Dispersantes son productos químicos especiales que se utilizan en el tratamiento de aguas y aguas residuales para mejorar la distribución de partículas finas y sedimentos en un líquido y evitar que las partículas se aglomeren o floculen. En la tecnología del agua industrial y el tratamiento de aguas residuales, los dispersantes evitan la formación y deposición de sólidos en las superficies, lo que desempeña un papel importante en los sistemas de circulación, tuberías e intercambiadores de calor. Su aplicación es especialmente relevante para el tratamiento del agua de refrigeración, el tratamiento del agua de calderas y para sistemas de tratamiento de agua basados en membranaspara reducir el riesgo de incrustaciones.

Antecedentes técnicos y función de los dispersantes

Los dispersantes actúan modificando la carga superficial de las partículas o formando una película protectora electrostática alrededor de ellas. Esto genera fuerzas repulsivas que impiden que las partículas se adhieran entre sí y se combinen para formar agregados mayores. Estos mecanismos favorecen la distribución estable de sólidos en el agua y ayudan a minimizar los depósitos en las plantas de tratamiento de aguas.

Mecanismos de dispersión

1. Estabilización electrostática:

   • Los dispersantes influyen en la carga superficial de las partículas en la solución. Esta carga generada provoca una repulsión electrostática entre las partículas, lo que impide su aglomeración. Esta propiedad es especialmente importante para evitar depósitos en zonas de flujo estrechas.

2. Estabilización estérica:

   • Algunos dispersantes se acumulan en una capa alrededor de las partículas y crean una barrera estérica que separa las partículas entre sí. Esta barrera impide que las partículas se acerquen y formen así agregados o depósitos más grandes.

3. Cambio en la superficie de la partícula:

   • Los dispersantes modifican las propiedades superficiales de las partículas y las hacen más hidrófilas, lo que mejora su distribución en el agua. Especialmente en sistemas con condiciones de agua dura, en los que los iones de calcio y magnesio tienden a precipitar, los dispersantes impiden que estas partículas alcancen las superficies y se depositen.

Tipos de dispersantes y sus aplicaciones específicas

Los dispersantes pueden dividirse en distintas categorías en función del tipo de tratamiento del agua y de su estructura química:

1. Dispersantes aniónicos:

   • Los dispersantes aniónicos tienen una carga negativa y son adecuados para estabilizar partículas que tienen una carga superficial positiva. Suelen utilizarse en sistemas de refrigeración y en el tratamiento del agua de calderas para evitar la formación de depósitos de carbonato cálcico y magnesio.

2. Dispersantes catiónicos:

   • Estos dispersantes con carga positiva se utilizan en aplicaciones en las que las partículas tienen carga negativa. En el tratamiento de aguas residuales, los dispersantes catiónicos pueden ser útiles para evitar la formación de flóculos en el tratamiento de aguas residuales industriales.

3. Dispersantes no iónicos:

   • Los dispersantes no iónicos no tienen carga y son estables en una amplia gama de condiciones de pH. Estos dispersantes son útiles para aplicaciones en las que las superficies de las partículas tienen cargas diferentes o el pH varía mucho. Se utilizan mucho en sistemas de membranas en los que la composición del agua es variable.

4. Dispersantes a base de polímeros:

   • Los dispersantes poliméricos, como los poliacrilatos y los polifosfatos, tienen largas cadenas moleculares que envuelven las partículas y crean obstáculos estéricos. Son especialmente eficaces contra los depósitos de calcio y magnesio y resultan muy adecuados para los tratamientos del agua de refrigeración y de calderas.

Aplicaciones prácticas de los dispersantes

Los dispersantes desempeñan un papel importante en diversos procesos de tratamiento de aguas industriales para mejorar la eficacia de los sistemas y minimizar el riesgo de depósitos y ensuciamiento.

1. Tratamiento del agua de refrigeración:

   • Los dispersantes se utilizan en sistemas de refrigeración abiertos y cerrados para evitar la acumulación de carbonato cálcico, sales de magnesio y otros sólidos minerales. La adición de dispersantes mantiene el agua de refrigeración limpia y mantiene la eficiencia de la transferencia de calor, reduciendo los costes de funcionamiento y prolongando la vida útil del sistema.

2. Tratamiento del agua de caldera:

   • En los sistemas de calderas, los dispersantes evitan la formación de depósitos en los intercambiadores de calor y las superficies de calefacción, lo que perjudicaría la transferencia de calor. Especialmente en sistemas con agua dura, donde los iones de calcio y magnesio tienden a precipitarse, los dispersantes son esenciales para maximizar el rendimiento de la caldera y minimizar el tiempo de inactividad debido a la limpieza.

3. Procesos de membrana en el tratamiento del agua:

   • En los sistemas de ósmosis inversa y ultrafiltración, los dispersantes evitan el ensuciamiento de las membranas por sólidos y coloides. El uso de dispersantes permite prolongar la vida útil de las membranas, ya que se reduce el riesgo de obstrucción y de disminución de la velocidad de filtración. Los dispersantes suelen trabajar en sinergia con antiincrustantes.

4. Industria textil y de tintes:

   • La transformación y el teñido de textiles suelen producir aguas residuales con altas concentraciones de sólidos, lo que puede provocar depósitos y decoloración. Los agentes dispersantes evitan la formación de depósitos y ayudan a mantener limpias las instalaciones de producción. También ayudan a garantizar que las partículas de colorante permanezcan dispersas en el agua y no se depositen en las superficies de las máquinas.

5. Industria del papel y la pasta de papel:

   • En la producción de papel, los dispersantes evitan la acumulación de cargas, arcilla y fibras en máquinas y superficies. Así se consigue una producción más eficiente, se reduce el mantenimiento y se minimizan los tiempos de inactividad.