Purificación y Tipos de Agua: Métodos de Obtención, Destilación y Aguas Superficiales

Métodos de Obtención de Agua Purificada

Una forma de obtener agua purificada es mediante la ósmosis inversa, un proceso de filtración altamente efectivo para remover partículas, incluso las más diminutas. Otra técnica es la desionización, que se realiza en dos etapas principales:

Intercambio Iónico

El agua pasa a través de una columna con resinas de intercambio iónico (catiónico y/o aniónico) que retienen especies cargadas positiva y negativamente. El objetivo es eliminar los iones (cationes y aniones) de las sales disueltas en el agua.

Desgasificación

Tras el intercambio iónico, se procede a la desgasificación. El agua desionizada puede contener gases disueltos como dióxido de carbono y oxígeno, que pueden afectar su pureza. Para eliminarlos, se somete el agua a un proceso de desgasificación por vacío, calentamiento o burbujeo con un gas inerte.

Usos del Agua Purificada

• Laboratorios: Esencial para preparar soluciones, reactivos y cultivos celulares, donde la presencia de impurezas puede comprometer los resultados experimentales.
• Industria Farmacéutica: Se utiliza en la producción de medicamentos y soluciones intravenosas, donde la pureza es crucial para la seguridad y eficacia.
• Industria Cosmética: Empleada en la elaboración de productos cosméticos como cremas, lociones y tónicos, ya que la pureza del agua mejora su calidad y eficacia.

Destilación del Agua

Aplicación en el Tratamiento de Aguas

La destilación es un método de purificación de agua de alta calidad, especialmente cuando se requieren estándares estrictos de pureza. Se utiliza principalmente en:

• Producción de agua potable: Para obtener agua libre de contaminantes y segura para el consumo humano.
• Aplicaciones Industriales: En procesos que requieren agua de alta pureza, como la fabricación de productos farmacéuticos, electrónicos y cosméticos.
• Laboratorios: Para preparar soluciones y reactivos para análisis químicos y biológicos.
• Hospitales: Para esterilización de instrumental quirúrgico, como componente en medicamentos intravenosos y en la preparación de tejidos para análisis histológicos.

Procedimiento General de la Destilación del Agua

1. Alimentación del destilador: Se introduce el agua a destilar en el matraz.
2. Calentamiento: Se eleva la temperatura del agua hasta su punto de ebullición.
3. Vaporización: El agua se convierte en vapor.
4. Ascenso del vapor: El vapor sube a la cámara de vapor.
5. Condensación: El vapor entra en contacto con el condensador frío y se condensa en agua destilada.
6. Recolección del destilado: El agua destilada se recoge en el receptor.
7. Descarga de residuos: Se eliminan las impurezas no volátiles del matraz.

Tipos de Destilación del Agua

1. Destilación Simple: Se usa para separar líquidos con puntos de ebullición que difieren significativamente (más de 80 °C). Se aplica en aguas como: agua de mar, aguas salobres, aguas residuales y aguas con alta concentración de impurezas. Aplicaciones: producción de agua potable, preparación de medicamentos, análisis de laboratorio.

2. Destilación Fraccionada: Se utiliza cuando los puntos de ebullición de los líquidos a separar son cercanos (menos de 80 °C). Presenta una columna de fraccionamiento para una separación más eficiente. Ejemplo: etanol y agua. Aplicaciones: separación de componentes orgánicos, purificación de solventes.

3. Destilación al Vacío: Técnica para purificar o separar líquidos con puntos de ebullición superiores a 150 °C o térmicamente inestables. Se usa en aguas sensibles al calor o con compuestos orgánicos volátiles. Aplicaciones: concentración de soluciones biológicas, purificación de productos farmacéuticos, eliminación de solventes residuales.

4. Destilación por Arrastre de Vapor: Se utiliza para separar componentes sensibles al calor o que no se pueden destilar directamente. El vapor de agua arrastra los componentes volátiles, que luego se condensan juntos. Se usa en aguas con contaminantes menos volátiles que el agua (fenoles, compuestos aromáticos). Aplicaciones: eliminación de compuestos orgánicos volátiles de aguas residuales, recuperación de compuestos aromáticos.

Importancia de la Destilación en la Industria Farmacéutica

La destilación de agua es fundamental en la industria farmacéutica, donde la pureza y calidad del agua son críticas para garantizar la seguridad y eficacia de los productos.

Aguas Superficiales

Las aguas superficiales son aquellas que se encuentran en la superficie de la tierra, como ríos, lagos, arroyos y embalses. Estas fuentes son visibles y están en contacto directo con la atmósfera. Son una fuente importante de agua dulce para muchas comunidades, utilizándose para consumo humano, agricultura e industria.

Tipos de Aguas Superficiales

Según su nivel de modificación:

• Aguas Superficiales Naturales: Originadas de forma natural, sin intervención humana.
• Aguas Superficiales Artificiales: Cuerpos de agua creados por el hombre.
• Aguas Superficiales Modificadas: Fuentes naturales modificadas, por ejemplo, alterando cauces o como efecto secundario de actividades humanas (contaminación, disminución de niveles).

Según su movimiento:

• Aguas Lénticas: Estáticas, sin movimiento (lagos).
• Aguas Lóticas: Dinámicas, con dirección (ríos).

Fases para Potabilizar Aguas Superficiales

1. Captación del Agua: Recolección del agua de fuentes superficiales y conducción a la planta potabilizadora.

2. Pretratamiento:

• Cribado: Eliminación de materiales grandes con cribas o rejillas.
• Desarenado y Desengrasado: Sedimentación de arena y eliminación de aceites y grasas.