Plantas de Ablandamiento de Agua:
Un ablandador de agua reduce la concentración disuelta de calcio, magnesio y, hasta cierto punto, manganeso y iones de hierro ferroso en el agua dura. Estos “iones de dureza” provocan tres tipos principales de efectos no deseados. De forma más visible, los iones metálicos reaccionan con los jabones y los detergentes sensibles al calcio, lo que dificulta su capacidad de hacer espuma y forma un precipitado, el conocido “anillo de bañera”. La presencia de “iones de dureza” también inhibe el efecto limpiador de las formulaciones de detergente. En segundo lugar, los carbonatos de calcio y magnesio tienden a precipitarse como depósitos duros en las superficies de las tuberías y las superficies de los intercambiadores de calor. Esto se debe principalmente a la descomposición térmica de los iones bicarbonato, pero también ocurre hasta cierto punto incluso en ausencia de dichos iones. La acumulación de sarro resultante puede restringir el flujo de agua en las tuberías. En las calderas, los depósitos actúan como un aislamiento que perjudica el flujo de calor al agua, reduciendo la eficiencia de calefacción y permitiendo que los componentes metálicos de la caldera se sobrecalienten. En un sistema presurizado, esto puede provocar un fallo de la caldera. En tercer lugar, la presencia de iones en un electrolito, en este caso, agua dura, también puede conducir a la corrosión galvánica, en la que un metal se corroerá preferentemente cuando esté en contacto con otro tipo de metal, cuando ambos estén en contacto con un electrolito. Sin embargo, los iones de sodio (o potasio) liberados durante el ablandamiento de agua convencional son mucho más activos electrolíticamente que los iones de calcio o magnesio que reemplazan y se esperaría que la corrosión galvánica aumentara sustancialmente con el ablandamiento del agua y no disminuyera. De manera similar, si se usa alguna tubería de plomo, es probable que el agua ablandada sea sustancialmente más plumbo-solvente que el agua dura.
Resinas de intercambio ionico:
Los dispositivos de ablandamiento de agua convencionales utilizan una resina de intercambio iónico en la que los iones de “dureza” se intercambian con los iones de sodio que están unidos electrostáticamente a los grupos funcionales aniónicos de la resina polimérica. Una clase de minerales llamados zeolita
s también exhibe propiedades de intercambio iónico; estos minerales se utilizaron ampliamente en ablandadores de agua anteriores. Los ablandadores de agua pueden ser deseables cuando la fuente de agua es un pozo, ya sea municipal o privado.
Cómo funciona:
El agua a tratar pasa a través de un lecho de resinas. Las resinas cargadas negativamente absorben y se unen a los iones metálicos, que tienen carga positiva.
Las resinas contienen inicialmente iones univalentes de hidrógeno, sodio o potasio, que se intercambian con iones divalentes de calcio y magnesio e
n el agua. A medida que el agua pasa a través de la columna de resina, los iones de dureza reemplazan a los iones de hidrógeno, sodio o potasio que se liberan en el agua. Cuanto más “dura” es el agua, más iones de hidrógeno, sodio o potasio se liberan de la resina al agua. Las resinas también están disponibles para eliminar los iones carbonato, bicarbonato y sulfato que se absorben y los iones hidroxilo liberados de la resina. Ambos tipos de resina se pueden proporcionar en un solo ablandador de agua.
Regeneración:
A medida que estas resinas se cargan con cationes y aniones indeseables, pierden gradualmente su eficacia y deben regenerarse. Si se usa una resina catiónica (para eliminar los iones de calcio y magnesio), la regeneración generalmente se efectúa pasando salmuera concentrada, generalmente cloruro de sodio o cloruro de potasio, o una solución de ácido clorhídrico a través de ellos. Para las resinas aniónicas se usa una solución de hidróxido de sodio o potasio (lejía). La mayoría de las sales que se utilizan para la regeneración se eliminan del sistema y pueden ser vertidas al suelo o al alcantarillado. Estos procesos pueden ser dañinos para el medio ambiente, especialmente en las regiones áridas. Algunas jurisdicciones prohíben tal liberación y requieren que los usuarios desechen la salmuera gastada en un sitio aprobado o utilicen una compañía de servicios comerciales. La mayoría de los fabricantes de ablandadores de agua proporcionan válvulas de control con medidor para minimizar la frecuencia de regeneración. También es posible en la mayoría de las unidades ajustar la cantidad de reactivo utilizado para cada regeneración. Ambos pasos se recomiendan para minimizar el impacto de los ablandadores de agua en el medio ambiente y conservar el uso de reactivos. El uso de ácido para regenerar reduce el pH de los desechos de regeneración.
En plantas de ablandamiento de agua a escala industrial, el flujo de efluentes del proceso de regeneración puede ser muy significativo. Bajo ciertas condiciones, como cuando el efluente se descarga mezclado con aguas residuales domésticas, las sales de calcio y magnesio pueden precipitarse en forma de escamas de dureza en el interior de la tubería de descarga.
Si se usa cloruro de potasio, se lleva a cabo el mismo proceso de intercambio, excepto que el potasio se intercambia por calcio, magnesio y hierro en lugar de sodio. Esta es una opción más cara y puede no ser adecuada para personas que siguen dietas restringidas en potasio.
