Cuando el agua que se utiliza en las instalaciones industriales es dura, puede ocasionar inconvenientes en las tuberías y los equipos. Para evitar problemas, es necesario poner en marcha procedimientos que dan lugar a su ablandamiento. El intercambio iónico es uno de ellos.
Este proceso, que se basa en la separación originada por la transferencia de materia entre un fluido y un sólido, constituye una valiosa técnica para ablandar el agua, separar sustancias químicas y remover impurezas y contaminantes. En este artículo, te contamos más sobre él.
El “agua dura” es aquella que contiene una cantidad significativa de calcio y magnesio. Su utilización no está libre de riesgos, ya que puede ocasionar taponamientos en las tuberías, o bien complicar la disolución de químicos en agua.
Esto hace que sea necesario aplicar técnicas de ablandamiento que permitan eliminar los iones que aportan dureza al agua.
Los ablandadores de agua son intercambiadores de iones específicos que están especialmente diseñados para eliminar iones con carga positiva. En la mayor parte de los casos, los ablandadores eliminan los iones de calcio (Ca2+) y magnesio (Mg2), que son conocidos como ser “minerales duros”.
Si bien existen numerosas formas de ablandar el agua, como, por ejemplo, ósmosis inversa, nanofiltración, precipitación química, desmineralización y descalcificación electromagnética, el intercambio iónico es una de las más utilizadas.
Se trata de una reacción química reversible, que sucede cuando un ion de una solución se intercambia por otro ion de igual signo, que está unido a una partícula sólida inmóvil.
Las reacciones de intercambio de iones son frecuentes en el recorrido subterráneo de las aguas naturales, donde hay sustancias naturales con poder de intercambio (zeolitas).
Pero, en las instalaciones industrias se prefieren los procesos de intercambio por medio de resinas poliméricas de fabricación sintética, que portan iones intercambiables y buscan la electroneutralidad, aportando beneficios en los procesos de ablandamiento y desmineralización del agua, así como en los mecanismos de purificación de ciertos productos químicos, la desmineralización de jarabes de azúcares y sueros de leche, entre otros.
Las resinas se comportan como un electrolito, con la particularidad que todos los grupos reactivos están unidos a un polímero insoluble que forma la matriz de la resina.
Entre las ventajas de aplicar el proceso iónico en el tratamiento de aguas encontramos:
La mayoría de las resinas utilizadas hoy en día son sintéticas, basadas en copolímeros de estireno-divinilbenceno, tratado adecuadamente para agregar los grupos funcionales. La sulfonación da lugar a resinas catiónicas y la aminación a resinas aniónicas.
Existen 4 tipos principales de resinas: catiónica fuerte (CF), catiónica débil (CD), aniónica fuerte (AF) y aniónica débil (AD).
Si bien en ocasiones se usan resinas débiles, las fuertes presentan algunos beneficios, ya tienen la capacidad de operar a cualquier pH, son más versátiles en cuanto a la captación de todos los iones, pueden eliminar todos los cationes del agua y presentan máxima selectividad para los cationes trivalentes, intermedia para los bivalentes e inferior para los monovalentes.
Además, su velocidad de intercambio es rápida y ofrecen poca fuga iónica. Asimismo, se expanden poco (menos del 8%, al pasar de la forma Na+ a la H+), son muy estables y pueden durar alrededor de 20 años.
El intercambio iónico a través de resinas es una técnica eficiente que permite no solamente ablandar el agua, sino también purificar productos químicos y remover contaminantes. Si querés saber más sobre este procedimiento, contactanos.