Ablandamiento De Agua Mediante Resinas De Intercambio Ionico

INTRODUCCIÓN

La dureza presente en el agua suministrada por la red doméstica local, presenta un grave problema al momento de ser utilizada sin tratamiento previo en sistemas de generación de vapor, y este problema se debe principalmente a la dureza que contiene el agua.
El agua dura causa un alto riesgo de depósitos de cal (incrustaciones) en los sistemas de agua de los usuarios. Debido a ladeposición de la cal, las tuberías se bloquean y la eficiencia de las calderas y los tanques se reduce. Esto incrementa los costes de calentar el agua sobre un 15 a un 20%.
Otro efecto negativo de la precipitación de la cal es que tiene un efecto dañino en las maquinarias. El ablandamiento del agua significa aumentar la vida media de las maquinarias, y aumentar la vida de las tuberías, inclusocontribuye a incrementar el trabajo, y una expansión en la vida de los sistemas de calefacción solar, aires acondicionados y muchas otras aplicaciones basadas en agua.

Medición de dureza

El agua que contiene dureza, además de formar incrustaciones sobre las superficies en las que está en contacto, tiene el inconveniente de que cuando reacciona con los jabones forma precipitados insolublesllamados "jabón cortado".
Esta propiedad es la que se utilizó en un principio para determinar la dureza de un agua (actualmente en desuso), ya que la destrucción del jabón (por precipitación de sales cálcicas y magnésicas que impiden que se forme una espuma persistente mientras exista calcio y magnesio) es directamente proporcional a la dureza.
Generalmente, en todos los análisis se indica elvalor en mg/l (miligramos por litro) ó ppm (partes por millón) de cada constituyente expresado como tal.

Mg/l = ppm =gr/m3

Incrustaciones

La tendencia a la precipitación de las sales cálcicas y magnésicas, formando incrustaciones, es el inconveniente más grave que presentan las agua duras.
Esto es debido a que el calcio y el magnesio se encuentran normalmente en el agua en forma debicarbonatos los cuales son solubles, pero por diferentes causas, se transforman en carbonatos insolubles causantes de las incrustaciones. Uno de los factores que influye en la descomposición de los bicarbonatos es el calor.
Sin embargo la formación de incrustaciones se produce de igual manera en agua fría que caliente, ya que aparte de la temperatura también influyen factores como el pH, gas carbónicodisuelto y combinado, etc.

Las tuberías por las que circula agua dura, caliente o fría, se van obstruyendo con la consiguiente disminución de su sección útil. En el caso de instalaciones de bombeo se necesitan mayores potencias para obtener las mismas condiciones iniciales de caudal y presión. La formación de incrustación llega a taponar totalmente las conducciones.
Figura 1. Efectos del aguadura en cañerías.
En todos los procesos de transmisión de calo, la formación de incrustación es mucho más rápida y hace que el rendimiento calorífico disminuya necesitándose más combustible. En un estudio sobre el consumo energético de calentadores funcionando con agua blanda, se observó una disminución de consumo del
29,57% para los de gas y un 21,6 para los eléctricos, con respectoa los mismos calentadores funcionando con agua dura, todo ello debido al aislamiento térmico causado por la incrustación.

Ablandamiento de agua por intercambio iónico

Un ion es un átomo o grupo de átomos que presentan una determinada carga eléctrica. Cuando esta carga es positiva el ion recibe el nombre de catión y cuando es negativa se le denomina anión. Al número de cargas eléctricas sele denomina valencia.
Las sales están constituidas por iones y en estado sólido no presentan carga eléctrica ya que la neutralización de cargas eléctricas entre iones debe ser completa y por tanto presentan valencia 0, pero cuando se hallan disueltas en el agua se encuentran disociadas en cationes y aniones.
Figura 2. Tipos de Iones.

Resinas intercambiadoras de iones

Existen resinas...