PRINCIPIOS DE PURIFICACION
 
El estudio de sistemas de tratamiento de agua es un campo bastante amplio. Esta presentacion no tiene la intencion de cubrir todas sus ramificaciones, solo da un repaso basico a los metodos de tratamiento de agua mas importantes.
 
Introducción.
Lo primero que debemos saber es que toda el agua está contaminada, puesto que incluso el agua más pristína contiene más que H2O. El agua pura es simplemente una teoria que los ingenieros de tratamiento de agua y otros profecionales relacionados con la industria siempre usan. No todos los contaminantes son malos, pero la remoción de aquellos que son indeseables puede ser una tarea difícil. Existen varios tipos de contaminación y cada situación se debe manejar de manera diferente, segun las caracteristicas individuales de cada contaminante y/o caracteristicas fisicas del agua, lo cual complica su remociòn. El agua para el hogar debe ser potable para consumo humano, por lo tanto debe ser filtrada y desinfectada, y si es dura tambien necesita ser suavizada. El agua para uso industrial y comercial puede requerir mayor tratamiento, particularmente donde se requiere agua ultrapura, como en industrias de electrónicos, fármaceuticos y revestimiento de metales, quienes además pueden requerir reciclaje y circuitos de recirculación para reducir desperdicio de agua. Tambien pueden necesitar procesos de filtración, suavización, desinfección y desionización por intercambio de iones u ósmosis inversa. Otros métodos más vanzados incluye ozonificación y luz ultravioleta para desinfección y oxidación. Las tecnicas de coagulación y floculación para la remoción de materias coloidales y sedimentos son muy usadas en la industria.
El requisito más importante en el tratamiento de agua es obtener un análisis físico-químico completo para saber exactamente el nivel de cada uno de los iones y las necesidas de reducción.
Filtracion de partículas

Unos de los primeros pasos en tratamiento de agua es la filtración. Este proceso remueve las particulas suspendidas, para lo cual existen varios métodos, de acuerdo a pricipios de adsorción y absorción, y dependiendo de la carga de particulas y el flujo requerido, las opciones son las siguientes: Cartucho, filtro de bolsa, filtro de arena y filtro multimedia (o multicapa).

Los de cartucho pueden ser de espiral, polipropileno hilados, plizados, compuestos o tipo resina. Los hay en una gran variedad de tamaños de filtración, existen hasta niveles submicrones, aunque por lo general se usan para particulas mayores. los filtros de arena y multimedia pueden incluir una granvariedas de materiales, los cuales pueden ser desde arena verde, alumina activada, calcita granato, KDF, y otros medios especializados o combinados, cambiando asi las caracteristicas de ciertos contaminantes dependiendo de su naturaleza iónica o química.

La filtración con carbón activado se usa para remover o reducir varios agentes químicos como cloro y otras fuentes de contaminantes de origen quimico organico, que afectan el sabor, color y olor del agua. Los tipos de carbón utilizados con mayor frecuencia incluyen carbón antrancita, carbón de hueso, varias maderas, cáscara de coco y otras cascaras. Cada una de ellas puede tener diversas capacidades para remover contaminantes dependiendo del tamaño de su porosidad, área superficial y otros factores. Se pueden procesar en forma granular, pulverización o en bloque.
Desinfección.

La desinfección del agua para potabilizarla es muy importante para la salud del cuerpo humano. Existen varios métodos para desinfectar el agua, y el uso del cloro es la más común. El cloro puede venir en forma liquida, gaseosa o solida y puede ser administrado por alimentación quimica, producción en sitio o mediante sistemas de alimentación granular o de tabletas. Los terminos comunes para refererirse al cloro incluyen dioxido de cloro, hipoclorito de cloro y blanqueador casero. Es muy importante tomar las debidas precauciones constantemente al administrar el cloro, ya que algunas formas, especialmente liquido y gas, pueden ser peligrosas y causan serios daños a la salud. La cloración con tabletas, relativamente segura, es popular en aplicaciones de agua de pozo.

La cloramida, el peroxido de hidrogeno, el bromo y el yodo tambien pueden ser utilizados para la desinfección del agua. En cada caso, pueden existir condiciones y precauciones especificas relacionadas (casi siempre similares al clor) para asegurar el uso y precauciones apropiados, así como la desinfección eficaz.

Otras tecnologías avanzadas relacionadas con la dessinfección que han ganado popularidad recientemente, incluyen la irradiación por luz ultravioleta (UV) y la ozonación. La ozonificación implica la generación en sitio de ozono (O3), que es un oxidante muy eficaz y desinfectante poderoso de corta vida con duración de segundos o minutos (lo que implica residuos mínimos o inexistentes) antes de revertir a oxigeno (O2). La irradiación UV, la cual no genera residuos, implica generación de luz en una longitud de ondas determinadas (185 a 254 nanómetros), que al ser expuestos los microorgamismos (M.O.) afecta su DNA desactivando su capacidad de reproducción y por lo tanto su reproducción.

La nueva tecnología es la de uso de cobre coloidal, que permite su uso desde las cisternas y pasa por todo el proceso, donde ademas de inhibir y controlar el crecimiento de M.O., deja un efecto recidual que permite prolongar la vida util del agua ya embotellada, ya que tambien inhibe el crecieminto de algas, principal problema de aguas purificadas.
Suavización
Muchas veces la dureza en el agua debe ser tratada, ya que causa muchos problemas en el hogar, como la formación de escamas en tuberias, calentadores de agua y en otros aparatos, También, requiere mayor uso de jabones y detergentes, y deja la ropa empañada y cabello opaco. Los hoteles, restaurates y otros negocios comerciales e industriales son quienes sufre un alto impacto de costos de sus procesos de lavasdo de ahi que requieran acondicionar o ablandar su agua (remoción del calcio). El intercambio ionico es una forma de tratamiento de agua a nivel molecular quitando contaminantes o alterandolos basandose en sus cargas electricas o valencias. Este proceso usa resinas especialmente formuladas para cada tipo de contaminantes ya sea aniónicos (negativos) o catiónicos (positivos), las cationicas son utilizadas para remover el calcio (Ca++) y magnesio (Mg++) que causan escamosidad y se regeneran con cloruro de sodio (sal) o de potasio. Las aniónicas se utilizan para la desionización o desmineralización (nitrato, uranio, etc) y utilizan cáusticos o acidos.
Osmosis Inversa

El estudio del tratamiento de agua por ósmosis inversa (OI) es un campo muy amplio y complejo, asi que, trataremos de explicar brevemente los conceptos basicos de este sistema.

Osmosis: es el paso de sal por una membrana semi-permeable del lado del agua pura al lado del agua alta en sales.

Osmosis Inversa: es lo opuesto; si aplicamos presión al lado de la membrana con sales altas, podemos forzar la molecula de agua a dejar el lado salado y pasar al lado de agua pura.

Presión Osmótica: es la presión o fuerza que se requiere para vencer la presión natural causada por el contenido de sales en el agua. ejemplo. 100 ppm de TDS = 1 psi. significa que requeriremos minimo 1 libra de presioón como minimo para obtener el paso de moleculas de agua por la menbrana.

Osmosis inversa no es solo filtración, sino que funciona en un nivel molecular para tambien extraer contaminantes indeseables.

Permear: es el flujo de agua que pasa por la membrana y contiene bajas sales.

Concentrado: es el flujo de agua conteniendo la concentración de sales rechazadas por la menbrana.

Recuperación: es el porcentaje de agua de alimentación convertido en agua de producto al pasar por la membrana.

Rechazo de sales: es el porcentaje de sales eliminadas del agua de alimentación. Normalmente el 90 al 99%.

SDI: indice de densidad de sedimento, contenido en el agua de alimentación, y nos indica la posibilidad de ensuciamineto o escamosidad de la membrana debido a los contamintes. Esta prueba se debe realizar antes de desiñar el sistema de osmosis inversa para cada aplicación.