Agua Ablandada

El ablandamiento del agua consiste en la eliminación principalmente de los iones de calcio (Ca²⁺) y magnesio (Mg²⁺), los cuales son los principales responsables de la dureza del agua. La dureza afecta diversas aplicaciones industriales y domésticas debido a la formación de incrustaciones, baja eficiencia en detergentes y deterioro de equipos.

Beneficios del ablandamiento del agua

1. El agua tratada («agua blanda») mejora la acción del jabón, ya que se genera más espuma y se adhiere por más tiempo a la piel.
2. Se reduce significativamente el consumo de detergentes y productos de limpieza.
3. Se minimizan las incrustaciones en tuberías, intercambiadores de calor, y calderas, especialmente con agua caliente.
4. Mejora la eficiencia energética de los equipos térmicos.
5. Prolonga la vida útil de los equipos e instalaciones.

Métodos de Ablandamiento de Agua

Existen diversos métodos para reducir la dureza del agua, cada uno con diferentes principios de funcionamiento y eficiencias:

• Precipitación química: Mediante la adición de cal (hidróxido de calcio, Ca(OH)₂), se precipitan los iones Ca²⁺ y Mg²⁺ como carbonatos o hidróxidos insolubles.
• Intercambio iónico: Sustitución de iones Ca²⁺ y Mg²⁺ por iones Na⁺ usando resinas catiónicas en forma sódica.
• Tratamientos físicos: Se incluyen equipos de destilación, filtración molecular por membranas y hasta magnéticos (efectividad no comprobada).

De estos, el intercambio iónico es el método más común tanto en aplicaciones domésticas como industriales, debido a su eficiencia y bajo costo operativo.

Ablandamiento por Intercambio Iónico

Este método utiliza resinas catiónicas fuertes, generalmente compuestas por copolímeros de estireno-divinilbenceno, sulfonados para generar sitios activos que intercambian iones.

Componentes principales del sistema:

• Tanque de resina: Contiene la resina de intercambio iónico.
• Tanque de salmuera: Almacena la solución saturada de cloruro de sodio  (NaCl) usada para regenerar la resina.

Proceso de operación

1. Servicio (intercambio iónico):
   El agua dura atraviesa la columna de resina, donde los iones Ca²⁺ y Mg²⁺ son adsorbidos, y liberados iones Na⁺ en su lugar. La resina tiene una capacidad limitada de intercambio y se satura después de tratar un cierto volumen de agua.
2. Regeneración:
   Se hace pasar una solución de salmuera (concentración típica: 10–15% NaCl) a contracorriente. La alta concentración de Na⁺ desplaza a los iones Ca²⁺ y Mg²⁺ retenidos por la resina.
3. Retrolavado y enjuague:
   Antes y después de la regeneración se realiza un retrolavado para esponjar la cama de resina y eliminar impurezas. Luego, se realiza un enjuague para eliminar el exceso de sal.
   

Características técnicas de la resina

• Tamaño de las resinas: 0.3 a 1 mm de diámetro (usualmente 50–18 mesh).
• Capacidad de intercambio típica:
  • 25 kilogranos por pie cúbico
  • Por ejemplo, para una dureza de 300 mg/L (como CaCO₃), 1 pie³ de resina puede ablandar aproximadamente 5 m³ de agua antes de agotarse.
• Sal utilizada en regeneración:
  • Aproximadamente 4 kg de NaCl por pie³ de resina.

Ablandadores de Agua Industriales

En instalaciones de mayor escala (como textiles, plantas químicas, sistemas de agua para calderas, etc.), se utilizan sistemas multitanques:

• Permiten que mientras una unidad está en regeneración, otra esté en operación.
• Con diferentes accesorios para la regeneración como, medidor de flujo, temporizador o sensor de dureza, permite diferentes configuraciones.
• Equipados con válvulas neumáticas o hidráulicas automáticas, controladas por cabezales electrónicos o cronológicos que programan los ciclos de servicio, regeneración, retrolavado y enjuague.

Ventajas industriales

• Automatización completa del proceso.
• Alta confiabilidad operativa.
• Posibilidad de integración con sistemas de control SCADA o PLC.

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