Desmineralización del agua: proceso paso a paso en la industria

La desmineralización del agua es la vía para obtener agua de alta pureza en calderas de vapor, generación eléctrica, industria farmacéutica, alimentos y electrónica. El agua con alto contenido mineral incrusta, corroe y saca de especificación al producto; desmineralizarla resuelve el problema, pero exige un tren bien diseñado desde el pretratamiento. En aguas de pozo profundo y de salmueras el parámetro que ordena ese diseño es la sílice, porque fija la recuperación máxima antes de que precipite sobre la membrana; la remoción de sílice en salares de litio es el caso extremo de ese límite.

Qué es la desmineralización del agua

Es el proceso que remueve prácticamente todas las sales y minerales disueltos, combinando tecnologías de membrana y de intercambio iónico. Los contaminantes que se eliminan incluyen:

• Iones de calcio y magnesio, responsables de la dureza.
• Sulfatos, carbonatos y sílice, precursores de incrustación.
• Sodio, cloruros y el resto de los minerales disueltos que afectan la conductividad.

Paso a paso del proceso por ósmosis inversa

1. Pretratamiento

Es la etapa que define la vida útil de todo el sistema. Antes de la ósmosis inversa hay que:

• Remover sólidos suspendidos y coloides, controlando el índice SDI. Crystolite® filtra hasta 0,5 micras en filtro a presión convencional y reduce el SDI entre 5 y 8 veces más que sus competidores más cercanos.
• Eliminar el cloro libre, que destruye de forma irreversible la poliamida. Catalytic Carbon® adsorbe cloro, cloraminas y orgánicos, y se regenera in situ con Oxydes-P® con vida útil de 2 a 5 años.
• Oxidar y retener hierro y manganeso con Katalox Light®, cuya cobertura de 10% de MnO₂ los precipita y los retiene en el lecho.
• Dosificar antiincrustante según el perfil de saturación. La gama INSTANT I-SOFT® ofrece formulaciones en polvo sin fosfatos ni fosfonatos, con la variante RO para alta sílice y sulfatos.

2. Ósmosis inversa

El agua se presuriza y atraviesa una membrana semipermeable que retiene sales y contaminantes disueltos. Se obtiene una corriente de permeado de alta pureza y un rechazo concentrado que debe gestionarse. Esta etapa remueve la mayor parte de la carga iónica a un costo energético razonable.

3. Postratamiento

Para llegar a las conductividades que exigen las aplicaciones críticas se agregan etapas de pulido:

• Desionización o electrodesionización: remoción de los iones residuales mediante resinas de intercambio iónico, con o sin regeneración química. Es la etapa que lleva el permeado al rango de agua ultrapura que exigen la farmacéutica y la electrónica.
• Ajuste final de pH: el agua desmineralizada es agresiva y tiende a atacar metales y hormigón, por lo que suele requerir corrección.

El agua desmineralizada es agresiva

Un punto que suele pasarse por alto: al quitar la alcalinidad y la dureza, el agua queda con baja capacidad buffer y ataca las superficies con las que entra en contacto. Cuando el agua desmineralizada debe circular por redes metálicas o destinarse a consumo, corresponde remineralizar. Trappsorb®, a base de perlas activadas de MgO y CaO, remineraliza y neutraliza el pH a la vez que remueve sílice, boro, amonio y fosfatos. El artículo sobre remineralización del agua desarrolla ese paso.

Dónde se exige agua desmineralizada

• Calderas de vapor de media y alta presión: la incrustación silícea y la corrosión por oxígeno disuelto son las dos causas más frecuentes de rotura de tubos. El tratamiento interno se completa con secuestradores de oxígeno, volátiles o no volátiles según el tipo de caldera.
• Industria farmacéutica: agua purificada y agua para inyectables con especificaciones de conductividad y carbono orgánico total.
• Electrónica y semiconductores: agua ultrapura con resistividad cercana al valor teórico del agua.
• Generación eléctrica: agua de aporte al ciclo agua-vapor, donde la sílice volátil arrastra a la turbina.
• Alimentos y bebidas: agua de formulación con perfil iónico controlado y reproducible lote a lote.

Ventajas para la operación

1. Mayor eficiencia de los equipos: evita incrustación y corrosión en calderas, intercambiadores y sistemas de refrigeración.
2. Menor costo de mantenimiento: prolonga la vida útil de tuberías, bombas y superficies de intercambio térmico.
3. Cumplimiento de normas de calidad: permite alcanzar la calidad de agua que exige cada sector, desde farmacéutica hasta generación de vapor.
4. Optimización energética: una superficie de intercambio sin incrustación transfiere calor con la eficiencia de diseño.

Datos de contexto

• En Argentina, buena parte del agua subterránea utilizada por la industria presenta niveles elevados de minerales disueltos, lo que eleva los costos operativos de calderas y torres.
• La ósmosis inversa puede reducir alrededor del 99% de los contaminantes iónicos presentes en el agua de alimentación.
• El mercado global de tratamiento de agua ultrapura, que incluye la desmineralización, supera los 7 mil millones de dólares y continúa creciendo por demanda industrial.

Errores que acortan la vida del sistema

• Subdimensionar el pretratamiento y trasladar el problema a la membrana.
• No medir el SDI del agua de alimentación de forma periódica.
• Operar a tasas de recuperación superiores a las de diseño, lo que precipita sales en el último elemento.
• Descuidar la sílice, que es el limitante real de la recuperación en aguas de pozo profundo y de salares.
• Distribuir agua desmineralizada por redes no aptas, sin corregir su agresividad.

Diseñemos su planta de agua desmineralizada

GWC dimensiona sistemas de desmineralización y su pretratamiento con tecnología Watch Water®. Envíe el análisis completo del agua de alimentación, el caudal y la conductividad objetivo del proceso. Si la fuente es una salmuera o un pozo profundo, incluya el dato de sílice disuelta y coloidal: es el parámetro que limita la tasa de recuperación de todo el tren.

Solicitar una propuesta

Fuentes consultadas

• Lenntech — Desmineralización del agua
• Global Water Intelligence
• ERAS — Ente Regulador de Agua y Saneamiento