Un ablandador de agua industrial, también conocido como descalcificador o suavizador, es un dispositivo diseñado para eliminar los minerales que causan incrustaciones, principalmente calcio y magnesio, del agua potable.

Estos minerales, presentes de forma natural en el agua, pueden ocasionar diversos problemas en la industria.

Contamos con ablandadores de agua industriales para diversos sectores desde 1 pie3 hasta 30 pie3 de capacidad.

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¿Cómo funciona un ablandador de agua industrial?

El principio de funcionamiento de un ablandador de agua se basa en un proceso llamado intercambio iónico. El agua dura ingresa al ablandador y pasa a través de un tanque que contiene una resina de intercambio iónico. Esta resina está cargada con iones de sodio.

Al entrar en contacto con la resina, los iones de calcio y magnesio del agua dura se intercambian por los iones de sodio de la resina. De esta manera, el agua se libera de los minerales que generan la dureza y se convierte en agua blanda.

En el ámbito industrial, el agua juega un papel crucial en diversos procesos, desde la generación de vapor hasta la refrigeración de equipos. Sin embargo, la presencia de minerales de dureza, principalmente calcio (Ca2+) y magnesio (Mg2+), comúnmente conocida como «agua dura», puede ocasionar serios problemas y afectar la eficiencia y rentabilidad de las operaciones.

¿Por qué es importante el ablandamiento del agua en la industria?

El ablandamiento del agua en la industria es esencial por diversas razones:

• Previene la formación de incrustaciones: Los minerales de dureza pueden acumularse en las tuberías, válvulas, intercambiadores de calor y otros equipos, formando incrustaciones. Estas incrustaciones reducen el flujo de agua, disminuyen la eficiencia energética y aumentan el riesgo de obstrucciones y averías. El agua blanda, al no contener estos minerales, evita la formación de incrustaciones y prolonga la vida útil de los equipos.

• Mejora la transferencia de calor: En los procesos industriales que involucran transferencia de calor, como la generación de vapor o el enfriamiento de equipos, la presencia de minerales de dureza puede reducir la eficiencia del proceso. El agua blanda, al no tener incrustaciones, permite una mejor transferencia de calor, optimizando el rendimiento y reduciendo los costos energéticos.

• Protege las calderas y turbinas: La acumulación de sarro en las calderas y turbinas puede provocar sobrecalentamiento, desgaste prematuro y fallos graves. El agua blanda previene la formación de sarro, protegiendo estos equipos y evitando costosas reparaciones.

• Mejora la calidad de los productos: En industrias como la alimentaria, textil y farmacéutica, la calidad del agua es crucial para obtener productos finales de alta calidad. El agua blanda, al estar libre de minerales de dureza, no altera las propiedades de los productos y garantiza su calidad.

• Reduce el consumo de detergentes y químicos: En procesos de limpieza industrial, el agua dura dificulta la acción de los detergentes y químicos, requiriendo un mayor consumo de estos productos. El agua blanda, por el contrario, permite que los detergentes y químicos actúen de manera más eficiente, reduciendo su consumo y minimizando el impacto ambiental.

Un ablandador de agua industrial 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.

El agua dura se caracteriza por una alta concentración de minerales disueltos, principalmente calcio y magnesio. Estos minerales provienen de diversas fuentes, como el contacto del agua con rocas calizas, dolomita o yeso.

La dureza del agua se mide en unidades de miligramos por litro (mg/L) de carbonato de calcio (CaCO3). Se considera agua blanda aquella con menos de 50 mg/L de CaCO3, agua semidura entre 50 y 150 mg/L, agua dura entre 150 y 300 mg/L y agua muy dura por encima de 300 mg/L.

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 gpd	Suave
1 – 3.5 gpd	Ligeramente dura
3.5 – 7.0 gpd	Moderadamente dura
7.0 – 10.5 gpd	Dura
10.5 o más gpd	Muy dura
30 o más gpd	Extremadamente dura

 

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

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

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?

La vida útil de la resina de un ablandador de agua depende de varios factores, incluyendo la dureza del agua, la frecuencia de uso del ablandador y la calidad de la resina. En general, la resina de un ablandador de agua doméstico debe reemplazarse entre 2 y 5 años.

Sin embargo, hay algunas señales que pueden indicar que la resina necesita ser reemplazada antes:

• El agua ablandada no es tan suave como solía ser.
• Se necesita más sal para regenerar la resina.
• Hay más sarro en las tuberías.
• La presión del agua disminuye.

 

Los ablandadores de agua son equipos diseñados para reducir la concentración de sales de calcio y magnesio que provocan la incrustación en tuberías, accesorios, superficies de intercambio de calor entre otros.

Contamos con ablandadores de agua industriales para diversos sectores desde 1 pie3 hasta 30 pie3 con resina cationica:

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