¿Cómo se clasifica el agua de acuerdo a su calidad fisicoquímica?
¿Cómo se clasifica el agua de acuerdo a su calidad microbiológica? ¿Qué
procesos de tratamiento de agua deben implementarse para obtener agua de
alta pureza?
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),
unidad de 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 son
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 electródo especial o se
debe agregar sales al agua para poder establecer una diferencia de
potencial entre el electródo y la solución.
La sílice sí 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
Clasificación del agua de acuerdo a su calidad microbiológica
El agua también 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 está 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
cloro residual. Esta agua pasa a una unidad de ósmosis inversa, donde se
eliminan las sales disueltas con una eficiencia de 95-98%.
La remoción de sales por una membrana de ósmosis 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 ósmosis pasa a un lecho mixto de
resinas catiónicas/aniónicas, mezcladas entre sí 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.
