Estándares de calidad en agua grado reactivo

La calidad del agua de uso en el laboratorio o en aplicaciones donde se requiere de agua con un contenido mínimo de impurezas, puede ser establecida en base a diferentes normas o criterios, dependiendo de la institución u organismo que establece los estándares.

La industria de componentes electrónicos, las asociaciones medicas, la industria farmacéutica, etc., establecen sus propios criterios de calidad que aunque son muy similares, difieren entre si. La ASTM (American Society for Testing and Materials), es la institución más reconocida y que se dedica específicamente al establecimiento de estándares o valores guía para la calidad del agua con estas características.

Los estándares establecidos, determinan la calidad del agua por su conductividad que se expresa en micosiemens por centímetro (mS/cm) es una medida indirecta del contenido de sales que contiene el agua. La resistividad es lo inverso y sus unidades para el agua de alta pureza son megaohms (MW).

El agua químicamente pura tiene una conductividad de 0.056 mS/cm o 18 MW. Este es el máximo grado de pureza que se puede obtener y es el agua Tipo I de acuerdo a los estándares de la ASTM.

Otros parámetros que caracterizan el tipo de agua son el pH, el carbono orgánico total, sodio, cloruros y sílice.

De estos parámetros los que son más fáciles de medir y de controlar es la conductividad o la resistividad, los cuales se miden con un conductímetro.

El pH no es un parámetro de calidad del agua ya que medir el pH al agua de alta pureza no es fácil y se requiere de un electrodo especial o se debe agregar sales al agua para poder establecer una diferencia de potencial entre el electrodo y la solución.

La sílice si es muy importante como parámetro de calidad del agua, ya que adicionalmente a la conductividad, la presencia de sílice, no afecta la calidad del agua, sino que la sílice se encuentran en solución como ácido silícico que se disocia de la siguiente manera:

H2SiO4   Þ H+ + HSiO3-

El ácido silícico tiene una constante de disociación muy pequeña, por lo que no se disocia fácilmente,

Si el agua se trata con una resina catiónica/aniónica, el HSiO3- se adhiere a la resina y es removido. La ausencia o presencia mínima de ácido silícico, es evidencia de que el agua es de alta pureza ya que este ión es el más persistente.

Clasificación del agua de acuerdo a su calidad fisicoquímica

NL: No hay límite establecido

Clasificación del agua de acuerdo a su calidad microbiológica

También el agua es clasificada de acuerdo a su calidad microbiológica, como agua tipo A, B y C

¿Qué calidad de agua requiero?

El agua que se debe emplear en laboratorio esta en función de los criterios de calidad del usuario, Para preparación de soluciones de laboratorios como: soluciones de titulación, soluciones buffer, para lavado de material de vidrio, etc. el agua empleada puede ser tipo IV y en lo referente a calidad microbiológica Tipo C.

Para trabajos de determinación de metales traza el agua Tipo I, con calidad microbiológica Tipo B, cumpliría las expectativas.

Para biología celular y cultivo de tejidos, pudiese requerirse agua Tipo I, con calidad microbiológica Tipo A.

¿Qué procesos de tratamiento de agua deben implementarse para obtener agua de alta pureza?

La obtención de agua ultrapura no puede obtenerse con un solo proceso, se requiere la combinación de más de uno de ellos para lograr la calidad deseada tanto en lo fisicoquímico como en lo microbiológico. Como complemento se requiere de un tratamiento continuo y reiterativo para preservar e incrementar su calidad.

Una forma de lograrlo, es filtrando el agua de la red de suministro en filtros de sedimentos y de carbón activado, para eliminar partículas y el cloro residual. Esta agua pasa a una unidad de osmosis inversa donde se eliminan las sales disueltas con una eficiencia de 95-98%.

La remoción de sales por una membrana de osmosis inversa no es suficiente si el agua que se pretende producir es de calidad I, II o III, por lo que el producto de la osmosis pasa a un lecho mixto de resinas catiónicas/aniónicas, mezcladas entre si en forma tal que los equivalentes de cada resina son los mismos.

El agua que sale de este lecho de resinas mixtas no necesariamente cumple con los estándares de calidad y es conveniente reciclar y pasar continuamente el agua a través de la resina mixta. Esto no solo incrementa en cada paso su calidad, sino que también, el agua almacenada pierde sus cualidades, por lo que el reciclado continuo es muy conveniente.

Eventualmente la resina de pulido se satura y es necesario su cambio por resina nueva. Este cambio de resina se debe hacer a criterio del usuario, estableciendo el mismo sus límites de calidad en el agua de consumo.

Si el agua producto no se emplea continuamente y se almacena por periodos, no solo disminuye su calidad fisicoquímica, sino también microbiológica.

Cuando el agua circula, se intercala una lámpara UV de 254 nm para desinfección del agua y una segunda lámpara UV de 185 nm para destrucción de la materia orgánica al nivel de trazas que siempre se genera cuando el agua está en contacto con la resina mixta y demás componentes del equipo.

Esta configuración produce agua de optima calidad en sus parámetros fisicoquímicos y microbiológicos, agua de calidad tanto para determinación de metales a niveles ultratraza, y libre de carbono orgánico residual y otros componentes químicos que causan señales no deseadas en sus equipos de cromatografía o en sus pruebas bioquímicas

Proveedores de sistemas para obtención de agua ultrapura

A continuación le presentamos a Festa-Hidrogel, proveedor de sistemas para obtención de agua ultrapura:

Festa-Hidrogel es una empresa cuyo giro principal es en el tratamiento y acondicionamiento de aguas potables y residuales. Dentro de sus principales divisiones se encuentra el de sistemas para obtención de agua ultrapura, que es necesario cuando se demanda agua con un mínimo de sales y compuestos similares que disminuyen su grado de pureza.

Diagrama de flujo en sistema de producción de agua ultrapura HIDROGEL

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O bien, haga contacto directo con Fesra-Hidrogel para solicitar mayor información sobre sus sistemas para obtención de agua ultra pura.

El dióxido de titanio como colorante de pinturas y alimentos

El dióxido de titanio es un compuesto cuya fórmula es TiO2. Se encuentra comúnmente en una forma negra o de color castaño conocida como rutilo. Las formas naturales que se encuentran menos en la naturaleza son la anatasa y la brooquita. Tanto el rutilo como la anatasa puros son de color blanco. El óxido básico negro, FeTiO3, se encuentra en forma natural como el mineral llamado ilmenita; éste es la principal fuente comercial del titanio.

El dióxido de titanio se utiliza mucho como un pigmento blanco en pinturas exteriores por ser químicamente inerte, por su gran poder de recubrimiento, su opacidad al daño por la luz UV y su capacidad de autolimpieza. El dióxido también se ha empleado como agente blanqueador y opacador en esmaltes de porcelana, dando un acabado final de gran brillo, dureza y resistencia al ácido.

Como aditivo alimentario es un pigmento blanco que se emplea con el fin de atenuar o matizar algún otro color presente en el alimento. Por lo general, la anatasa es el más apto para consumo humano, debiéndose comercializar con un alto grado de pureza. El rutilo, es el preferido por otras industrias (como la de pinturas y la de impermeabilizantes), por ser más barato y por lo tanto, su grado de pureza es menor.

Las impurezas principales son los metales pesados (arsénico y plomo) ya que tienden a acumularse en el cuerpo con el paso del tiempo. Si el dióxido de titanio es grado alimenticio no existe realmente ningún riesgo para su consumo a largo plazo.

Básicamente el TiO2 es un colorante, y sirve lo mismo para pinturas como para alimentos, el beneficio es que es la materia prima en la coloración. Además ayuda en la conservación de alimentos indirectamente pues refleja parcialmente la luz y rayos UV disminuyendo su efecto sobre el alimento.

Una empresa dedicada a la representación, distribución y comercialización de dióxido de titanio para las industrias alimenticia y de pinturas y recubrimientos, es sin duda Sinergia Comercial y Representaciones, que ofrece productos de calidad satisfaciendo las necesidades de los clientes.

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La Kyanita y Mullita

Proceso de Extracción

El mineral Kyanita se extrae de dos canteras adyacentes en Virginia central.  La roca cuarcita huésped contiene entre 20-40% de Kyanita. En adición al cuarzo, están presentes otras variadas impurezas tales como mica, rutilo y una variedad de formas de óxidos de hierro y arcillas. Las duras rocas que contienen kyanita son extraídas selectivamente y después trituradas en varias etapas para reducir el tamaño a aproximadamente 1 pulgada o menos. Durante cada etapa de trituración el mineral se mezcla para minimizar las variaciones naturales en el depósito. El mineral mezclado se alimenta después a la planta de procesamiento de manera controlada.

El mineral Kyanita se extrae de dos canteras adyacentes en Virginia central.  La roca cuarcita huésped contiene entre 20-40% de Kyanita. En adición al cuarzo, están presentes otras variadas impurezas tales como mica, rutilo y una variedad de formas de óxidos de hierro y arcillas. Las duras rocas que contienen kyanita son extraídas selectivamente y después trituradas en varias etapas para reducir el tamaño a aproximadamente 1 pulgada o menos. Durante cada etapa de trituración el mineral se mezcla para minimizar las variaciones naturales en el depósito. El mineral mezclado se alimenta después a la planta de procesamiento de manera controlada.

Proceso de Beneficio

Una vez dentro de la planta de proceso, el mineral se muele en un molino de varilla húmeda para reducir el tamaño de partícula hasta alrededor de malla 20 y más fino. Es necesario pre-triturar el material hasta este tamaño, para liberar completamente la kyanita e impurezas de la roca madre. Posteriormente se limpia la lechada del molino de varilla removiendo toda la arcilla. Este material se alimenta a un hidro-clasificador para una selección posterior de la alimentación. El producto del hidro-clasificador se alimenta a varios circuitos de flotación para beneficio. En el primer banco de celdas de flotación se remueven todas las impurezas de pirita y en el segundo se remueve toda la arena y mica.

El material en este paso tiene alrededor de 90-92% de kyanita, 5-8% de cuarzo y alrededor de 2-3% de varios óxidos de hierro.

El material se deshidrata y envía a un lecho fluidizado para secado y  tostado final. El tostado en atmósfera reducida convierte la mayoría de las impurezas de óxido de hierro a una forma que es adecuada para separación magnética. Después de esta separación el contenido de hierro se reduce a aproximadamente 0.6%.