Agua desmineralizada

¿Qué es el agua desmineralizada?

El agua desmineralizada es agua baja en sólidos disueltos, y que presenta baja conductividad eléctrica (medida en µS/cm). La ASTM D1193 Estándar de Especificaciones de Agua Tipo Reactivo (ASTM, American Society for Testing and Materials), clasifica al agua desmineralizada como: “un agua que contenga una conductividad eléctrica menor a 5 µS/cm”. Se divide en cuatro tipos:

 

Tipo de agua desmineralizada 

Valor máximo permisible de conductividad eléctrica (µS/cm)
Aplicación típica
Tipo IV
5
  • Agua embotellada
  • Calderas de alimentación de agua
  • Industria de textiles
  • Industria química
  • Fábricas de cerveza
  • Agua potable
  • Automóviles y baterías
  • Fertilizantes
  • Plantas industriales
  • Plantas de Energía
  • Sector de petróleo y gas
Tipo III
1
  • Cultivos de laboratorio
  • Enjuague de muestras analíticas de alta precisión
  • Preparación de muestras de referencia
  • Hospitales
Tipo II
0.5
  • Industria farmacéutica
  • Espectrometría de absorción atómica
Tipo I
0.055
  • Análisis de rastreo de metales
  • Fotometría

El agua completamente pura no es un buen conductor eléctrico, sin embargo en las aguas naturales se encuentran diversos sólidos disueltos que aportan iones con cargas positivas (cationes) y negativas (aniones), estos iones presentes en el agua permiten el paso de electricidad a través de ella. 

La concentración de los sólidos disueltos en el agua y la conductividad eléctrica son directamente proporcionales, esto quiere decir que al aumentar la concentración de sólidos disueltos aumenta la conductividad. 

La siguiente tabla muestra los cationes y aniones más comunes que se encuentran en el agua.

 

Cationes (+)
Aniones (-)
Más comunes:
  • Na+
  • Ca+2
  • Mg+2

Otros:

  • Fe+2Fe+3
  • Pb+2
  • Al+3
  • Ba+2
Más comunes:
  • Cl
  • HCO3
  • CO3
  • SO4-2
  • PO4-2
  • SiO2 HSiO3

Otros:

  • F
  • H3AsO3

 

Existen diferentes procesos para obtener de agua desmineralizada, en la industria pueden encontrarse los siguientes:

Desmineralización mediante resinas de intercambio iónico

El proceso de desmineralización de agua por intercambio iónico, consiste en hacerla pasar a través de una cama de resina catiónica (cargada de iones H+) y una aniónica (cargada de iones OH-), o una sola cama con ambas (resina mixta).

Las resinas se clasifican en cuatro principales grupos, de acuerdo con los grupos funcionales unidos que se encuentran unidos a su matriz polimérica, son los siguientes: 

  • Catión de ácido fuerte (SAC)
  • Catión de ácido débil (WAC)
  • Anión de base fuerte (SBA)
  • Anión de base débil (WBA)

El diseño de sistemas de intercambio iónico dependerá de la química del agua (se recomienda un estudio completo de aniones y cationes), que determina la combinación de resinas más efectiva, para un sistema de desmineralización.

Desmineralización por ósmosis inversa (OI)

La ósmosis inversa consiste en hacer pasar agua a través de una membrana semipermeable a una presión diferencial elevada (que supere la presión osmótica); de manera que los sólidos disueltos se concentran de un lado de la membrana (rechazo) y del otro lado un agua con una baja concentración de estos (producto). 

La calidad del agua producto dependerá de la alimentación y de la especificación del porcentaje de rechazo de sales de la membrana.  

Los sistemas de OI permiten diseñar diferentes configuraciones, ya sea para obtener una mejor calidad de agua producto, para aumentar el volumen  producción o para reducir el volumen de rechazo.

Desmineralización por destilación

La desmineralización por destilación, es la purificación química y biológica del agua a través de la vaporización térmica y su condensación. 

Los sistemas de destilación de agua no requieren demasiados controles en el agua de alimentación, sin embargo se debe tener especial cuidado con el arrastre de impurezas y con las variaciones de calidad del condensado.

Desmineralización por electrodiálisis

La electrodiálisis es un proceso de purificación, en el cual el agua se hace fluir a través de membranas ión-selectivas catiónicas y aniónicas, colocadas alternadamente, en una cámara llamada batería o acumulador, que suministra una corriente eléctrica para el flujo de los iones a través de las membranas. Los iones son transportados de una solución diluida a una solución concentrada. 

Desmineralización por Electrodeionización (EDI)

Los sistemas de electrodeionización (EDI) usan una combinación de resinas, membranas ión-selectivas y cargas eléctricas para obtener agua con un alto grado de pureza (hasta 18.2 MΩ/cm) y que además está en regeneración continua. 

 

Consiste en pasar el agua a través de cámaras de resinas delimitadas por membranas ión-selectivas. La resina actúa como un conductor permitiendo que la corriente eléctrica desplace los aniones y cationes capturados en la resina, los cuales son concentrados y expulsados del sistema en el flujo de rechazo. Al mismo tiempo, la corriente eléctrica separa el agua en iones hidrógeno (H+) e hidroxilo (OH) que permiten la regeneración continúa de la resina sin la necesidad de utilizar químicos regenerantes.

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