Niveles de Calidad del Agua

El agua purificada se utiliza en todas las industrias y organizaciones científicas. Por lo tanto, los organismos internacionales y nacionales de estándares han establecido niveles de calidad del agua para varios tipos de aplicaciones:

• El International Organization for Standardization (ISO) (Organismo Internacional de Estandarización)
• La American Society for Testing and Materials (ASTM) (Sociedad Americana de Pruebas y Materiales)

Otros organismos representativos han especificado criterios relacionados con sus actividades específicas. Entre los organismos importantes se incluyen:

• El National Committee for Clinical Laboratory Standards (NCCLS) (Comité Nacional para Normas de Laboratorios Clínicos)
• La farmacopea

Organismo Internacional para especificaciones de estandarización del agua para uso de laboratorio ISO 3696: 1987

Esta normativa contempla los siguientes tres niveles de calidad del agua:

Calidad 1

Agua fundamentalmente libre de contaminantes disueltos o iónicos coloidales y orgánicos. Esta agua es adecuada para los requisitos analíticos más exigentes, incluyendo los de la cromatografía líquida de alto rendimiento. Debe producirse mediante el tratamiento adicional del agua de calidad 2, por ejemplo mediante ósmosis inversa o intercambio iónico, seguido de filtración a través de un filtro de membrana con un tamaño de poro de 0,2µm para eliminar las partículas o efectuar una redestilación desde un equipo de sílice fundida.

Calidad 2

Agua con muy bajo nivel de contaminantes inorgánicos, orgánicos o coloidales, y adecuada para fines analíticos sensibles, incluyendo espectrometría de absorción atómica, y para la determinación de constituyentes en cantidades de trazas. Se puede producir mediante destilación múltiple, intercambio iónico u ósmosis inversa, seguido de destilación.

Calidad 3

Agua adecuada para la mayoría de trabajos de química de laboratorio y para la preparación de soluciones de reactivos. Se puede producir mediante destilación única, intercambio iónico u ósmosis inversa. A menos que se especifique lo contrario, se debe utilizar para trabajos analíticos habituales.

Organismo Internacional para especificaciones de estandarización del agua para uso de laboratorio ISO 3696: 1987

Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) D1193-91

Especificaciones estándar para el agua de calidad de reactivo

Estas especificaciones contemplan los requisitos para el agua adecuada para utilizar en métodos de análisis químico y pruebas físicas. La elección de una de las calidades se determina por el método o el investigador.



*Requiere el uso de un filtro de membrana de 0,2µm
** Preparado mediante destilación
*** Requiere el uso de un filtro de membrana de 0,45µm

Cuando se tenga que controlar el nivel bacteriano, se deben clasificar los tipos de calidad del reactivo de la forma siguiente:



Comité Nacional para Normas de Laboratorios Clínicos (NCCLS) (1988)



El agua de Tipo I no debe tener partículas mayores que 0,2µm
* La resistividad del Tipo I debe medirse en línea

Normas de farmacopea

Varias organismos elaboran farcmacopeas diferentes, especialmente en los EE.UU y Europa. Cada una especifica los materiales, incluyendo el agua, que se utilizará en los trabajos médicos. Las normas del agua purificada son similares en todos los casos. Se establecen criterios adicionales para el agua que se necesita en aplicaciones estériles. Las normas del agua purificada que se incluyen en la farmacopea europea y en la farmacopea estadounidense se resumen a continuación. El agua para inyección tiene exigentes criterios bacterianos/pirógenos y se especifican los métodos de preparación.

Requisitos de farmacopea para la pureza del ‘agua purificada’




Fuente: http://www.elgalabwater.com/

Resinas de Intercambio Iónico

Generalidades

Los suministros de agua natural contienen sales disueltas, las cuales se disocian en el agua para formar partículas con carga, conocidas como iones. Estos iones están presentes por lo general en concentraciones relativamente bajas, y permiten que el agua conduzca electricidad. Algunas veces se conocen como electrolitos. Estas impurezas iónicas pueden causar problemas en los sistemas de enfriamiento y calefacción, generación de vapor, y manufactura. Los iones comunes que se encuentran en la mayoría de las aguas incluyen los cationes de carga positiva; calcio y magnesio—cationes que generan dureza, los cuales hacen que el agua sea “dura”—y sodio. Los aniones de carga negativa incluyen alcalinidad, sulfato, cloruro, y silicio.

Las resinas de intercambio iónico son particularmente adecuadas para la eliminación de estas impurezas por varias razones: las resinas poseen una alta capacidad para los iones que se encuentran en bajas concentraciones, las resinas son estables y se regeneran fácilmente, los efectos de la temperatura son en su mayoría insignificantes, y el proceso es excelente tanto para grandes como pequeñas instalaciones, por ejemplo, desde suavizadores de agua para el hogar hasta grandes instalaciones de servicios.


Cinética

La tasa de intercambio, o cinética, de las reacciones de intercambio iónico es gobernada por varios factores. La solución que está siendo tratada tiene un efecto; las concentraciones más altas de solución pueden acelerar la velocidad de la reacción. La cantidad de entrecruzamiento de DVB en la esfera determina la porosidad de la esfera y, además, la movilidad iónica dentro de la esfera. El tamaño de los iones que están siendo intercambiados también influye en la velocidad cinética y depende un tanto del tamaño de los poros en la estructura de la resina. El tamaño de la esfera también tiene un efecto; las esferas más pequeñas presentan una vía de difusión más corta hacia los sitios activos en la parte interior de las esferas.

La resina tiene una mayor afinidad hacia los iones de mayor valencia, por lo que la predominancia de iones de alta valencia puede causar una mayor tasa de reacción. Otros elementos que influyen incluyen la temperatura, la forma iónica de los sitios de intercambio, y la fortaleza de los sitios de intercambio. Una mayor temperatura puede acelerar las reacciones químicas. La reacción de intercambio es un proceso de difusión, por lo que la tasa de difusión en el sitio de intercambio iónico tiene algún efecto. Además, la fortaleza del sitio de intercambio, ya sea fuerte o débilmente ácido o básico, afecta la tasa de reacción.


Clasificación

Resinas catiónicas de acido fuerte.
Resinas catiónicas de acido débil.

Resinas aniónicas de base débil.
Resinas aniónicas de base fuerte (Tipo I y Tipo II).

Fuente: http://www.agualatinoamerica.com

Tecnología de Electrodesionización Continua

Sistema que utiliza Resina de Intercambio Iónico, Membranas y Energía Eléctrica (DC), que además tiene un alto porcentaje de recuperación de agua, el cual depende la calidad de esta en la alimentación.

La electrodeionización (EDI) combina dos probadas técnicas de purificación del agua como son la electrodiálisis y el intercambio iónico. Mediante esta técnica revolucionaria, las sales disueltas pueden ser eliminadas con un bajo consumo energético y sin la necesidad de emplear reactivos regenerantes; el resultado es un agua de elevada calidad que puede ser producida en continuo y con elevados caudales.

La electrodeionización (EDI) emplea una combinación de membranas selectivas de iones y resinas de intercambio, montadas a modo de sándwich entre dos electrodos [ánodo (+) y cátodo (-)] sometidos a una diferencia de potencial eléctrico de CC, la cual fuerza la migración en continuo de los iones desde la cámara de alimentación hasta las cámaras adyacentes de concentrado. Este potencial también rompe las moléculas de agua produciendo iones hidrógeno e hidroxilos que continuamente producen la regeneración de la resina (no se emplean reactivos). El proceso de EDI reemplaza a los convencionales lechos mixtos de resinas produciendo agua de calidad ajustable, no necesitando paradas para la regeneración ni sustitución de resinas.

La EDI es útil para cualquier aplicación que requiera la eliminación constante y económica de las impurezas del agua sin necesidad de usar productos químicos peligrosos.

Algunos ejemplos son:

- Reutilización del agua residual en la industria de la alimentación y la bebida
- Producción química
- Biotecnología
- Electrónica
- Cosmética
- Laboratorios
- Industria farmacéutica
- Agua para alimentación de calderas
- Reducción de SiO2 y de TOC (carbono orgánico total) ionizable.

Fuente: http://www.accuaproduct.com/

Control de la Contaminación Microbiológica

Achieving Clean Pharmaceutical Water
Bill Swichtenberg, Senior Editor, PharmaManufacturing.com
Controlling microbiological contamination is an ongoing process laden with risks. The best weapon against biofilm is prevention.

Conductividad del Agua

Definición y descripción

La conductividad de una sustancia se define como "la habilidad o poder de conducir o transmitir calor, electricidad o sonido". Las unidades son Siemens por metro [S/m] en sistema de medición SI y micromhos por centímetro [mmho/cm] en unidades estándar de EE.UU. Su símbolo es k or s.

Conductividad eléctrica (EC)

La corriente eléctrica resulta del movimiento de partículas cargadas eléctricamente y como respuesta a las fuerzas que actúan en estas partículas debido a un campo eléctrico aplicado. Dentro de la mayoría de los sólidos existe un flujo de electrones que provoca una corriente, y a este flujo de electrones se le denomina conducción electrónica. En todos los conductores, semiconductores y en la mayoría de los materiales aislados se genera conducción electrónica; la conductividad eléctrica depende en gran medida del número de electrones disponibles para participar en el proceso de conducción. La mayoría de los metales son buenos conductores de electricidad, debido al gran número de electrones libres que pueden ser excitados en un estado de energía vacío y disponible.

En el agua y materiales iónicos o fluidos puede generarse el movimiento de una red de iones cargados. Este proceso produce corriente eléctrica y se denomina conducción iónica. La conductividad eléctrica se define como el radio entre la densidad de corriente (J) y la intensidad eléctrica del campo (e) y es opuesta a la resistividad (r, [W*m]):

s = J/e = 1/r

La plata tiene la mayor conductividad de todos los metales: 63 x 10^6 S/m.

Conductividad del agua

Agua pura es un buen conductor de la electricidad. El agua destilada ordinaria en equilibrio con dióxido de carbono en el aire tiene una conductividad aproximadamente de 10 x 10^-6 W^-1*m^-1 (20 dS/m). Debido a que la corriente eléctrica se transporta por medio de iones en solución, la conductividad aumenta cuando aumenta la concentración de iones. De tal manera, que la conductividad cuando el agua disuelve compuestos iónicos.

Conductividad en distintos tipos de aguas:

Conductividad (S/m) / Resistividad (ohm.m)
Agua Ultra pura 0,0000055 / 182.000
Agua Destilada 0,0001 / 10.000
Agua Potable 0,005 / 200
Agua del Mar 5,3 / 0,19


Conductividad eléctrica y TDS

Índice TDS o Sólidos totales disueltos (siglas en ingles de Total Dissolved Solids) es una medida de la concentración total de iones en solución. EC es realmente una medida de la actividad iónica de una solución en términos de su capacidad para transmitir corriente. En soluciones en dilución, TDS y EC son comparables con TDS en una muestra de agua basado en medida de EC calculado mediante la siguiente ecuación:

TDS (mg/l) = 0.5 x EC (dS/m or mmho/com) or = 0.5 * 1000 x EC (mS/cm)

La relación expresada en la formula de arriba también se puede usar para determinar la aceptabilidad de un análisis químico del agua. No se aplica en agua residuales crudas sin ningún tratamiento o en aguas residuales industriales con amplia contaminación. Esto es porque, cuando la solución esta mas concentrada (TDS > 1000 mg/l, EC > 2000 ms/cm), la proximidad de los iones en solución entre ellos inhibe su actividad y en consecuencia su habilidad de transmitir corriente, a pesar de que la concentración física de sólidos disueltos no queda afectada. A amplios valores de TDS, la relación TDS/EC aumenta y la relación tienen a ser en torno a TDS = 0.9 x EC.
En estos casos, la relación anterior no debe usarse y cada muestra debe caracterizarse de manera separada. Para propósitos de uso en agua en agricultura e irrigación los valores de EC y TDS están relacionados y se pueden convertir con una precisión de aproximadamente un 10% usando la siguiente ecuación:

TDS (mg/l) = 640 x EC (ds/m or mmho/cm)

Con los procesos de osmosis inversa el agua se fuerza a través de membranas semi-impermeables dejando las impurezas atrás. Este proceso es capaz de remover hasta un 5 a 99% de TDS, dando lugar a agua pura o ultra pura.

Fuente: http://www.lenntech.es/