fbpx

Un ablandador de agua es uno de los equipos más utilizados en el tratamiento de agua, se utiliza en muchos sectores de la industria y acá te explicaremos como funciona, como hacer los cálculos del tiempo de regeneración, el uso de sal  y para que se usa.

Para tratar a fondo sobre el funcionamiento de los equipos ablandadores de agua es necesario conocer conceptos como:

¿Qué se denomina agua dura?

Cuando un agua es referida como agua “dura” esto simplemente significa, que contiene más minerales que un agua normal, especialmente minerales de calcio y magnesio. El grado de dureza de un agua aumenta, cuanto más calcio y magnesio hay disuelto.
Ésta es la causa de hecho de que el jabón realmente no se disuelva en agua dura, o que existan incrustaciones en tuberías o equipos domésticos.

La dureza presenta en el agua puede ser medida en granos por galón (gr / gal) o ppm de CaCO3 partes por millón de carbonato de calcio; por lo general la dureza se expresa como el número equivalente de miligramos de carbonato de calcio (CaCO3).

Para llevarlo a granos de dureza se dividen la ppm de dureza entre 17.1

Ejemplo. 300 ppm/17.1ppp por grano de dureza = 17.54 granos

 

Tabla 1: Clasificación de la dureza del agua en Granos por galón:

GRANOS POR GALÓN TIPOS DE AGUA
Menos de 1 gpdSuave
1 – 3.5 gpdLigeramente dura
3.5 – 7.0 gpdModeradamente dura
7.0 – 10.5 gpdDura
10.5 o más gpdMuy dura
30 o más gpdExtremadamente dura

 

Tabla 2: Clasificación de la dureza del agua en (mg CaCO3 /L):

DUREZA ( mg CaCO3 /L)TIPOS DE AGUA
0 – 70Agua blanda
75 – 150Agua semi – dura
150 – 300Agua dura
Más de 300Agua muy dura

 

Existen grados de dureza del agua americanos, franceses, alemanes e ingleses que a continuación se mencionan con sus equivalencias en mg CaCO3 /L de agua:

  • Grado americano (a°): Equivale a 17,2 mg CaCO3 /L de agua
  • Grado francés (f°): Equivales a 10 mg CaCO3 /L de agua
  • Grado alemán (Deausche Harte, °dh): Equivale a 17,9 mg CaCO3 /L de agua
  • Grado inglés (°e) o grado Clark: Equivale a 14,3 mg CaCO3 /L de agua

 

Tabla 3: Tipos de agua según normativa internacional.

TIPOS DE AGUA°f°dH°e
Agua blanda< ó = 17< ó = 1.7< ó = 0.95< ó =1.19
Agua levemente dura< ó = 60< ó = 6.0< ó = 3.35< ó =4.20
Agua moderadamente dura< ó = 120< ó =12.0< ó = 6.70< ó =8.39
Agua dura< ó = 180< ó =18.0< ó = 10.05< ó =12.59
Agua muy dura> 180> 18.0> 10.05> 12.59

 

¿Por qué se aplica el ablandador de agua?

El agua dura causa un alto riesgo de depósitos de cal en los sistemas de agua de los usuarios. Debido a la deposición de la cal, las tuberías se bloquean y la eficiencia de las calderas y los tanques se reduce.

El ablandador de agua es uno de los equipos utilizados en una planta embotelladora de agua  para prevenir que las membranas de ósmosis inversa se incrusten.

 

¿Qué hace un ablandador en el agua?

Los ablandadores de agua son específicos intercambiadores de iones, los cuales están cargados positivamente. Los ablandadores mayormente eliminan los iones de calcio (Ca2+) y magnesio (Mg2+).

Calcio y magnesio son a menudo referido como “minerales duros”.

Cuando un intercambiador iónico es aplicado para ablandar el agua, este reemplazará los iones de calcio y magnesio por otros iones, por ejemplo, sodio y potasio.

Básicamente, el proceso de intercambio se produce sobre la superficie de una resina polimérica, cuando esta última queda saturada, es decir, cuando todos los iones sodio son intercambiados por los iones calcio y magnesio presentes en el agua de alimentación, debe ser regenerada a través del pasaje de una mezcla formada por cloruro de sodio (sal de mesa) y agua, comúnmente denominada «salmuera».

Los ablandadores son algunas veces incluso aplicados para eliminar hierro, cuando el hierro causa la dureza del agua. Los mecanismos de ablandamiento son capaces de eliminar más de cinco miligramos por litro (5 mg/l) de hierro disuelto.

 

¿Cómo saber la capacidad de un ablandador de agua?

La capacidad de un suavizador varía de acuerdo a los pies cúbicos de resina y a la cantidad de sal que se utiliza para regenerar. 1 galón de agua disuelve 3 lb de sal o bien 1 litro de agua disuelve 360 gramos de sal. Por otro lado, un pie cúbico de resina también tiene un flujo de agua que es capaz de suavizar:

 Flujo Normal por pie cúbico: 5 gpm

Flujo Pico por pie cúbico: 7.5 gpm hasta 50% adicional.

Si consideramos un flujo pico es importante pensar en que no se pudiera suavizar el 100% del agua como en un flujo normal se tendría. La resina catiónica para intercambio iónico es lo que nos permite suavizar el agua.

Esto se hace cambiando el calcio/magnesio por sodio conforme el agua pasa por la resina. Una vez que esta resina se llena de calcio/magnesio y se agota el sodio se debe regenerar la resina con una solución de agua con sal conocida como salmuera.

Un pie cubico de resina tiene una capacidad de 25,000 granos a 9 libras de sal pero puede variar si varía la cantidad de sal que se utiliza para regenerarla. La capacidad estimada de 1 pie cúbico de resina al regenerarse con:

6 libras de sal = 20,000 granos Ahorra sal, pero se regenera con más frecuencia

9 libras de sal = 25,000 granos Consumo normalmente usado

12 libras de sal = 28,000 granos Mayor consumo, pero menos regeneraciones

De acuerdo a lo anterior y considerando 9 libras de sal tenemos:

Tabla 4: Parámetros estándar considerando 9 libras de sal:

tabla de ablandador de agua

De lo mencionado anteriormente podemos calcular la dureza en granos por galón. Esto, más el flujo de alimentación (por día) de agua a ablandar, podemos calcular la capacidad del ablandador más las veces de regeneración de la resina catiónica.

 

Ejemplo de calculo de un ablandador de agua:

Tenemos 500 ppm de dureza ≈ 29.240 granos de dureza.

Seguido tomaremos el consumo de sal usado normalmente: 9 libras ≈ 4.08 Kg.

Finalmente el flujo de alimentación por día: 1000 gpd

Por lo tanto el tamaño del ablandador en pies3, tomando la regeneración de resina cada 5 días sería:

(Flujo x días de regeneración x dureza en gpd) / Capacidad por pie3:

(1000 x 5 x 29.240)/ 25000 = 5.848 pies3.

Ahora; si queremos calcular los días de regeneración:

Para  un flujo de 1000 gpd y 29.240 gpg = 29240 granos por día.

De acuerdo a las capacidades de los suavizadores y considerando 9 libras de sal tenemos:

Considerando un tamaño de 5 pies3, tenemos:

125,000 granos / 29240 granos por día = 4.27 ≈ 5 días.

 Podrás encontrar otro ejemplo de calculo en el el siguiente articulo.

 

¿Cuándo necesita la resina de ablandador de agua ser reemplazada?

Cuando el agua no es suficientemente blanda, uno debería considerar primero los problemas de la sal que es usada, o mal funcionamiento de la maquinaría, o los componentes de ablandamiento. Cuando estos elementos no son la causa de la insatisfactoria ablandación del agua, quizás sea el tiempo de reemplazo de la resina de ablandamiento, o incluso todo el sistema de ablandamiento.
Teniendo en cuenta lo anterior las resinas del ablandador normalmente duran entre 20 y 25 años.