmosis inversa, la filtración, el carbón activado y la desinfección pueden complementar el tratamiento cuando se necesita controlar contaminantes no iónicos o microorganismos.
¿Por qué el agua desionizada puede tener un pH ácido?
El agua desionizada recién preparada es casi neutra, pero absorbe dióxido de carbono del aire.
El dióxido de carbono disuelto forma ácido carbónico y reduce el pH, aunque el agua conserve una elevada pureza iónica.
¿Se puede utilizar agua desionizada en cualquier proceso?
El agua desionizada es adecuada cuando los minerales y las sales pueden interferir en reacciones, producir incrustaciones, causar corrosión o alterar la calidad del producto.
No sustituye automáticamente al agua estéril, al agua farmacéutica ni a cualquier otro grado regulado, porque cada aplicación puede requerir controles adicionales de microorganismos, compuestos orgánicos, pirógenos y partículas.
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