El tratamiento del agua es un componente central de numerosos procesos industriales. Dependiendo de la aplicación, hay que eliminar determinados iones o compuestos del agua para adaptar su calidad a los requisitos respectivos. Tres de los procesos más importantes en este contexto son el ablandamiento, la descarbonización y la desmineralización. En este artículo explicamos cómo funcionan estos procesos y sus ventajas, incluido el papel de los filtros de lecho mixto para la depuración fina.

La dureza del agua está causada por iones de calcio y magnesio disueltos. Estos iones pueden provocar depósitos calcáreos en tuberías y sistemas, causando pérdidas de eficiencia y mayores costes de mantenimiento.

Funcionalidad

El ablandamiento se consigue mediante el uso de intercambiadores de cationes fuertemente ácidos (SAC). Estas resinas de intercambio contienen grupos de ácido sulfónico que se unen a iones cargados positivamente como y y los intercambian por iones de hidrógeno o sodio.

Ventajas del ablandamiento
  • Prevención de depósitos calcáreos: Protección de tuberías, intercambiadores de calor y calderas.
  • Mayor eficiencia energética: los sistemas sin cal garantizan una transferencia de calor óptima.
  • Reducción de costes: menores costes de mantenimiento y mayor vida útil de los sistemas.

Descarbonización: eliminación de la dureza carbonatada

La dureza carbonatada está causada por iones de bicarbonato disueltos, que pueden reaccionar con iones de calcio y magnesio para formar carbonato cálcico (cal), que es poco soluble. La descarbonatación reduce esta dureza y disminuye la alcalinidad del agua.

Funcionalidad

La descarbonización suele llevarse a cabo con intercambiadores de cationes débilmente ácidos (WAC), que unen selectivamente cationes acoplados a bicarbonatos. Esto produce ácido carbónico, que se descompone en agua y CO₂. Para eliminar el CO₂ resultante del agua, suele instalarse aguas abajo un filtro percolador de CO₂.

Ventajas de la descarbonización
  • Estabilización del pH: La reducción de la alcalinidad garantiza unas condiciones químicas más estables.
  • Prevención de la cal: Evita los depósitos y protege los sistemas aguas abajo.
  • Procesos más eficaces: Menor necesidad de productos químicos y mejor comportamiento operativo.

Desmineralización completa: eliminación de todas las sales disueltas

La desmineralización es la forma más completa de tratamiento del agua y su objetivo es eliminar todos los iones disueltos en ella. El resultado es un agua ultrapura con una conductividad mínima, apta para aplicaciones industriales y técnicas exigentes.

Funcionalidad

La desmineralización completa combina el uso de intercambiadores de cationes fuertemente ácidos (SAC) e intercambiadores de aniones fuertemente alcalinos (SBA). Mientras que los intercambiadores de cationes eliminan todos los iones positivos como el calcio, el magnesio y el sodio, los intercambiadores de aniones eliminan los iones negativos como el cloruro, el sulfato y el nitrato. Para una pureza máxima, se instala un filtro de lecho mixto aguas abajo para una limpieza fina.

Planta de tratamiento de aguas residuales de un laminador en frío

Función del filtro de lecho mixto

Un filtro de lecho mixto combina intercambiadores de cationes y aniones en una sola unidad. Se utiliza para el pulido fino eliminando incluso las cantidades residuales más pequeñas de iones que no han sido completamente eliminados por las etapas de intercambio anteriores. El resultado es un agua con una conductividad inferior a 0,1 µS/cm, necesaria para aplicaciones muy sensibles como las de la industria electrónica o farmacéutica.

Ventajas de la desmineralización
  • Pureza del agua extremadamente alta: ideal para procesos sensibles que requieren los más altos estándares.
  • Protección contra la corrosión: la conductividad mínima evita daños en los sistemas.
  • Flexibilidad: adaptable a diversas necesidades industriales.

Aplicaciones del ablandamiento, la descarbonización y la desmineralización

Los tres procesos se utilizan en diversas industrias y aplicaciones:

  • Descalcificación: La descalcificación desempeña un papel fundamental, sobre todo en los servicios de edificios y los sistemas de refrigeración industrial. Al evitar los depósitos de cal en intercambiadores de calor, tuberías y calderas, se aumenta la eficiencia energética y se prolonga la vida útil de los sistemas.
  • Descarbonización: Es esencial para el tratamiento del agua de calderas a fin de evitar la corrosión y la formación de incrustaciones calcáreas. En la industria alimentaria, la descarbonización garantiza un agua de proceso óptima, mientras que en los sistemas de refrigeración reduce el riesgo de depósitos.
  • Desmineralización: La desmineralización es un proceso indispensable en las industrias electrónica, farmacéutica y química. Permite producir agua con una conductividad extremadamente baja, necesaria para aplicaciones como la producción de semiconductores, las soluciones de inyección estériles y la generación de vapor en centrales eléctricas.
Sistema de filtración de aguas residuales industriales

Resumen

Los procesos de ablandamiento, descarbonización y desmineralización son componentes esenciales del tratamiento moderno del agua:

  • Ablandamiento: Evita los depósitos de cal y protege los sistemas del desgaste.
  • Descarbonización: Reduce la alcalinidad, estabiliza el valor del pH y evita la dureza de carbonatos.
  • Desmineralización completa: elimina todas las sales disueltas y produce agua de gran pureza para aplicaciones exigentes.

La calidad del agua puede optimizarse aún más mediante el uso selectivo de filtros de lecho mixto, lo que es especialmente importante en sectores como la electrónica, la industria farmacéutica y las centrales eléctricas. La planificación profesional de estos procesos no solo reduce los costes de explotación, sino que también aumenta considerablemente la eficiencia y la longevidad de los sistemas.

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