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LA
DESCALCIFICACION DEL
AGUA
POR
RESINAS INTERCAMBIADORAS DE IONES
Por B. Blanco Mayo
Director Técnico de ASTRAMATIC
Septiembre-1994
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INDICE
Pág.
1.- LA DUREZA................................................................................. 2
1.1.- ORIGEN DE LA CONTAMINACION DE LAS AGUAS..................................... 2
1.2.- DEFINICION............................................................................................... 2
1.3.- MEDIDA.................................................................................................... 3
1.4.- PROBLEMAS CAUSADOS POR LA DUREZA....................... 4
1.4.1.- PRECIPITACIONES................................................................................. 4
1.1.2.- INCRUSTACIONES.................................................................................. 5
2.- METODOS DE REDUCCION DE LA DUREZA....................... 7
3.- ABLANDAMIENTO POR INTERCAMBIO IONICO..................... 8
3.1.- DEFINICION DE ION................................................................................... 8
3.2.- RESINAS INTERCAMBIADORAS DE IONES................................................ 9
3.3.- PRINCIPIO DEL DESENDURECIMIENTO.................................................... 10
3.4.- AGOTAMIENTO DE LA RESINA.................................................................. 11
3.5.- REGENERACION....................................................................................... 11
3.6.- PODER DE INTERCAMBIO......................................................................... 12
3.7.- CAPACIDAD.............................................................................................. 13
3.8.- RENDIMIENTO........................................................................................... 13
3.9.- CICLOS DE TRABAJO................................................................................ 14
3.9.1.- CICLO DE DESCALCIFICACION............................................................... 15
3.9.2.- CICLO DE REGENERACION.................................................................... 16
3.10.- FASES DE REGENERACION................................................................... 16
3.10.1.- CONTRALAVADO.................................................................................. 16
3.10.2.- PASO DE REGENERANTE.................................................................... 16
3.10.3.- DESPLAZAMIENTO............................................................................... 17
3.10.4.- LAVADO............................................................................................... 17
4.- DESCALCIFICADORES................................................................ 18
4.1.- COMPOSICION.......................................................................................... 18
4.1.1.- COLUMNA DE INTERCAMBIO................................................................. 18
4.1.2.- RESINA.................................................................................................. 18
4.1.3.- VALVULAS............................................................................................. 19
4.1.4.- EQUIPO DE REGENERACION................................................................. 19
4.2.- TIPOS DE DESCALCIFICADORES.............................................................. 20
4.2.1.- SEGUN ELEMENTOS CONSTITUTIVOS................................................... 20
4.2.1.1.- COMPACTOS....................................................................................... 20
4.2.1.2.- BIBLOCS............................................................................................. 20
4.2.2.- SEGUN SISTEMAS DE ACCIONAMIENTO................................................ 21
4.2.2.1.- MANUALES......................................................................................... 21
4.2.2.2.- SEMIAUTOMATICOS............................................................................ 21
4.2.2.3.- AUTOMATICOS.................................................................................... 21
4.2.3.- SEGUN CONTROLES DE INICIO DE REGENERACION.............................21
4.2.3.1.- CRONOMETRICOS............................................................................... 21
4.2.3.2.- VOLUMETRICOS.................................................................................. 22
4.2.3.3.- CALIDAD DEL AGUA TRATADA.......................................................... 23
4.2.4.- SEGUN SISTEMAS DE REGENERACION............................................... 23
4.2.4.1.- REGENERACION A CO-CORRIENTE................................................... 23
4.2.4.2.- REGENERACION A CONTRACORRIENTE........................................... 24
5.- GAMA DE DESCALCIFICADORES............................................. 24
6.- TABLA DE DESCALCIFICADORES............................................. 29
.
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1.- LA DUREZA
1.1.- ORIGEN DE LA CONTAMINACION DE LAS AGUAS
El agua de formula química H2O, es el cuerpo que más abunda en la Naturaleza; aproximadamente
dos terceras partes de la superficie terrestre están cubiertas por ella e incluso más del 80% de nuestro
cuerpo es agua.
El agua se presenta en los tres estados de la materia: sólido, en forma de hielo, nieve, etc; agua líquida
y vapor de agua, todos ellos producidos por los cambios térmicos que dan origen a un ciclo hidrológico
completo de lluvia o precipitación, escurrimiento, infiltración, almacenamiento, evaporación y precipitación,
y así sucesivamente.
Teóricamente, el agua pura es únicamente la de lluvia, pero debido a su gran poder disolvente, desde
el mismo momento en que se produce la precipitación el agua empieza a contaminarse por disolución de
los gases atmosféricos y de las partículas sólidas presentes en el aire debido a condiciones climatológicas
particulares y a la contaminación atmosférica. Esta agua de lluvia en su ciclo hidrológico de escurrimiento e
infiltración, entra en contacto con la superficie terrestre constituida por compuestos químicos denominados
sales, las cuales en parte son disueltas, dando lugar a la presencia de salinidad en el agua.
1.2.- DEFINICION
Las sales disueltas presentan tendencias diferentes según su constitución, por lo que se pueden
distinguir dos grandes grupos, a saber:
Grupo A) Sales INCRUSTANTES, constituidas por:
Bicarbonato Cálcico, ...........Ca (CO3H)2
Bicarbonato Magnésico, ......Mg(CO3H)2
Sulfato Cálcico, ..................CaSO4
Sulfato Magnésico,.............MgSO4
Cloruro Cálcico, ................. CaCl2
Cloruro Magnésico,............. MgCl2
Grupo B) Sales NO INCRUSTANTES, constituidas por:
Carbonato Sódico, ..............Na2 CO3
Sulfato Sódico, .................. Na2SO4
Cloruro Sódico, ................. NaCl
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Como puede observarse, todas las sales incrustantes contienen CALCIO y MAGNESIO y el contenido
total de los mismos constituye la denominada DUREZA TOTAL.
Según las sales a las que están ligados el calcio y el magnesio, se distinguen dos tipos de dureza:
DUREZA TEMPORAL, o dureza carbónica, llamada así porque desaparece de las aguas por ebullición
y esta constituida por los bicarbonatos de calcio y magnesio.
DUREZA PERMANENTE, la cual persiste aún después de ebullición y está constituida por sulfatos y
cloruros de calcio y magnesio.
DUREZA TOTAL = DUREZA TEMPORAL + DUREZA PERMANENTE
1.3.- MEDIDA
El agua que contiene dureza, además de formar incrustaciones sobre las superficies en las que está en
contacto, tiene el inconveniente de que cuando reacciona con los jabones forma precipitados insolubles
llamados "jabón cortado".
Esta propiedad es la que se utilizó en un principio para determinar la dureza de un agua (actualmente en
desuso), ya que la destrucción del jabón (por precipitación de sales cálcicas y magnésicas que impiden que
se forme una espuma persistente mientras exista calcio y magnesio) es directamente proporcional a la
dureza.
Generalmente, en todos los análisis se indica el valor en mg/l (miligramos por litro) ó ppm (partes por
millón) de cada constituyente expresado como tal.
mg/l = ppm = gr/m3
Otras unidades en la que suelen expresarse las concentraciones son en milimols por litro (mmol/l) y en
miliequivalentes por litro (mval/l).
Sin embargo, en el tratamiento de aguas y al objeto de simplificar los cálculos, suelen indicarse las
concentraciones de los diferentes constituyentes expresados en mg/l como carbonato cálcico.
El contenido total de sales incrustantes existentes en un agua se mide por el GRADO
HIDROTIMETRICO DE DUREZA. En Europa, dependiendo del país, existen GRADOS FRANCESES (ºF),
grados Alemanes (ºD) y grados Ingleses (ºE).
En España se emplea el GRADO FRANCES y se define como la dureza que presenta un agua que
contiene 10 mg/l. de sales incrustantes, expresadas como carbonato cálcico ( Ca CO3 )
1º HIDROTIMETRICO FRANCES = 10 mg/l de CARBONATO CALCICO ( Ca CO3 )
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Al objeto de facilitar la interpretación de los resultados analíticos de la DUREZA, expresados en
cualquiera de las unidades utilizadas, transformandolos a GRADOS FRANCESES, facilitamos la tabla
siguiente, acompañada un ejemplo practico.
TABLA DE CONVERSION DE UNIDADES (Factores de multiplicación)
1 mg/l 1 mg/l 1 mg/l 1 º FRANCES 1º ALEMAN 1º INGLES 1 mmol/l 1mval/l
de Calcio de Magnesio CaCO3
1 mg/l de Calcio 1 _ 2,5 0,25 0,14 0,357 0,025 0,05
1 mg/l de Magnesio _ 1 4,13 0,413 0,231 0,289 0,0413 0,082
1 mg/l CaCO3 0,4 0,24 1 0,1 0,056 0,07 0,01 0,02
1 º FRANCES 4 2,4 10 1 0,56 0,7 0,1 0,2
1º ALEMAN 7,12 4,3 17,8 1,78 1 1,25 0,18 0,357
1º INGLES 5,72 3,46 14,3 1,43 0,798 1 0,14 0,285
1 mmol/l 40 24,2 100 10 5,6 7,02 1 2
1mval/l = eq/l 20 12,1 50 5 2,8 3,51 0,5 1
Ejemplo:
Calcio, Ca.......= 60 mg/l x 2,5 = 150 mg/l CaCO3 x 0,1 = 15 ºHF de Dureza Cálcica.
Magnesio, Mg.= 15 mg/l x 4,13 = 62 mg/l CaCO3 x 0,1 = 6,2 ºHF de Dureza Magnésica
DUREZA TOTAL = 212 mg/l CaCO3 = 21,2ºHF de DUREZA TOTAL
En función del contenido de dureza, las aguas se clasifican en:
Agua muy blanda 0 - 7 ºHF
Agua blanda 7 - 15 ºHF
Agua semidura 15 - 32 ºHF
Agua dura 32 - 53 ºHF
Agua muy dura > 53 ºHF
1.4.- PROBLEMAS CAUSADOS POR LA DUREZA
Los dos principales problemas que presentan las aguas duras son debidos a la formación de
precipitados y a la incrustación. Ambos inconvenientes repercuten de la misma manera en el agua de
utilidad doméstica que en la de uso industrial.
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1.4.1.- PRECIPITACIONES
Si para la medida de la dureza se utilizó la propiedad del "jabón cortado" causado por la reacción de la
dureza con el jabón, lo mismo ocurre en todos los procesos en los que se utilizan jabones y detergentes.
En procesos de lavado, de la cantidad total añadida de productos, una parte se gasta en reaccionar con la
dureza formando precipitados de " jabón cortado" que se manifiestan a simple vista por el enturbiamiento
del agua; el resto de producto es el que realmente se emplea en el lavado.
Aproximadamente, por cada grado de dureza francés (10 mg/l de carbonato cálcico) se desperdician 240
mg/l de jabón puro. Basta simplemente con observar cualquier tambor de detergente comercial y
encontraremos unas instrucciones de dosificación similares a las siguientes:
DOSIS DE EMPLEO
4/5 kg de ropa
prelavado lavado
Agua blanda 1 dósis 1½ dósis 1 dósis = 205 ml.
Agua dura 1 dósis 2 dósis
Agua muy dura 1½ dósis 2½ dósis
De todos es conocido que el agua "no lava" hasta que se produce espuma y esta no empieza a
producirse hasta que se ha gastado una determinada cantidad de detergente.
Otro de los inconvenientes de estos precipitados es que se depositan en las telas apagando los colores y
amarilleando o agrisando las telas blancas. Estas se vuelven más frágiles y ásperas acortandose su vida.
Para intentar paliar estos inconvenientes se utilizan lejías y los denominados suavizantes, llegándose a la
conclusión que estos productos añadidos a la cantidad de detergente que se desperdicia representa un
costo más elevado que el tratamiento de descalcificación.
Un inconveniente añadido, que suele presentarse sobre todo en uso doméstico, es que los precipitados
de "jabón cortado" en unión del polvo, fibras, papel, cabellos, etc; tienden a depositarse en las
conducciones de desagüe, sobre todo en los codos, produciéndose su atascamiento.
El agua dura también influye en la preparación de los alimentos, particularmente en la cocción de
legumbres ya que el calcio y el magnesio reaccionan con un constituyente de las mismas, formando un
compuesto insoluble que retarda el proceso de cocción, con el consiguiente gasto de energía calorífica que
ello representa.
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En lavaderos de vehículos, aparte de los inconvenientes descritos anteriormente, es fundamental el
emplear agua descalcificada en el último aclarado como mínimo, para evitar la aparición de "manchas de
cal" al producirse el secado del vehículo. Actualmente no solamente se elimina la dureza de dichas aguas
sino que se desaliniza mediante procedimiento de Osmosis Inversa, con lo cual se logra que el agua no se
adhiera a la carrocería quedando el vehículo prácticamente seco y brillante.
En las industrias de bebidas refrescantes y alcohólicas se hace necesario el controlar la dureza ya que
reacciona con los azucares y alcoholes produciéndose precipitados filamentosos.
1.4.2.- INCRUSTACIONES
La tendencia a la precipitación de las sales cálcicas y magnésicas, formando incrustaciones, es el
inconveniente más grave que presentan las agua duras.
Esto es debido a que el calcio y el magnesio se encuentran normalmente en el agua en forma de
bicarbonatos los cuales son solubles, pero por diferentes causas, se transforman en carbonatos insolubles
causantes de las incrustaciones. Uno de los factores que influye en la descomposición de los bicarbonatos
es el calor.
Sin embargo la formación de incrustaciones se produce de igual manera en agua fría que caliente, ya
que aparte de la temperatura también influyen factores como el pH, gas carbónico disuelto y combinado,
etc.
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Las tuberías por las que circula agua dura, caliente o fría, se van obstruyendo con la consiguiente
disminución de su sección útil. En el caso de instalaciones de bombeo se necesitan mayores potencias para
obtener las mismas condiciones iniciales de caudal y presión. La formación de incrustación llega a taponar
totalmente las conducciones.
En todos los procesos de transmisión de calor como, calentadores de gas, termos eléctricos, calderas de
vapor, intercambiadores de calor, etc.; la formación de incrustación es mucho más rápida y hace que el
rendimiento calorífico disminuya necesitándose más combustible. En un estudio sobre el consumo
energético de calentadores funcionando con agua blanda, se obsevó una disminución de consumo del
29,57% para los de gas y un 21,6 para los eléctricos, con respecto a los mismos calentadores funcionando
con agua dura, todo ello debido al aislamiento térmico causado por la incrustación.
2.- METODOS DE REDUCCION DE LA DUREZA
Debido a los inconvenientes que ocasiona la dureza de las aguas, se han estudiado y desarrollado
diferentes métodos de eliminación de los cuales caben distinguir los siguientes:
a) Métodos por precipitación química del calcio y magnesio mediante productos tales como la cal
apagada o lechada de cal, hidróxido sódico y carbonato sódico, los cuales forman precipitados insolubles
que se eliminan por decantación y filtración.
b) Mediante el empleo de productos químicos secuestrantes como el hexametafosfato sódico,
fosfanatos, poliacrilatos, etc.
c) Por técnicas de separación por membrana como son la nanofiltración y la Osmosis Inversa, las cuales
no solamente eliminan la dureza sino también las demás sales disueltas en menor o mayor grado según se
aplique nanofiltración u ósmosis.
d) Mediante el empleo de productos naturales o sintéticos que tienen la propiedad de intercambiar el
calcio y magnesio de las aguas por sodio, el cual forma sales no incrustantes. Este sistema constituye el
procedimiento denominado ABLANDAMIENTO POR INTERCAMBIO IONICO y sobre el cual entraremos
más en detalle seguidamente.
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3.- ABLANDAMIENTO POR INTERCAMBIO IONICO
Es el procedimiento actualmente más empleado tanto en uso doméstico como industrial.
Para poder comprender con más facilidad esta técnica, aún sin entrar en detalle, se hace necesario el
tener claros algunos conceptos básicos de química como la definición de ION ya que en el intercambio de
los mismos está basada la citada técnica.
3.1.-DEFINICION DE ION
Un ion es un átomo o grupo de átomos que presentan una determinada carga eléctrica. Cuando esta
carga es positiva el ion recibe el nombre de CATION y cuando es negativa se le denomina ANION. Al
número de cargas eléctricas se le denomina valencia.
Las sales están constituidas por iones y en estado sólido no presentan carga eléctrica ya que la
neutralización de cargas eléctricas entre iones debe ser completa y por tanto presentan valencia 0, pero
cuando se hallan disueltas en el agua se encuentran disociadas en CATIONES y ANIONES
Refiriendonos a las sales más corrientes presentes en el agua, tenemos:
estado sólido en disolución
sal Catión Anión
Bicarbonato cálcico Ca(HCO3)2 == Ca ++ + 2(HCO3)=
Bicarbonato magnésico Mg(HCO3)2 == Mg ++ + 2(HCO3)=
Cloruro sódico NaCL == Na + + Cl -
Ya que la neutralización de cargas eléctricas entre iones debe ser total, en el caso de la disociación del
bicarbonato cálcico se interpreta que por cada CATION de calcio Ca de valencia " más dos" se necesitan
dos ANIONES de bicarbonato de valencia " menos uno".
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3.2.-RESINAS INTERCAMBIADORAS DE IONES
Existen productos naturales los cuales tienen la propiedad de intercambiar determinados iones
constituyentes, por otros iones en solución presentes en el agua puesta en contacto con dicho producto.
Estos productos naturales son las llamadas Zeolitas.
Las zeolitas fueron sustituidas por minerales artificiales llamados Permutitas nombre derivado de la
propiedad de cambiar o permutar unos iones por otros. De hay la tendencia cada día más en desuso de
designar a los aparatos empleados para la eliminación de dureza como "PERMOS". Su designación más
correcta es la de ABLANDADOR O DESCALCIFICADOR.
Actualmente las permutitas has sido substituidas por productos sintéticos que reciben el nombre de
RESINAS y se fabrican generalmente en forma esférica con tamaños comprendidos entre 0,3 y 1,2 m.m.
En el proceso de fabricación se introducen en su esqueleto, por reacción química, grupos activos catiónicos
ó aniónicos lo que da lugar a las dos familias de resinas existentes:
RESINAS CATIONICAS Y RESINAS ANIONICAS
Las resinas Catiónicas intercambian unicamente los cationes y son las que se emplean en el procerso
de ablandamiento.
Las resinas Aniónicas intercambian los aniones, y en unión de resinas catiónicas forman las
instalaciones de desmineralización por intercambio ionico.
En resumen, una resina de intercambio ionico es un producto sólido sintético insoluble en agua,
generalmente de forma esférica, que tiene la particularidad de intercambiar iones constituyentes por otros
iones de la misma carga eléctrica presentes en el líquido puesto en contacto con ella.
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3.3.- PRINCIPIO DEL DESENDURECIMIENTO
Una resina cambiadora de iones está constituida por particulas sólidas (bolas de resina) conteniendo
grupos ionicos fijos cargados positiva o negativamente y de un número igual de iones intercambiables que
estan dotados de carga electrica opuesta a la del grupo ionico activo.
Cuando la resina entra en contacto con el agua que contiene iones de la misma carga que los iones
intercambiables de la resina, empieza el intercambio hasta que se alcanza el equilibrio.
No todos los iones presentes en el agua tienen la misma facilidad de intercambiarse con los iones de
la resina, lo que da origen a la llamada afinidad.
El intercambio ionico tiene lugar en la superficie de las esferas de resina, siendo las empleadas en el
ablandamiento resinas CATIONICAS en las cuales el ion intercambiable es el sodio Na, denominandose
genericamente resina cationica en ciclo sódico.
La reacción general de intercambio en el proceso de ablandamiento que tiene lugar puede expresarse
por:
Ca++ Ca++
RNa+ + = R + 2 Na+
Mg++ Mg++
La resina en ciclo sódico se representa por RNa la cual al ponerse en contacto con los cationes calcio y
magnesio (Ca y Mg) son retenidos por la resina, cediendo esta cationes de sodio Na que pasan al agua.
Los cationes de sódio Na cedidos por la resina se unen a los aniones a los cuales estaban ligados el
calcio y el magnesio, formandose la misma sal pero en forma sódica. En el caso de los bicarbonatos de
calcio y magnesio, se tiene:
RNa+ + Ca++ + (HCO3)= = RCa++ + 2 Na+ + (HCO3)=
resina bicarbonato calcico resina bicarbonato sódico
En base a lo expuesto, tiene que quedar muy claro que en el ABLANDAMIENTO o
DESCALCIFICACION la salinidad que presenta el agua tratada sigue siendo la misma que la del agua a
tratrar, lo único que efectuamos es intercambiar el calcio y magnesio por sodio; luego todas las sales que
contenían los cationes causasntes de la dureza, se transforman en sales sódicas muy solubles y que no
tienen caracter incrustante.
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3.4.- AGOTAMIENTO DE LA RESINA
Conforme va pasando el agua a descalcificar por la resina se va produciendo el intercambio iónico,
pero llega un momento que la resina ha adsorvido tal cantidad de calcio y magnesio que practicamente ya
no le quedan iones de sodio para intercambiar. A partir de este momento toda el agua que entra y pasa
através de la resina sale en las mismas condiciones que entró.
A la resina que ya no puede intercambiar más iones se le denomina RESINA AGOTADA o SATURADA.
3.5.- REGENERACION
Recibe el nombre de regeneración el proceso por el cual se devuelve a la resina su poder de
intercambiar iones.
Las resinas tienen la particularidad de que el proceso de intercambio igual se realiza de izquierda a
derecha que a la inversa, dependiendo de las concentraciones de los iones, y por lo cual estamos ante un
proceso que es reversible.
La regeneración se realiza poniendo en contacto a la resina agotado con una solución concentrada de
sal común o cloruro sódico, rica en iones de sodio . La resina toma los iones de sodio y cede el calcio y el
magnesio.
Ca++ Ca++
R + Na+ = R Na+ +
Mg++ Mg++
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Los cationes de calcio y magnesio retenidos por la resina son cedidos y sustituidos por el sódio Na de la
solución regenerante y se unen al anión cloruro Cl al que estaba ligado el sodio, formandose cloruro calcico
y cloruro magnésico los cuales son evacuados disueltos en el agua que se emplea en la regeneración.
Como ejemplo, y en el caso de una resina supuestamente agotada por cáalcio, se tiene:
RCa++ + Na++ + Cl- = R Na+ + Ca++ + Cl-
resina agotada cloruro sódico resina regenerada cloruro calcico
3.6.- PODER DE INTERCAMBIO
Hasta ahora hemos supuesto que la resina se hallaba totalmente en ciclo sódico por lo cual había sido
regenerada de una manera ideal y perfecta, pero en la realidad no toda la resina está constituida por
grupos activos y en consecuencia de iones intercambiables; algo parecido ocurre con la regeneración ya
que nunca se realiza en su totalidad.
Todo ello origina que el poder de intercambio de una resina sea limitado, viendose afectado
principalmente por el consumo de sal regenerante. Cuanta más sal se emplea en la regeneración, mayor
poder de intercambio se obtiene.
El poder de intercambio de una resina se expresa en gramos de carbonato cálcico por litro de resina, o
lo que es lo mismo, los gramos de dureza expresados como carbonato cálcico que pueden ser
intercambiados por un litro de resina.
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Como puede observarse, conforme se va aumentando la cantidad de sal empleada en la regeneración,
el poder de intercambio aumenta pero llega un momento en que la curva se va haciendo plana lo que
indica que por más cantidad de sal que se gaste la capacidad no aumenta.
Este efecto nos determina la eficiencia de la regeneración, siendo más elevada cuanto menor sea el
consumo de sal.
A la hora de fijar el nivel de regeneración, podemos optar por dos soluciones criticas:
1ª.- MAXIMA CAPACIDAD, con consumo de sal alto y poca eficiencia de regeneración.
El valor normalmente elegido es de 1,3 eq/l = 65 grm./litro ó 6,5 ºHF/litro, con un consumo de sal de
200 gramos por litro de resina
2ª.- MAXIMA EFICIENCIA, con bajo consumo de sal y elevada eficiencia de regeneración.
El valor normalmente elegido es de 0,9 eq/l= grm./litro ó 4,5 ºHF/litro, con un consumo de sal de 80
gramos por litro de resina.
3.7.- CAPACIDAD
Los poderes de intercambio dados corresponden por definición a un litro de resina pero en la práctica las
instalaciones contienen un mayor volumen de resina incluso de miles de litros, por lo que el poder de
intercambio total será el valor obtenido del producto de los litros de resina por el poder de intercambio.
A este poder de intercambio total se le denomina CAPACIDAD de intercambio y se expresa
técnicamente en ºHF x m3 y que representa la cantidad de dureza, (en grados Franceses), presente en un
volumen de agua, (en m3), que se puede retener antes de necesitar una nueva regeneración. Así un equipo
con una capacidad de 1300 ºHF x m3 que trate un agua con 13ª HF, se agotara cuando haya tratado 100
m3.
CAPACIDAD = VOLUMEN DE RESINA (lts) x PODER DE CAMBIO ( ºHF) = ºHF x m3
3.8.- RENDIMIENTO
Se entiende por rendimiento de una instalación de descalcificación al volumen de agua tratada que es
capaz de suministrar entre dos regeneraciones consecutivas.
El rendimiento varía en función de las dureza del agua a tratar y de la cantidad de sal regenerante
empleada:
Capacidad ºHF x m3
RENDIMIENTO (m3) = ------------------ -= ----------------------- = m3
Dureza ºHF
Por ejemplo, continuando con el caso anterior de un equipo con una capacidad de 1300 ºHF x m3 y que
contiene 200 litros de resina, el poder de intercambio adoptado sería:
Capacidad ºHF x m3
Poder de cambio = -------------------------- -= ----------------------- = ºHF/litro
Volumen resina litros resina
1300 ºHF x m3
Poder de cambio = -------------------------- -= 6,5 ºHF/litro = 65 gr. CaCO3/l
200 litros resina
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Luego este poder de intercambio solo se alcanzará si se emplean 200 gramos de sal por litro de resina
en la regeneración (según curva de poderes de cambio) y el rendimiento esperado sera de:
1300 ºHF x m3
RENDIMIENTO (m3) = ---------------------------- -= 100 m3
13 ºHF
Ahora bien, podríamos tener la misma capacidad pero empleando un nivel de regeneración más bajo de
por ejemplo 80 gr/l con lo que el poder de intercambio es de 45 gr CaCO3/litro o 4,5 ºHF/litro, siendo el
volumen de resina a emplear el siguiente:
Capacidad ºHF x m3
Volumen de resina = -------------------------- -= ----------------------- = litros
poder de cambio º HF/l
1300 ºHF x m3
Volumen de resina = -------------------------- -= 289 litros
4,5º HF/l
Se puede observar que para la obtención de los 100 m3 de agua tratada trabajando a la máxima
capacidad se necesitan 200 g/l x 200 l = 40000 grm=40 Kg de sal regenerante, mientras que trabajando a la
máxima eficiencia se necesitan 80 g/l x 289 l =23120mg= 23 Kg.
En resumen, para definir una instalación, se deben conocer los parámetros de cálculo ya que una
misma capacidad puede optenerse de diferentes maneras, luego es necesario conocer como mínimo los
parámetros siguientes:
Capacidad, en ºHF x m3
Volumen de resina
Nivel de regenración adoptado
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3.9.- CICLOS DE TRABAJO
En cualquier instalación de descalcificación por intercambio ionico se pueden distinguir dos ciclos o
estados principales, el CICLO DE DESCALCIFICACION también llamado de depuración ó servicio, y el
CICLO DE REGENERACION.
3.9.1- CICLO DE DESCALCIFICACION
Tiene lugar cuando el agua dura a tratar entra en el recipiente que contiene las resinas y pasa a través
de ella produciendose el intercambio de iones, tal como se describió anteriormente. Generalmente el agua
se introduce por la parte superior de las resina.
Al principio del ciclo prácticamente toda la resina se encuentra recubierta con iones de sodio, mientras
que al final del ciclo la resina se halla saturada de iones calcio y magnesio.
El caudal de agua que puede tratar una unidad está comprendido entre 5 y 40 volúmenes de agua por
volumen de resina y por hora, factor denominado como CARGA ESPECIFICA y que se representa por
vol/vol x hora
El caudal máximo para el equipo anterior que contiene 200 litros de resina será:
200 litros x 40 vol/vol x hora = 8000 litros/hora
El trabajar a cargas especificas mas elevadas, implica una disminución de la capacidad y una mayor
fuga de dureza.
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3.9.2- CICLO DE REGENERACION
Se conoce como ciclo de regeneración al conjunto de los diferentes procesos por los cuales se devuelve
a la resina agotada su capacidad de intercambio, quedando en condiciones de iniciar de nuevo otro ciclo de
descalcificación.
3.10.- FASES DE LA REGENERACION
En el apartado 3.5.- REGENERACION se vio la teoría química del proceso, y seguidamente se explica
la realización practica. Este ciclo está constituido por cuatro fases o etapas, a saber:
3.10.1.- CONTRALAVADO
También llamado LAVADO A CONTRACORRIENTE o LAVADO INVERSO y en el cual se hace pasar
en sentido contrario al de depuración, o sea de abajo arriba, una corriente de agua la cual tiene como
misión el desapelmazar las resinas que se fueron compactando con el paso del agua en el ciclo de
descalcificación y el eliminar toda la materia en suspensión que pudiera llevar el agua y que queda retenida
sobre la resina ya que actúa como un filtro.
Si esta fase no se realiza correctamente y la resina no esta esponjosa, tanto el agua a tratar como la
solución regenerante pueden tener dificultades en ponerse en contacto con la resina produciendose una
disminución del rendimiento y de la capacidad de intercambio.
El caudal de contralavado debe ser suficiente para permitir una expansión de la resina de como mínimo
el 50%, durante un tiempo de 10 minutos.
Este es uno de los motivos por lo que los recipientes contenedores de resina (ver 4.1.1) nunca se deben
llenar en su totalidad.
3.10.2.- PASO DE REGENERANTE
El regenerante utilizado es una disolución de cloruro sódico (sal común) entre el 10 y 20% de
concentración haciéndose pasar lentamente a través de la resina en el mismo sentido que el de depuración
(de arriba abajo) y se evacúa al desagüe.
18 de 31
La solución regenerante se prepara por dilución de una solución saturada de sal. Para la preparación de
la sal muera saturada se parte de sal común sólida en forma de grano o compactada en pastillas y el agua
a tratar.
Una regla nemotécnica fácil de recordar, cuando se emplea un nivel de regeneración de 200 gr/l, es que
el volumen de solución saturada que se debe hacer pasar por la resina es igual a los litros de resina que
contiene el descalcificador.
El caudal de regeneración esta comprendido entre 4 y 10 vol/vol x hora, durante un tiempo de 20 a 30
minutos.
3.10.3.- DESPLAZAMIENTO DEL REGENERANTE
Cuando toda la cantidad de solución regenerante ha sido introducida en el recipiente contenedor de la
resina, se desplaza por la misma mediante el aporte de un pequeño caudal de agua en el mismo sentido
que el aporte de regenerante, al objeto de asegurar que el regenerante atraviese toda la resina a una
velocidad constante.
En la fase de desplazamiento se completa la sustitución de los iones de calcio y magnesio retenidos por
la resina, por iones de sodio procedentes de la sal.
El caudal de desplazamiento es prácticamente el mismo de la fase anterior con un tiempo de paso de 30
minutos.
3.10.4.- LAVADO
Tiene por objeto el eliminar de la resina el exceso de sal empleado en la regeneración y se realiza
mediante el aporte de un caudal elevado de agua a tratar en el mismo sentido que el de depuración pero
evacuandose las aguas de lavado al desagüe.
Cuando el agua de lavado no contiene sal, se puede dar por finalizado el ciclo de regeneración
quedando la instalación preparada para volver a empezar un nuevo ciclo de descalcificación y así
sucesivamente.
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4.- DESCALCIFICADORES
Se da el nombre de descalcificador o ablandador al conjunto de elementos que ensamblados
correctamente permiten la realización de los ciclos de descalcificación y regeneración.
4.1.-COMPOSICION
En cualquier tipo de descalcificador se pueden distinguir los siguientes elementos constituyentes:
4.1.1- COLUMNA DE INTERCAMBIO
Recibe el nombre de columna de intercambio el recipiente en el cuál está contenida la resina.
Generalmente se trata de un recipiente a presión construido en materiales resistentes a la corrosión como
son el poliester reforzado con fibra de vidrio o la calderería metálica protegida mediante galvanizado en
caliente, resinas epoxi o goma.
En descalcificadores de pequeño y mediano tamaño a la columna se le acostumbra a designar por
BOTELLA.
4.1.2- RESINA
Es el producto sintético en cuyas superficie se realiza el proceso de intercambio iónico. La masa de
resina colocada en el interior de la columna se denomina lecho de resina.
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4.1.3- VALVULAS
La realización de los ciclos de descalcificación y regeneración requiere de un sistema que permita la
circulación del agua y reactivo regenerante de acuerdo con una secuencia impuesta. Ello se logra mediante
el empleo de válvulas, siendo básicamente dos los tipos empleados, a saber:
VALVULAS MULTIVIA.- que constituye el cabezal de mando y que determina los diferentes sentidos en
los que debe circular el agua durante los dos ciclos de funcionamiento.
VALVULAS INDIVIDUALES.- generalmente del tipo de membrana y que se montan en un número
determinado formando parte de un conjunto denominado como BATERIA o CUADRO DE VALVULAS.
4.1.4- EQUIPO DE REGENERACION
El equipo de regeneración de un descalcificador está formado por un depósito en donde se almacena la
sal y al mismo tiempo se disuelve con el agua que se envía a través de las válvulas, produciendose una
disolución saturada de sal.
Este volumen de solución saturada será introducida en su momento en la columna a través de la resina.
Para el aporte de la sal a la columna, normalmente se emplean hidroinyectores que funcionan
hidráulicamente produciendose un vacío mediante el cual se aspira agua salada o salmuera.
En columnas de un tamaño superior a los 1500 litros de resina, generalmente se emplean los
denominados tanques nodriza de salmuera en los cuales se almacenan varias toneladas de sal, existiendo
siempre un volumen de solución saturada. En este caso el aporte a la columna se realiza mediante el
empleo de bombas centrifugas.
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4.2.- TIPOS DE DESCALCIFICADORES
4.2.1- SEGUN ELEMENTOS CONSTITUTIVOS
En función del depósito de sal existen dos clases de descalcificadores, los BIBLOC en los que la botella
y el deposito están separados y los COMPACTOS en los que ambos elementos forman un mismo conjunto.
4.2.1.1.- COMPACTOS
Los descalcificadores compactos, debido a su poco volumen y a una lograda estética se emplean
mayoritariamente en uso doméstico, fabricándose hasta un volumen de resina de 30 litros lo que permite el
disponer de la suficiente capacidad para alimentar una vivienda aún trabajando con aguas de elevada
dureza.
Los descalcificadores compactos tradicionales llevan la botella de la resina introducida dentro del mismo
depósito de la sal. Como que la sal contiene impurezas y estas se van sedimentando dentro del depósito, al
cabo de cierto tiempo hay que proceder a su limpieza para evitar el mal funcionamiento o bien proceder a
operaciones de mantenimiento para lo que es preciso sacar la botella del depósito. Esta operación suele ser
dificultosa teniendo que desmontar parte de la instalación.
ASTRAMATIC, ha desarrollado un equipo de uso exclusivo en el que la botella y depósito de sal a pesar
de formar un mismo conjunto y ocupar un mismo espacio, la botella y el depósito son totalmente
independientes.
4.2.1.2.- BIBLOCS
Tal como su nombre indica, están constituidos por dos bloques separados, la botella y el depósito de sal.
Estos descalcificadores, dependiendo del tipo de montaje, ya sea vertiendo a un depósito de
acumulación de agua tratada ó directamente en la tubería de utilización final, y al objeto de asegurar un
caudal continuo de agua descalcificada, se pueden suministrar en las siguientes configuraciones:
SIMPLES: Constituidos por UN solo conjunto de descalcificación y que producen un suministro de agua
intermitente debido a que normalmente mientras se realiza el proceso de regeneración, no dejan pasar
agua.
En aplicación doméstica este efecto puede ser un inconveniente por lo que prácticamente todas las
válvulas multivia disponen de by-pass de agua dura durante la regeneración, por lo que si se quiere evitar
cortes en el suministro o el utilizar agua dura durante el proceso de regeneración, se hace coincidir la
regeneración con una hora en la cual teóricamente no hay consumo como son las 2 o 3 h. de la
madrugada.
DUPLEX: Constituidos por DOS conjunto de descalcificación los cuales están montados en paralelo y
cuyo funcionamiento más frecuente es el llamado "DUPLEX ALTERNATIVO" y en el cual siempre existe un
aparato en ciclo de producción mientras el otro puede estar en ciclo de regeneración o en espera de entrar
en servicio cuando se agote el que esta produciendo.
Este tipo de montaje produce siempre un caudal continuo de agua descalcificada, no viéndose
influenciado por el tiempo que dura la regeneración.
CARRUSEL: Constituidos por TRES o más descalcificadores y de los cuales siempre existe alguna
unidad en regeneración pasando a ciclo de servicio inmediatamente que acaba de regenerar.
Estas instalaciones producen un caudal continuo de agua y pueden sustituir a las grandes columnas de
intercambio ya que obtienen su misma capacidad en base a una capacidad unitaria pequeña pero con
múltiples regeneraciones.
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4.2.2- SEGUN SISTEMAS DE ACCIONAMIENTO
4.2.2.1.- MANUALES
Un descalcificador de funcionamiento manual, es aquel que requiere al propietario u operador para
iniciar alguno o la totalidad de las fases que hay que seguir en cada ciclo de trabajo. Naturalmente, durante
el ciclo de regeneración se deben ajustar los caudales y controlar los tiempos de cada fase, lo que requiere
el disponer de una persona durante un tiempo de hora y media aproximadamente, controlando el proceso.
El descalcificador manual, actualmente está prácticamente en desuso.
En determinados sistemas de válvulas multivia y válvulas de diafragma comandadas por un distribuidor
hidráulico, existe la posibilidad de ir seleccionando cada fase mediante un selector, pero el tiempo de
permanencia en ella debe ser controlado por un operario.
4.2.2.2.- SEMIAUTOMATICOS
Existen diferentes opciones, pero el más común y completo es aquel en el que el operador inicia
manualmente el ciclo de regeneración y esta prosigue automáticamente controándose los tiempos de cada
fase por el control del aparato.
El inicio de regeneración se puede realizar mediante pulsación de botón o mediante el giro de una leva.
4.2.2.3.- AUTOMATICOS
Un descalcificador automático es aquel en que los ciclos de trabajo se realizan automáticamente
estando comandados por una centralita de mando o programador.
Estos programadores pueden ser del tipo electromecánicos (motores síncronos que actúan sobre una
leva y microruptores) y electrónicos clásicos o a base de microprocesadores.
4.2.3- SEGUN CONTROLES DE INICIO DE REGENERACION
4.2.3.1.- CRONOMETRICOS
Los descalcificadores cronométricos son aquellos en que el inicio de la regeneración se realiza a una
hora determinada del día. Para ello están provistos de un sistema de programador horario el cual se
encarga de empezar el ciclo de regeneración y todas las fases del proceso.
Estos descalcificadores vienen previstos de origen para que estando puestos en hora, la regeneración
se inicie por la madrugada en los períodos de supuesto bajo consumo. Sin embargo se pueden hacer
regenerar a la hora deseada mediante el desfase de horas.
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EJEMPLO: Con el reloj puesto en hora, el programador esta regulado de fábrica para que regenere a
las 2 horas. Si se desea cambiar la hora de regeneración habrá que desfasar el reloj. Por ejemplo, para
hacer que regenere a las 4 -2 horas mas tarde- ajustar el reloj 2 horas antes de la hora actual. Para hacer
que regenere a las 23 h -3horas antes- ajustar el reloj 3 horas mas tarde de la hora actual.
Como mínimo, disponen de un programador semanal en el que se puede seleccionar el intervalo de
regeneración entre uno y siete días.
El calculo de la frecuencia de regeneración que se debe programar en un descalcificador cronométrico
se realiza de la siguiente manera:
1º.- Determinar la dureza en ºHF (grados Franceses) del agua a tratar, por análisis.
2º.-Calcular el volumen de agua descalcificada capaz de ser suministrada por el modelo particular de
descalcificador, de la siguiente manera:
Capacidad en m3 x ºHF (según modelo)
m3(agua tratada) = ----------------------------------------------------------------------------
Dureza agua red en ºHF (determinada en punto 1º)
3º.- Determinar el consumo diario bien por lectura de contador o por suposición (200-250 litros por
persona y día).
4º.- Calcular la frecuencia de regeneraciones de la siguiente forma:
1000 x m3 de agua tratada(obtenido en punto 2º)
días (cadencia de regeneración) = -------------------------------------------------------------------------
litros consumidos por día (obtenido en punto 4º)
Ejemplo- Descalcificador mod. 155D-40C de capacidad 260 m3xºHF.
Dureza del agua a tratar de 100 ºHF
Consumo diario de 1300 litros
260
m3 (agua tratada)= ----------- = 2,6 m3
100
1000 x 2,6
Frecuencia de regeneración= ----------------- = 2 dias
1300
Los dos principales inconvenientes que presentan son:
a).- GASTO INNECESARIO DE SAL, ya que puede ocurrir que la capacidad del aparato no este
agotada y se produzca una regeneración.
b).- SUMINISTRO DE AGUA DURA, si el consumo previsto es superior al equivalente a la frecuencia
de regeneración impuesta.
4.2.3.2.- VOLUMETRICOS
Un descalcificador volumétrico es el que la regeneración se produce cada cierto volumen de agua
gastada, no dependiendo del tiempo de funcionamiento.
Se dispone de un sistema de control del volumen de agua producida ya sea a base de turbinas
electrónicas o contadores de agua y de un programador dotado de totalizador-preselector de volumen el
cual recoge y totaliza los impulsos eléctricos suministrados por el elemento de contaje de volumen. Cuando
el volumen totalizado, o sea el consumido, es igual a la producción del descalcificador, se genera una señal
eléctrica la cual puede actuar de dos maneras sobre el inicio de la regeneración, a saber:
24 de 31
REGENERACION INSTANTANEA.- Iniciandose en el mismo momento en que ha pasado la cantidad de
agua fijada.
En uso doméstico, este modelo es aconsejable cuando se dispone de un depósito de reserva a la salida
del descalcificador, y durante el período de regeneración podemos disponer del agua acumulada en el
depósito. Al objeto de evitar el paso de agua dura durante la regeneración, en válvulas multivia dotadas de
by-pass automático, es necesario el instalar un sistema de corte de suministro de agua.
REGENERACION RETARDADA.- Según el modelo de válvula multivia empleada existen diferentes
posibilidades de actuación. Unas, inician la regeneración a una hora fijada por el usuario pero siempre que
ha pasado la cantidad de agua fijada. Otros controles disponen de un pequeño microprocesador el cual,
cuando llega la hora fijada de regenerar, comprueba que cantidad de agua le queda para agotar el ciclo y
en función del promedio consumido durante los últimos días efectúa o no la regeneración, no
contabilizando los días en los que no ha habido consumo.
Este sistema es aplicable en los pequeños descalcificadores domésticos.
4.2.3.3.- CALIDAD DEL AGUA TRATADA
En estos modelos, todas las operaciones de regeneración se inician automáticamente como respuesta a
una condición impuesta de calidad del agua tratada como puede ser la dureza residual.
Existen diferentes sistemas de control del agotamiento de la resina. Unos trabajan midiendo la
conductividad eléctrica del lecho de resina en estado agotado y regenerado, otros mediante el análisis de la
dureza residual con un sistema de analizador colorimétrico, que desencadena la regeneración cuando la
fuga de dureza supera la tolerada. Con este sistema se evita el desperdicio de sal regenerante, pero es un
aparato muy caro y que requiere un mantenimiento por lo que solo se utiliza en grandes instalaciones.
4.2.4- SEGUN SISTEMAS DE REGENERACION
En función del sentido de circulación del agua a tratar y del reactivo regenerante, se pueden distinguir
dos grupos principales denominados:
4.2.4.1.- REGENERACION A CO-CORRIENTE
En los cuales el sentido de circulación del agua a tratar y de la solución regenerante es el mismo,
entrando en la columna de intercambio por la parte superior de la resina
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4.2.4.2.- REGENERACION A CONTRACORRIENTE
En los que el sentido de circulación del agua a tratar en fase de servicio es contrario al de la solución
regenerante. En el sistema de regeneración a contracorriente existen dos tendencias de trabajo ya sea que
el agua a tratar entre por la parte superior o inferior del lecho de resina.
Existen diferentes patentes de regeneración dando origen a diferentes sistemas como el de lecho
flotante o Schwebwebett, UP.CO.RE, Amberpac, etc, etc. Todos estos sistemas se emplean en grandes
instalaciones.
Todos estos sistemas tienen como finalidad aumentar la eficiencia de la regeneración y producir una
menor fuga iónica.
5.- GAMA DE DESCALCIFICADORES
ASTRAMATIC SA dispone de una amplia gama de aparatos de descalcificación de construcción standar
en poliester reforzado con fibra de vidrio y provistos de válvulas multivia o individuales, con volúmenes de
resina comprendidos entre 7 y 1500 litros.
En función del tipo de válvulas que monten, se determinan una serie de familias, de las cuales les
indicamos las particularidades correspondientes.
SERIE "A-155"
Multivalvula de montaje superior de 2 ciclos y 5 fases, conexión de Ø 3/4" o 1", construida en material
sintético, prevista para 7 a 70 litros de resina.
El cabezal automático es de funcionamiento mecánico, mediante una leva que abre secuencialmente
las clapetas de cierre de las ventanas adecuadas para el funcionamiento previsto, por lo cual en fase de
servicio no se ve afectada por la presión de la red de agua.
Monta controles CRONOMETRICOS o VOLUMETRICOS con turbina electrónica incorporada en
válvula.
26 de 31
SERIE "A-168"
Multivalvula de montaje superior de 2 ciclos y 5 fases, conexión de Ø 1", construida en material
sistético, prevista para 100 a 125 litros de resina.
El cabezal automático es de funcionamiento mecánico, mediante una leva que abre secuencialmente
las clapetas de cierre de las ventanas adecuadas para el funcionamiento previsto, por lo cual en fase de
servicio no se ve afectada por la presión de la red de agua.
Monta controles CRONOMETRICOS o VOLUMETRICOS con turbina electrónica incorporada en
válvula.
SERIE "A-180"
Multivalvula de montaje superior o lateral de 2 ciclos y 4 fases, conexión de Ø 1,5", construida en
bronce, prevista para 70 a 350 litros de resina.
El cabezal automático es de funcionamiento mecánico, mediante el desplazamiento de una corredera
por el interior de una camisa cerámica provista de las ventanas adecuadas para el funcionamiento previsto.
Monta controles CRONOMETRICOS o VOLUMETRICOS con contador de agua exterior al sistema.
SERIE "A-172"
Multivalvula de montaje lateral de 2 ciclos y 5 fases, conexión de Ø 2", construida en material sistético,
prevista para 275 a 1000 litros de resina.
El cabezal automático es de funcionamiento mecánico-hidráulico, mediante una leva que abre
secuencialmente las clapetas del distribuidor hidráulico el cual actúa sobre membranas de apertura y cierre
de las ventanas adecuadas para el funcionamiento previsto.
Monta controles CRONOMETRICOS o VOLUMETRICOS con contador de agua exterior al sistema.
27 de 31
SERIE "F-5600"
Multivalvula de montaje superior de 2 ciclos y 5 fases, conexión de Ø 1", construida en material
sistético, prevista para 10 a 125 litros de resina.
El cabezal automático es de funcionamiento mecánico, mediante desplazamiento secuencial de un
pistón a través de una camisa provista de las ventanas adecuadas para el funcionamiento previsto.
La válvula Standar dispone de by-pass durante la regeneración, y de mezclador de agua graduado..
El programador VOLUMETRICO es del tipo electromecánico y cuya programación se limita a fijar el
volumen de agua producido entre regeneraciones en el dial correspondiente. Tiene indicación en continuo
de la cantidad de agua que resta producir.
El tipo de regeneración standar es del modo retardado, pero bajo pedido puede ser instantanea.
Dispone de pilotos luminosos de indicación del estado de funcionamiento.
Esta válvula permite ajustar el consumo de sal a voluntad mediante una escala graduada para tal fin y
no dispone de válvula de salmuera.
La transmisión desde el contador de agua al programador es mecánica.
SERIE "F-9000"
Multivalvula de montaje superior de 2 ciclos y 5 fases, conexión de Ø 1", construida en material
sistético, prevista para 12 a 225 litros de resina.
El descalcificador serie 9000 TWIN se caracteriza por ser un sistema de funcionamiento totalmente
automático con inicio de la regeneración por volumen de agua consumida constituido por dos columnas de
intercambio iónico y un solo cabezal de control, de marcha alterna de manera que mientras una regenera la
otra está en servicio.
El cabezal automático es de funcionamiento mecánico, mediante desplazamiento secuencial de un
pistón a través de una camisa provista de las ventanas adecuadas para el funcionamiento previsto.
La válvula Standar dispone de by-pass durante la regeneración, y de mezclador de agua graduado..
El programador VOLUMETRICO es del tipo electromecánico y cuya programación se limita ha fijar el
volumen de agua producido entre regeneraciones en el dial correspondiente. Tiene indicación en continuo
de la cantidad de agua que resta producir, de la columna que esta en servicio y de la fase de regeneración
en la que se encuentra la otra columna.
Esta válvula permite ajustar el consumo de sal a voluntad mediante una escala graduada para tal fin y
no dispone de válvula de salmuera.
La transmisión desde el contador de agua al programador es mecánica.
28 de 31
SERIE "S-132"
Multivalvula de montaje superior de 2 ciclos y 4 fases, conexión de Ø 1", construida en material
sintético, prevista para 10 a 200 litros de resina.
El cabezal automático es de funcionamiento hidráulico, mediante desplazamiento secuencial de dos
pistones principales a través de sendas camisas provistas de las ventanas adecuadas para el
funcionamiento previsto.
Monta controles CRONOMETRICOS de 7 días o CRONOMETRICOS-VOLUMETRICOS con turbina
electrónica incorporada en válvula.
SERIE "S-250"
Multivalvula de montaje superior de 2 ciclos y 4 fases, conexión de Ø 1,5", construida en material
sintético, prevista para 100 a 500 litros de resina.
El cabezal automático es de funcionamiento hidráulico, mediante desplazamiento secuencial de dos
pistones principales a través de sendas camisas provistas de las ventanas adecuadas para el
funcionamiento previsto.
Monta controles CRONOMETRICOS de 14 días o CRONOMETRICOS-VOLUMETRICOS con contador
de agua exterior al sistema.
29 de 31
SERIE "G-412"
Multivalvula de montaje superior de 2 ciclos y 4 fases, conexión de Ø 1", construida en bronce, prevista
para 40 a 140 litros de resina.
El cabezal automático es de funcionamiento mecánico, mediante desplazamiento secuencial de un
pistón principal por el interior de una camisa cerámica provista de las ventanas adecuadas para el
funcionamiento previsto.
La particularidad de dicha válvula es que efectúa la REGENERACON en CONTRACORRIENTE
Monta controles CRONOMETRICOS de 7 días o VOLUMETRICOS con contador de agua exterior al
sistema.
SERIE "G-426"
Multivalvula de montaje superior de 2 ciclos y 4 fases, conexión de Ø 1,5", construida en bronce,
prevista para 70 a 300 litros de resina.
El cabezal automático es de funcionamiento mecánico, mediante desplazamiento secuencial de un
pistón principal por el interior de una camisa cerámica provista de las ventanas adecuadas para el
funcionamiento previsto.
La particularidad de dicha válvula es que efectúa la REGENERACON en CONTRACORRIENTE
Monta controles CRONOMETRICOS de 7 días o VOLUMETRICOS con contador de agua exterior al
sistema.
SERIE "G-427"
Multivalvula de montaje superior de 2 ciclos y 4 fases, conexión de Ø 2", construida en bronce, prevista
para 200 a 1000 litros de resina.
El cabezal automático es de funcionamiento mecánico, mediante desplazamiento secuencial de un
pistón principal por el interior de una camisa cerámica provista de las ventanas adecuadas para el
funcionamiento previsto.
La particularidad de dicha válvula es que efectúa la REGENERACON en CONTRACORRIENTE
Monta controles CRONOMETRICOS de 7 días o VOLUMETRICOS con contador de agua exterior al
sistema.
30 de 31
TABLA DE SELECCION DE DESCALCIFICADORES POR CAUDALES PUNTA (m3/h) Y CAPACIDAD (m3 X ¹FH)
Volumen Capacidad Diámetro "A" "F" "S" "G" "D" Volumen
resina máxima máxima tanque conexión conexión conexión conexión resina
capacidad eficiencia Ø Ø 1" Ø 1,5" Ø 2" Ø 1" Ø 1" Ø 1,5" Ø 1" Ø 1,5" Ø 2" Ø 1,5" Ø 2" Ø 2,5" Ø 3" Ø 4" Ø 5" Ø 6"
200g/l 80g/l tipo de válvula tipo válvula tipo de válvula tipo de válvula
lts. m3 x ¹HF m.m 155 168 180 172 5600 9000 132 250 412 426 427 diafragmas lts.
7 45 31 177 1 7
10 65 45 177 1.2 1.2 1.2 10
12 78 54 177 1.5 1.5 1.5 1.5 12
15 97.5 67.5 177 1.9 1.9 1.9 1.9 15
20 130 90 203 2.4 2.4 2.4 2.4 20
25 162.5 112.5 203 2.4 2.4 2.4 2.4 25
30 195 135 254 2.7 2.7 2.7 2.7 30
40 260 180 254 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 40
45 292.5 202.5 254 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 45
50 325 225 305 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 50
60 390 270 305 2.7 2.7 2.7 2.7 3 60
70 455 315 355 2.7 4 2.7 2.7 2.7 3 4 70
100 650 450 355 3.2 5 3.2 3.2 3.8 5 4 5 5 100
110 715 495 355 3.5 s/m 3.5 3.5 3.8 s/m 4 s/m s/m 110
125 812 562.5 406 3.8 6.5 3.8 3.8 3.8 6.5 4 6.5 6.5 125
140 910 630 406 7 3.8 3.8 7 4 7 s/m 140
175 1132 787.5 533 8.5 3.8 3.8 8.5 8.5 8.5 175
200 1300 900 533 10 3.8 3.8 10 10 10 s/m 200
225 1462 1012.5 533 11 3.8 11 11 11 11 225
240 1560 1080 533 12 12 12 12 s/m 240
275 1787 1237.5 610 13 13 13 13 13 13 275
300 1950 1350 610 14 14 14 14 14 14 300
325 2112 1462.5 610 16 16 16 16 16 325
350 2275 1575 610 17 17 17 17 17 350
450 2925 2025 750 19 19 19 19 450
500 3250 2250 750 s/m 20 s/m s/m 500
550 3575 2475 750 20 20 22 550
650 4225 2925 750 25 25 26 650
750 4875 3375 750 25 25 30 750
850 5525 3825 900 25 25 34 850
1000 6500 4500 900 25 25 40 1000
1200 7800 5400 1200 48 1200
1500 9750 6750 1200 50 1500
1800 10800 8100 1400 60 1800
2400 14400 10800 1400 60 2400
3000 18000 13500 1400 60 3000
2400 14400 10800 1600 85 2400
3200 19200 14400 1600 85 3200
4000 24000 18000 1600 85 4000
3000 18000 13500 1800 100 3000
4000 24000 18000 1800 100 4000
5000 30000 22500 1800 100 5000
3700 22200 16650 2000 120 3700
5000 30000 22500 2000 120 5000
6200 37200 27900 2000 120 6200
Unidades SIMPLES pag-3 pag-8 pag-5 pag-6 pag-9 pag-7 pag-10 pag-11 TARIFA
Unidades DUPLEX pag-12 s/c s/c pag-13 13

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Manual descalcificacion agua

  • 1. 1 de 31 LA DESCALCIFICACION DEL AGUA POR RESINAS INTERCAMBIADORAS DE IONES Por B. Blanco Mayo Director Técnico de ASTRAMATIC Septiembre-1994
  • 2. 2 de 31 INDICE Pág. 1.- LA DUREZA................................................................................. 2 1.1.- ORIGEN DE LA CONTAMINACION DE LAS AGUAS..................................... 2 1.2.- DEFINICION............................................................................................... 2 1.3.- MEDIDA.................................................................................................... 3 1.4.- PROBLEMAS CAUSADOS POR LA DUREZA....................... 4 1.4.1.- PRECIPITACIONES................................................................................. 4 1.1.2.- INCRUSTACIONES.................................................................................. 5 2.- METODOS DE REDUCCION DE LA DUREZA....................... 7 3.- ABLANDAMIENTO POR INTERCAMBIO IONICO..................... 8 3.1.- DEFINICION DE ION................................................................................... 8 3.2.- RESINAS INTERCAMBIADORAS DE IONES................................................ 9 3.3.- PRINCIPIO DEL DESENDURECIMIENTO.................................................... 10 3.4.- AGOTAMIENTO DE LA RESINA.................................................................. 11 3.5.- REGENERACION....................................................................................... 11 3.6.- PODER DE INTERCAMBIO......................................................................... 12 3.7.- CAPACIDAD.............................................................................................. 13 3.8.- RENDIMIENTO........................................................................................... 13 3.9.- CICLOS DE TRABAJO................................................................................ 14 3.9.1.- CICLO DE DESCALCIFICACION............................................................... 15 3.9.2.- CICLO DE REGENERACION.................................................................... 16 3.10.- FASES DE REGENERACION................................................................... 16 3.10.1.- CONTRALAVADO.................................................................................. 16 3.10.2.- PASO DE REGENERANTE.................................................................... 16 3.10.3.- DESPLAZAMIENTO............................................................................... 17 3.10.4.- LAVADO............................................................................................... 17 4.- DESCALCIFICADORES................................................................ 18 4.1.- COMPOSICION.......................................................................................... 18 4.1.1.- COLUMNA DE INTERCAMBIO................................................................. 18 4.1.2.- RESINA.................................................................................................. 18 4.1.3.- VALVULAS............................................................................................. 19 4.1.4.- EQUIPO DE REGENERACION................................................................. 19 4.2.- TIPOS DE DESCALCIFICADORES.............................................................. 20 4.2.1.- SEGUN ELEMENTOS CONSTITUTIVOS................................................... 20 4.2.1.1.- COMPACTOS....................................................................................... 20 4.2.1.2.- BIBLOCS............................................................................................. 20 4.2.2.- SEGUN SISTEMAS DE ACCIONAMIENTO................................................ 21 4.2.2.1.- MANUALES......................................................................................... 21 4.2.2.2.- SEMIAUTOMATICOS............................................................................ 21 4.2.2.3.- AUTOMATICOS.................................................................................... 21 4.2.3.- SEGUN CONTROLES DE INICIO DE REGENERACION.............................21 4.2.3.1.- CRONOMETRICOS............................................................................... 21 4.2.3.2.- VOLUMETRICOS.................................................................................. 22 4.2.3.3.- CALIDAD DEL AGUA TRATADA.......................................................... 23 4.2.4.- SEGUN SISTEMAS DE REGENERACION............................................... 23 4.2.4.1.- REGENERACION A CO-CORRIENTE................................................... 23 4.2.4.2.- REGENERACION A CONTRACORRIENTE........................................... 24 5.- GAMA DE DESCALCIFICADORES............................................. 24 6.- TABLA DE DESCALCIFICADORES............................................. 29 .
  • 3. 3 de 31 1.- LA DUREZA 1.1.- ORIGEN DE LA CONTAMINACION DE LAS AGUAS El agua de formula química H2O, es el cuerpo que más abunda en la Naturaleza; aproximadamente dos terceras partes de la superficie terrestre están cubiertas por ella e incluso más del 80% de nuestro cuerpo es agua. El agua se presenta en los tres estados de la materia: sólido, en forma de hielo, nieve, etc; agua líquida y vapor de agua, todos ellos producidos por los cambios térmicos que dan origen a un ciclo hidrológico completo de lluvia o precipitación, escurrimiento, infiltración, almacenamiento, evaporación y precipitación, y así sucesivamente. Teóricamente, el agua pura es únicamente la de lluvia, pero debido a su gran poder disolvente, desde el mismo momento en que se produce la precipitación el agua empieza a contaminarse por disolución de los gases atmosféricos y de las partículas sólidas presentes en el aire debido a condiciones climatológicas particulares y a la contaminación atmosférica. Esta agua de lluvia en su ciclo hidrológico de escurrimiento e infiltración, entra en contacto con la superficie terrestre constituida por compuestos químicos denominados sales, las cuales en parte son disueltas, dando lugar a la presencia de salinidad en el agua. 1.2.- DEFINICION Las sales disueltas presentan tendencias diferentes según su constitución, por lo que se pueden distinguir dos grandes grupos, a saber: Grupo A) Sales INCRUSTANTES, constituidas por: Bicarbonato Cálcico, ...........Ca (CO3H)2 Bicarbonato Magnésico, ......Mg(CO3H)2 Sulfato Cálcico, ..................CaSO4 Sulfato Magnésico,.............MgSO4 Cloruro Cálcico, ................. CaCl2 Cloruro Magnésico,............. MgCl2 Grupo B) Sales NO INCRUSTANTES, constituidas por: Carbonato Sódico, ..............Na2 CO3 Sulfato Sódico, .................. Na2SO4 Cloruro Sódico, ................. NaCl
  • 4. 4 de 31 Como puede observarse, todas las sales incrustantes contienen CALCIO y MAGNESIO y el contenido total de los mismos constituye la denominada DUREZA TOTAL. Según las sales a las que están ligados el calcio y el magnesio, se distinguen dos tipos de dureza: DUREZA TEMPORAL, o dureza carbónica, llamada así porque desaparece de las aguas por ebullición y esta constituida por los bicarbonatos de calcio y magnesio. DUREZA PERMANENTE, la cual persiste aún después de ebullición y está constituida por sulfatos y cloruros de calcio y magnesio. DUREZA TOTAL = DUREZA TEMPORAL + DUREZA PERMANENTE 1.3.- MEDIDA El agua que contiene dureza, además de formar incrustaciones sobre las superficies en las que está en contacto, tiene el inconveniente de que cuando reacciona con los jabones forma precipitados insolubles llamados "jabón cortado". Esta propiedad es la que se utilizó en un principio para determinar la dureza de un agua (actualmente en desuso), ya que la destrucción del jabón (por precipitación de sales cálcicas y magnésicas que impiden que se forme una espuma persistente mientras exista calcio y magnesio) es directamente proporcional a la dureza. Generalmente, en todos los análisis se indica el valor en mg/l (miligramos por litro) ó ppm (partes por millón) de cada constituyente expresado como tal. mg/l = ppm = gr/m3 Otras unidades en la que suelen expresarse las concentraciones son en milimols por litro (mmol/l) y en miliequivalentes por litro (mval/l). Sin embargo, en el tratamiento de aguas y al objeto de simplificar los cálculos, suelen indicarse las concentraciones de los diferentes constituyentes expresados en mg/l como carbonato cálcico. El contenido total de sales incrustantes existentes en un agua se mide por el GRADO HIDROTIMETRICO DE DUREZA. En Europa, dependiendo del país, existen GRADOS FRANCESES (ºF), grados Alemanes (ºD) y grados Ingleses (ºE). En España se emplea el GRADO FRANCES y se define como la dureza que presenta un agua que contiene 10 mg/l. de sales incrustantes, expresadas como carbonato cálcico ( Ca CO3 ) 1º HIDROTIMETRICO FRANCES = 10 mg/l de CARBONATO CALCICO ( Ca CO3 )
  • 5. 5 de 31 Al objeto de facilitar la interpretación de los resultados analíticos de la DUREZA, expresados en cualquiera de las unidades utilizadas, transformandolos a GRADOS FRANCESES, facilitamos la tabla siguiente, acompañada un ejemplo practico. TABLA DE CONVERSION DE UNIDADES (Factores de multiplicación) 1 mg/l 1 mg/l 1 mg/l 1 º FRANCES 1º ALEMAN 1º INGLES 1 mmol/l 1mval/l de Calcio de Magnesio CaCO3 1 mg/l de Calcio 1 _ 2,5 0,25 0,14 0,357 0,025 0,05 1 mg/l de Magnesio _ 1 4,13 0,413 0,231 0,289 0,0413 0,082 1 mg/l CaCO3 0,4 0,24 1 0,1 0,056 0,07 0,01 0,02 1 º FRANCES 4 2,4 10 1 0,56 0,7 0,1 0,2 1º ALEMAN 7,12 4,3 17,8 1,78 1 1,25 0,18 0,357 1º INGLES 5,72 3,46 14,3 1,43 0,798 1 0,14 0,285 1 mmol/l 40 24,2 100 10 5,6 7,02 1 2 1mval/l = eq/l 20 12,1 50 5 2,8 3,51 0,5 1 Ejemplo: Calcio, Ca.......= 60 mg/l x 2,5 = 150 mg/l CaCO3 x 0,1 = 15 ºHF de Dureza Cálcica. Magnesio, Mg.= 15 mg/l x 4,13 = 62 mg/l CaCO3 x 0,1 = 6,2 ºHF de Dureza Magnésica DUREZA TOTAL = 212 mg/l CaCO3 = 21,2ºHF de DUREZA TOTAL En función del contenido de dureza, las aguas se clasifican en: Agua muy blanda 0 - 7 ºHF Agua blanda 7 - 15 ºHF Agua semidura 15 - 32 ºHF Agua dura 32 - 53 ºHF Agua muy dura > 53 ºHF 1.4.- PROBLEMAS CAUSADOS POR LA DUREZA Los dos principales problemas que presentan las aguas duras son debidos a la formación de precipitados y a la incrustación. Ambos inconvenientes repercuten de la misma manera en el agua de utilidad doméstica que en la de uso industrial.
  • 6. 6 de 31 1.4.1.- PRECIPITACIONES Si para la medida de la dureza se utilizó la propiedad del "jabón cortado" causado por la reacción de la dureza con el jabón, lo mismo ocurre en todos los procesos en los que se utilizan jabones y detergentes. En procesos de lavado, de la cantidad total añadida de productos, una parte se gasta en reaccionar con la dureza formando precipitados de " jabón cortado" que se manifiestan a simple vista por el enturbiamiento del agua; el resto de producto es el que realmente se emplea en el lavado. Aproximadamente, por cada grado de dureza francés (10 mg/l de carbonato cálcico) se desperdician 240 mg/l de jabón puro. Basta simplemente con observar cualquier tambor de detergente comercial y encontraremos unas instrucciones de dosificación similares a las siguientes: DOSIS DE EMPLEO 4/5 kg de ropa prelavado lavado Agua blanda 1 dósis 1½ dósis 1 dósis = 205 ml. Agua dura 1 dósis 2 dósis Agua muy dura 1½ dósis 2½ dósis De todos es conocido que el agua "no lava" hasta que se produce espuma y esta no empieza a producirse hasta que se ha gastado una determinada cantidad de detergente. Otro de los inconvenientes de estos precipitados es que se depositan en las telas apagando los colores y amarilleando o agrisando las telas blancas. Estas se vuelven más frágiles y ásperas acortandose su vida. Para intentar paliar estos inconvenientes se utilizan lejías y los denominados suavizantes, llegándose a la conclusión que estos productos añadidos a la cantidad de detergente que se desperdicia representa un costo más elevado que el tratamiento de descalcificación. Un inconveniente añadido, que suele presentarse sobre todo en uso doméstico, es que los precipitados de "jabón cortado" en unión del polvo, fibras, papel, cabellos, etc; tienden a depositarse en las conducciones de desagüe, sobre todo en los codos, produciéndose su atascamiento. El agua dura también influye en la preparación de los alimentos, particularmente en la cocción de legumbres ya que el calcio y el magnesio reaccionan con un constituyente de las mismas, formando un compuesto insoluble que retarda el proceso de cocción, con el consiguiente gasto de energía calorífica que ello representa.
  • 7. 7 de 31 En lavaderos de vehículos, aparte de los inconvenientes descritos anteriormente, es fundamental el emplear agua descalcificada en el último aclarado como mínimo, para evitar la aparición de "manchas de cal" al producirse el secado del vehículo. Actualmente no solamente se elimina la dureza de dichas aguas sino que se desaliniza mediante procedimiento de Osmosis Inversa, con lo cual se logra que el agua no se adhiera a la carrocería quedando el vehículo prácticamente seco y brillante. En las industrias de bebidas refrescantes y alcohólicas se hace necesario el controlar la dureza ya que reacciona con los azucares y alcoholes produciéndose precipitados filamentosos. 1.4.2.- INCRUSTACIONES La tendencia a la precipitación de las sales cálcicas y magnésicas, formando incrustaciones, es el inconveniente más grave que presentan las agua duras. Esto es debido a que el calcio y el magnesio se encuentran normalmente en el agua en forma de bicarbonatos los cuales son solubles, pero por diferentes causas, se transforman en carbonatos insolubles causantes de las incrustaciones. Uno de los factores que influye en la descomposición de los bicarbonatos es el calor. Sin embargo la formación de incrustaciones se produce de igual manera en agua fría que caliente, ya que aparte de la temperatura también influyen factores como el pH, gas carbónico disuelto y combinado, etc.
  • 8. 8 de 31 Las tuberías por las que circula agua dura, caliente o fría, se van obstruyendo con la consiguiente disminución de su sección útil. En el caso de instalaciones de bombeo se necesitan mayores potencias para obtener las mismas condiciones iniciales de caudal y presión. La formación de incrustación llega a taponar totalmente las conducciones. En todos los procesos de transmisión de calor como, calentadores de gas, termos eléctricos, calderas de vapor, intercambiadores de calor, etc.; la formación de incrustación es mucho más rápida y hace que el rendimiento calorífico disminuya necesitándose más combustible. En un estudio sobre el consumo energético de calentadores funcionando con agua blanda, se obsevó una disminución de consumo del 29,57% para los de gas y un 21,6 para los eléctricos, con respecto a los mismos calentadores funcionando con agua dura, todo ello debido al aislamiento térmico causado por la incrustación. 2.- METODOS DE REDUCCION DE LA DUREZA Debido a los inconvenientes que ocasiona la dureza de las aguas, se han estudiado y desarrollado diferentes métodos de eliminación de los cuales caben distinguir los siguientes: a) Métodos por precipitación química del calcio y magnesio mediante productos tales como la cal apagada o lechada de cal, hidróxido sódico y carbonato sódico, los cuales forman precipitados insolubles que se eliminan por decantación y filtración. b) Mediante el empleo de productos químicos secuestrantes como el hexametafosfato sódico, fosfanatos, poliacrilatos, etc. c) Por técnicas de separación por membrana como son la nanofiltración y la Osmosis Inversa, las cuales no solamente eliminan la dureza sino también las demás sales disueltas en menor o mayor grado según se aplique nanofiltración u ósmosis. d) Mediante el empleo de productos naturales o sintéticos que tienen la propiedad de intercambiar el calcio y magnesio de las aguas por sodio, el cual forma sales no incrustantes. Este sistema constituye el procedimiento denominado ABLANDAMIENTO POR INTERCAMBIO IONICO y sobre el cual entraremos más en detalle seguidamente.
  • 9. 9 de 31 3.- ABLANDAMIENTO POR INTERCAMBIO IONICO Es el procedimiento actualmente más empleado tanto en uso doméstico como industrial. Para poder comprender con más facilidad esta técnica, aún sin entrar en detalle, se hace necesario el tener claros algunos conceptos básicos de química como la definición de ION ya que en el intercambio de los mismos está basada la citada técnica. 3.1.-DEFINICION DE ION Un ion es un átomo o grupo de átomos que presentan una determinada carga eléctrica. Cuando esta carga es positiva el ion recibe el nombre de CATION y cuando es negativa se le denomina ANION. Al número de cargas eléctricas se le denomina valencia. Las sales están constituidas por iones y en estado sólido no presentan carga eléctrica ya que la neutralización de cargas eléctricas entre iones debe ser completa y por tanto presentan valencia 0, pero cuando se hallan disueltas en el agua se encuentran disociadas en CATIONES y ANIONES Refiriendonos a las sales más corrientes presentes en el agua, tenemos: estado sólido en disolución sal Catión Anión Bicarbonato cálcico Ca(HCO3)2 == Ca ++ + 2(HCO3)= Bicarbonato magnésico Mg(HCO3)2 == Mg ++ + 2(HCO3)= Cloruro sódico NaCL == Na + + Cl - Ya que la neutralización de cargas eléctricas entre iones debe ser total, en el caso de la disociación del bicarbonato cálcico se interpreta que por cada CATION de calcio Ca de valencia " más dos" se necesitan dos ANIONES de bicarbonato de valencia " menos uno".
  • 10. 10 de 31 3.2.-RESINAS INTERCAMBIADORAS DE IONES Existen productos naturales los cuales tienen la propiedad de intercambiar determinados iones constituyentes, por otros iones en solución presentes en el agua puesta en contacto con dicho producto. Estos productos naturales son las llamadas Zeolitas. Las zeolitas fueron sustituidas por minerales artificiales llamados Permutitas nombre derivado de la propiedad de cambiar o permutar unos iones por otros. De hay la tendencia cada día más en desuso de designar a los aparatos empleados para la eliminación de dureza como "PERMOS". Su designación más correcta es la de ABLANDADOR O DESCALCIFICADOR. Actualmente las permutitas has sido substituidas por productos sintéticos que reciben el nombre de RESINAS y se fabrican generalmente en forma esférica con tamaños comprendidos entre 0,3 y 1,2 m.m. En el proceso de fabricación se introducen en su esqueleto, por reacción química, grupos activos catiónicos ó aniónicos lo que da lugar a las dos familias de resinas existentes: RESINAS CATIONICAS Y RESINAS ANIONICAS Las resinas Catiónicas intercambian unicamente los cationes y son las que se emplean en el procerso de ablandamiento. Las resinas Aniónicas intercambian los aniones, y en unión de resinas catiónicas forman las instalaciones de desmineralización por intercambio ionico. En resumen, una resina de intercambio ionico es un producto sólido sintético insoluble en agua, generalmente de forma esférica, que tiene la particularidad de intercambiar iones constituyentes por otros iones de la misma carga eléctrica presentes en el líquido puesto en contacto con ella.
  • 11. 11 de 31 3.3.- PRINCIPIO DEL DESENDURECIMIENTO Una resina cambiadora de iones está constituida por particulas sólidas (bolas de resina) conteniendo grupos ionicos fijos cargados positiva o negativamente y de un número igual de iones intercambiables que estan dotados de carga electrica opuesta a la del grupo ionico activo. Cuando la resina entra en contacto con el agua que contiene iones de la misma carga que los iones intercambiables de la resina, empieza el intercambio hasta que se alcanza el equilibrio. No todos los iones presentes en el agua tienen la misma facilidad de intercambiarse con los iones de la resina, lo que da origen a la llamada afinidad. El intercambio ionico tiene lugar en la superficie de las esferas de resina, siendo las empleadas en el ablandamiento resinas CATIONICAS en las cuales el ion intercambiable es el sodio Na, denominandose genericamente resina cationica en ciclo sódico. La reacción general de intercambio en el proceso de ablandamiento que tiene lugar puede expresarse por: Ca++ Ca++ RNa+ + = R + 2 Na+ Mg++ Mg++ La resina en ciclo sódico se representa por RNa la cual al ponerse en contacto con los cationes calcio y magnesio (Ca y Mg) son retenidos por la resina, cediendo esta cationes de sodio Na que pasan al agua. Los cationes de sódio Na cedidos por la resina se unen a los aniones a los cuales estaban ligados el calcio y el magnesio, formandose la misma sal pero en forma sódica. En el caso de los bicarbonatos de calcio y magnesio, se tiene: RNa+ + Ca++ + (HCO3)= = RCa++ + 2 Na+ + (HCO3)= resina bicarbonato calcico resina bicarbonato sódico En base a lo expuesto, tiene que quedar muy claro que en el ABLANDAMIENTO o DESCALCIFICACION la salinidad que presenta el agua tratada sigue siendo la misma que la del agua a tratrar, lo único que efectuamos es intercambiar el calcio y magnesio por sodio; luego todas las sales que contenían los cationes causasntes de la dureza, se transforman en sales sódicas muy solubles y que no tienen caracter incrustante.
  • 12. 12 de 31 3.4.- AGOTAMIENTO DE LA RESINA Conforme va pasando el agua a descalcificar por la resina se va produciendo el intercambio iónico, pero llega un momento que la resina ha adsorvido tal cantidad de calcio y magnesio que practicamente ya no le quedan iones de sodio para intercambiar. A partir de este momento toda el agua que entra y pasa através de la resina sale en las mismas condiciones que entró. A la resina que ya no puede intercambiar más iones se le denomina RESINA AGOTADA o SATURADA. 3.5.- REGENERACION Recibe el nombre de regeneración el proceso por el cual se devuelve a la resina su poder de intercambiar iones. Las resinas tienen la particularidad de que el proceso de intercambio igual se realiza de izquierda a derecha que a la inversa, dependiendo de las concentraciones de los iones, y por lo cual estamos ante un proceso que es reversible. La regeneración se realiza poniendo en contacto a la resina agotado con una solución concentrada de sal común o cloruro sódico, rica en iones de sodio . La resina toma los iones de sodio y cede el calcio y el magnesio. Ca++ Ca++ R + Na+ = R Na+ + Mg++ Mg++
  • 13. 13 de 31 Los cationes de calcio y magnesio retenidos por la resina son cedidos y sustituidos por el sódio Na de la solución regenerante y se unen al anión cloruro Cl al que estaba ligado el sodio, formandose cloruro calcico y cloruro magnésico los cuales son evacuados disueltos en el agua que se emplea en la regeneración. Como ejemplo, y en el caso de una resina supuestamente agotada por cáalcio, se tiene: RCa++ + Na++ + Cl- = R Na+ + Ca++ + Cl- resina agotada cloruro sódico resina regenerada cloruro calcico 3.6.- PODER DE INTERCAMBIO Hasta ahora hemos supuesto que la resina se hallaba totalmente en ciclo sódico por lo cual había sido regenerada de una manera ideal y perfecta, pero en la realidad no toda la resina está constituida por grupos activos y en consecuencia de iones intercambiables; algo parecido ocurre con la regeneración ya que nunca se realiza en su totalidad. Todo ello origina que el poder de intercambio de una resina sea limitado, viendose afectado principalmente por el consumo de sal regenerante. Cuanta más sal se emplea en la regeneración, mayor poder de intercambio se obtiene. El poder de intercambio de una resina se expresa en gramos de carbonato cálcico por litro de resina, o lo que es lo mismo, los gramos de dureza expresados como carbonato cálcico que pueden ser intercambiados por un litro de resina.
  • 14. 14 de 31 Como puede observarse, conforme se va aumentando la cantidad de sal empleada en la regeneración, el poder de intercambio aumenta pero llega un momento en que la curva se va haciendo plana lo que indica que por más cantidad de sal que se gaste la capacidad no aumenta. Este efecto nos determina la eficiencia de la regeneración, siendo más elevada cuanto menor sea el consumo de sal. A la hora de fijar el nivel de regeneración, podemos optar por dos soluciones criticas: 1ª.- MAXIMA CAPACIDAD, con consumo de sal alto y poca eficiencia de regeneración. El valor normalmente elegido es de 1,3 eq/l = 65 grm./litro ó 6,5 ºHF/litro, con un consumo de sal de 200 gramos por litro de resina 2ª.- MAXIMA EFICIENCIA, con bajo consumo de sal y elevada eficiencia de regeneración. El valor normalmente elegido es de 0,9 eq/l= grm./litro ó 4,5 ºHF/litro, con un consumo de sal de 80 gramos por litro de resina. 3.7.- CAPACIDAD Los poderes de intercambio dados corresponden por definición a un litro de resina pero en la práctica las instalaciones contienen un mayor volumen de resina incluso de miles de litros, por lo que el poder de intercambio total será el valor obtenido del producto de los litros de resina por el poder de intercambio. A este poder de intercambio total se le denomina CAPACIDAD de intercambio y se expresa técnicamente en ºHF x m3 y que representa la cantidad de dureza, (en grados Franceses), presente en un volumen de agua, (en m3), que se puede retener antes de necesitar una nueva regeneración. Así un equipo con una capacidad de 1300 ºHF x m3 que trate un agua con 13ª HF, se agotara cuando haya tratado 100 m3. CAPACIDAD = VOLUMEN DE RESINA (lts) x PODER DE CAMBIO ( ºHF) = ºHF x m3 3.8.- RENDIMIENTO Se entiende por rendimiento de una instalación de descalcificación al volumen de agua tratada que es capaz de suministrar entre dos regeneraciones consecutivas. El rendimiento varía en función de las dureza del agua a tratar y de la cantidad de sal regenerante empleada: Capacidad ºHF x m3 RENDIMIENTO (m3) = ------------------ -= ----------------------- = m3 Dureza ºHF Por ejemplo, continuando con el caso anterior de un equipo con una capacidad de 1300 ºHF x m3 y que contiene 200 litros de resina, el poder de intercambio adoptado sería: Capacidad ºHF x m3 Poder de cambio = -------------------------- -= ----------------------- = ºHF/litro Volumen resina litros resina 1300 ºHF x m3 Poder de cambio = -------------------------- -= 6,5 ºHF/litro = 65 gr. CaCO3/l 200 litros resina
  • 15. 15 de 31 Luego este poder de intercambio solo se alcanzará si se emplean 200 gramos de sal por litro de resina en la regeneración (según curva de poderes de cambio) y el rendimiento esperado sera de: 1300 ºHF x m3 RENDIMIENTO (m3) = ---------------------------- -= 100 m3 13 ºHF Ahora bien, podríamos tener la misma capacidad pero empleando un nivel de regeneración más bajo de por ejemplo 80 gr/l con lo que el poder de intercambio es de 45 gr CaCO3/litro o 4,5 ºHF/litro, siendo el volumen de resina a emplear el siguiente: Capacidad ºHF x m3 Volumen de resina = -------------------------- -= ----------------------- = litros poder de cambio º HF/l 1300 ºHF x m3 Volumen de resina = -------------------------- -= 289 litros 4,5º HF/l Se puede observar que para la obtención de los 100 m3 de agua tratada trabajando a la máxima capacidad se necesitan 200 g/l x 200 l = 40000 grm=40 Kg de sal regenerante, mientras que trabajando a la máxima eficiencia se necesitan 80 g/l x 289 l =23120mg= 23 Kg. En resumen, para definir una instalación, se deben conocer los parámetros de cálculo ya que una misma capacidad puede optenerse de diferentes maneras, luego es necesario conocer como mínimo los parámetros siguientes: Capacidad, en ºHF x m3 Volumen de resina Nivel de regenración adoptado
  • 16. 16 de 31 3.9.- CICLOS DE TRABAJO En cualquier instalación de descalcificación por intercambio ionico se pueden distinguir dos ciclos o estados principales, el CICLO DE DESCALCIFICACION también llamado de depuración ó servicio, y el CICLO DE REGENERACION. 3.9.1- CICLO DE DESCALCIFICACION Tiene lugar cuando el agua dura a tratar entra en el recipiente que contiene las resinas y pasa a través de ella produciendose el intercambio de iones, tal como se describió anteriormente. Generalmente el agua se introduce por la parte superior de las resina. Al principio del ciclo prácticamente toda la resina se encuentra recubierta con iones de sodio, mientras que al final del ciclo la resina se halla saturada de iones calcio y magnesio. El caudal de agua que puede tratar una unidad está comprendido entre 5 y 40 volúmenes de agua por volumen de resina y por hora, factor denominado como CARGA ESPECIFICA y que se representa por vol/vol x hora El caudal máximo para el equipo anterior que contiene 200 litros de resina será: 200 litros x 40 vol/vol x hora = 8000 litros/hora El trabajar a cargas especificas mas elevadas, implica una disminución de la capacidad y una mayor fuga de dureza.
  • 17. 17 de 31 3.9.2- CICLO DE REGENERACION Se conoce como ciclo de regeneración al conjunto de los diferentes procesos por los cuales se devuelve a la resina agotada su capacidad de intercambio, quedando en condiciones de iniciar de nuevo otro ciclo de descalcificación. 3.10.- FASES DE LA REGENERACION En el apartado 3.5.- REGENERACION se vio la teoría química del proceso, y seguidamente se explica la realización practica. Este ciclo está constituido por cuatro fases o etapas, a saber: 3.10.1.- CONTRALAVADO También llamado LAVADO A CONTRACORRIENTE o LAVADO INVERSO y en el cual se hace pasar en sentido contrario al de depuración, o sea de abajo arriba, una corriente de agua la cual tiene como misión el desapelmazar las resinas que se fueron compactando con el paso del agua en el ciclo de descalcificación y el eliminar toda la materia en suspensión que pudiera llevar el agua y que queda retenida sobre la resina ya que actúa como un filtro. Si esta fase no se realiza correctamente y la resina no esta esponjosa, tanto el agua a tratar como la solución regenerante pueden tener dificultades en ponerse en contacto con la resina produciendose una disminución del rendimiento y de la capacidad de intercambio. El caudal de contralavado debe ser suficiente para permitir una expansión de la resina de como mínimo el 50%, durante un tiempo de 10 minutos. Este es uno de los motivos por lo que los recipientes contenedores de resina (ver 4.1.1) nunca se deben llenar en su totalidad. 3.10.2.- PASO DE REGENERANTE El regenerante utilizado es una disolución de cloruro sódico (sal común) entre el 10 y 20% de concentración haciéndose pasar lentamente a través de la resina en el mismo sentido que el de depuración (de arriba abajo) y se evacúa al desagüe.
  • 18. 18 de 31 La solución regenerante se prepara por dilución de una solución saturada de sal. Para la preparación de la sal muera saturada se parte de sal común sólida en forma de grano o compactada en pastillas y el agua a tratar. Una regla nemotécnica fácil de recordar, cuando se emplea un nivel de regeneración de 200 gr/l, es que el volumen de solución saturada que se debe hacer pasar por la resina es igual a los litros de resina que contiene el descalcificador. El caudal de regeneración esta comprendido entre 4 y 10 vol/vol x hora, durante un tiempo de 20 a 30 minutos. 3.10.3.- DESPLAZAMIENTO DEL REGENERANTE Cuando toda la cantidad de solución regenerante ha sido introducida en el recipiente contenedor de la resina, se desplaza por la misma mediante el aporte de un pequeño caudal de agua en el mismo sentido que el aporte de regenerante, al objeto de asegurar que el regenerante atraviese toda la resina a una velocidad constante. En la fase de desplazamiento se completa la sustitución de los iones de calcio y magnesio retenidos por la resina, por iones de sodio procedentes de la sal. El caudal de desplazamiento es prácticamente el mismo de la fase anterior con un tiempo de paso de 30 minutos. 3.10.4.- LAVADO Tiene por objeto el eliminar de la resina el exceso de sal empleado en la regeneración y se realiza mediante el aporte de un caudal elevado de agua a tratar en el mismo sentido que el de depuración pero evacuandose las aguas de lavado al desagüe. Cuando el agua de lavado no contiene sal, se puede dar por finalizado el ciclo de regeneración quedando la instalación preparada para volver a empezar un nuevo ciclo de descalcificación y así sucesivamente.
  • 19. 19 de 31 4.- DESCALCIFICADORES Se da el nombre de descalcificador o ablandador al conjunto de elementos que ensamblados correctamente permiten la realización de los ciclos de descalcificación y regeneración. 4.1.-COMPOSICION En cualquier tipo de descalcificador se pueden distinguir los siguientes elementos constituyentes: 4.1.1- COLUMNA DE INTERCAMBIO Recibe el nombre de columna de intercambio el recipiente en el cuál está contenida la resina. Generalmente se trata de un recipiente a presión construido en materiales resistentes a la corrosión como son el poliester reforzado con fibra de vidrio o la calderería metálica protegida mediante galvanizado en caliente, resinas epoxi o goma. En descalcificadores de pequeño y mediano tamaño a la columna se le acostumbra a designar por BOTELLA. 4.1.2- RESINA Es el producto sintético en cuyas superficie se realiza el proceso de intercambio iónico. La masa de resina colocada en el interior de la columna se denomina lecho de resina.
  • 20. 20 de 31 4.1.3- VALVULAS La realización de los ciclos de descalcificación y regeneración requiere de un sistema que permita la circulación del agua y reactivo regenerante de acuerdo con una secuencia impuesta. Ello se logra mediante el empleo de válvulas, siendo básicamente dos los tipos empleados, a saber: VALVULAS MULTIVIA.- que constituye el cabezal de mando y que determina los diferentes sentidos en los que debe circular el agua durante los dos ciclos de funcionamiento. VALVULAS INDIVIDUALES.- generalmente del tipo de membrana y que se montan en un número determinado formando parte de un conjunto denominado como BATERIA o CUADRO DE VALVULAS. 4.1.4- EQUIPO DE REGENERACION El equipo de regeneración de un descalcificador está formado por un depósito en donde se almacena la sal y al mismo tiempo se disuelve con el agua que se envía a través de las válvulas, produciendose una disolución saturada de sal. Este volumen de solución saturada será introducida en su momento en la columna a través de la resina. Para el aporte de la sal a la columna, normalmente se emplean hidroinyectores que funcionan hidráulicamente produciendose un vacío mediante el cual se aspira agua salada o salmuera. En columnas de un tamaño superior a los 1500 litros de resina, generalmente se emplean los denominados tanques nodriza de salmuera en los cuales se almacenan varias toneladas de sal, existiendo siempre un volumen de solución saturada. En este caso el aporte a la columna se realiza mediante el empleo de bombas centrifugas.
  • 21. 21 de 31 4.2.- TIPOS DE DESCALCIFICADORES 4.2.1- SEGUN ELEMENTOS CONSTITUTIVOS En función del depósito de sal existen dos clases de descalcificadores, los BIBLOC en los que la botella y el deposito están separados y los COMPACTOS en los que ambos elementos forman un mismo conjunto. 4.2.1.1.- COMPACTOS Los descalcificadores compactos, debido a su poco volumen y a una lograda estética se emplean mayoritariamente en uso doméstico, fabricándose hasta un volumen de resina de 30 litros lo que permite el disponer de la suficiente capacidad para alimentar una vivienda aún trabajando con aguas de elevada dureza. Los descalcificadores compactos tradicionales llevan la botella de la resina introducida dentro del mismo depósito de la sal. Como que la sal contiene impurezas y estas se van sedimentando dentro del depósito, al cabo de cierto tiempo hay que proceder a su limpieza para evitar el mal funcionamiento o bien proceder a operaciones de mantenimiento para lo que es preciso sacar la botella del depósito. Esta operación suele ser dificultosa teniendo que desmontar parte de la instalación. ASTRAMATIC, ha desarrollado un equipo de uso exclusivo en el que la botella y depósito de sal a pesar de formar un mismo conjunto y ocupar un mismo espacio, la botella y el depósito son totalmente independientes. 4.2.1.2.- BIBLOCS Tal como su nombre indica, están constituidos por dos bloques separados, la botella y el depósito de sal. Estos descalcificadores, dependiendo del tipo de montaje, ya sea vertiendo a un depósito de acumulación de agua tratada ó directamente en la tubería de utilización final, y al objeto de asegurar un caudal continuo de agua descalcificada, se pueden suministrar en las siguientes configuraciones: SIMPLES: Constituidos por UN solo conjunto de descalcificación y que producen un suministro de agua intermitente debido a que normalmente mientras se realiza el proceso de regeneración, no dejan pasar agua. En aplicación doméstica este efecto puede ser un inconveniente por lo que prácticamente todas las válvulas multivia disponen de by-pass de agua dura durante la regeneración, por lo que si se quiere evitar cortes en el suministro o el utilizar agua dura durante el proceso de regeneración, se hace coincidir la regeneración con una hora en la cual teóricamente no hay consumo como son las 2 o 3 h. de la madrugada. DUPLEX: Constituidos por DOS conjunto de descalcificación los cuales están montados en paralelo y cuyo funcionamiento más frecuente es el llamado "DUPLEX ALTERNATIVO" y en el cual siempre existe un aparato en ciclo de producción mientras el otro puede estar en ciclo de regeneración o en espera de entrar en servicio cuando se agote el que esta produciendo. Este tipo de montaje produce siempre un caudal continuo de agua descalcificada, no viéndose influenciado por el tiempo que dura la regeneración. CARRUSEL: Constituidos por TRES o más descalcificadores y de los cuales siempre existe alguna unidad en regeneración pasando a ciclo de servicio inmediatamente que acaba de regenerar. Estas instalaciones producen un caudal continuo de agua y pueden sustituir a las grandes columnas de intercambio ya que obtienen su misma capacidad en base a una capacidad unitaria pequeña pero con múltiples regeneraciones.
  • 22. 22 de 31 4.2.2- SEGUN SISTEMAS DE ACCIONAMIENTO 4.2.2.1.- MANUALES Un descalcificador de funcionamiento manual, es aquel que requiere al propietario u operador para iniciar alguno o la totalidad de las fases que hay que seguir en cada ciclo de trabajo. Naturalmente, durante el ciclo de regeneración se deben ajustar los caudales y controlar los tiempos de cada fase, lo que requiere el disponer de una persona durante un tiempo de hora y media aproximadamente, controlando el proceso. El descalcificador manual, actualmente está prácticamente en desuso. En determinados sistemas de válvulas multivia y válvulas de diafragma comandadas por un distribuidor hidráulico, existe la posibilidad de ir seleccionando cada fase mediante un selector, pero el tiempo de permanencia en ella debe ser controlado por un operario. 4.2.2.2.- SEMIAUTOMATICOS Existen diferentes opciones, pero el más común y completo es aquel en el que el operador inicia manualmente el ciclo de regeneración y esta prosigue automáticamente controándose los tiempos de cada fase por el control del aparato. El inicio de regeneración se puede realizar mediante pulsación de botón o mediante el giro de una leva. 4.2.2.3.- AUTOMATICOS Un descalcificador automático es aquel en que los ciclos de trabajo se realizan automáticamente estando comandados por una centralita de mando o programador. Estos programadores pueden ser del tipo electromecánicos (motores síncronos que actúan sobre una leva y microruptores) y electrónicos clásicos o a base de microprocesadores. 4.2.3- SEGUN CONTROLES DE INICIO DE REGENERACION 4.2.3.1.- CRONOMETRICOS Los descalcificadores cronométricos son aquellos en que el inicio de la regeneración se realiza a una hora determinada del día. Para ello están provistos de un sistema de programador horario el cual se encarga de empezar el ciclo de regeneración y todas las fases del proceso. Estos descalcificadores vienen previstos de origen para que estando puestos en hora, la regeneración se inicie por la madrugada en los períodos de supuesto bajo consumo. Sin embargo se pueden hacer regenerar a la hora deseada mediante el desfase de horas.
  • 23. 23 de 31 EJEMPLO: Con el reloj puesto en hora, el programador esta regulado de fábrica para que regenere a las 2 horas. Si se desea cambiar la hora de regeneración habrá que desfasar el reloj. Por ejemplo, para hacer que regenere a las 4 -2 horas mas tarde- ajustar el reloj 2 horas antes de la hora actual. Para hacer que regenere a las 23 h -3horas antes- ajustar el reloj 3 horas mas tarde de la hora actual. Como mínimo, disponen de un programador semanal en el que se puede seleccionar el intervalo de regeneración entre uno y siete días. El calculo de la frecuencia de regeneración que se debe programar en un descalcificador cronométrico se realiza de la siguiente manera: 1º.- Determinar la dureza en ºHF (grados Franceses) del agua a tratar, por análisis. 2º.-Calcular el volumen de agua descalcificada capaz de ser suministrada por el modelo particular de descalcificador, de la siguiente manera: Capacidad en m3 x ºHF (según modelo) m3(agua tratada) = ---------------------------------------------------------------------------- Dureza agua red en ºHF (determinada en punto 1º) 3º.- Determinar el consumo diario bien por lectura de contador o por suposición (200-250 litros por persona y día). 4º.- Calcular la frecuencia de regeneraciones de la siguiente forma: 1000 x m3 de agua tratada(obtenido en punto 2º) días (cadencia de regeneración) = ------------------------------------------------------------------------- litros consumidos por día (obtenido en punto 4º) Ejemplo- Descalcificador mod. 155D-40C de capacidad 260 m3xºHF. Dureza del agua a tratar de 100 ºHF Consumo diario de 1300 litros 260 m3 (agua tratada)= ----------- = 2,6 m3 100 1000 x 2,6 Frecuencia de regeneración= ----------------- = 2 dias 1300 Los dos principales inconvenientes que presentan son: a).- GASTO INNECESARIO DE SAL, ya que puede ocurrir que la capacidad del aparato no este agotada y se produzca una regeneración. b).- SUMINISTRO DE AGUA DURA, si el consumo previsto es superior al equivalente a la frecuencia de regeneración impuesta. 4.2.3.2.- VOLUMETRICOS Un descalcificador volumétrico es el que la regeneración se produce cada cierto volumen de agua gastada, no dependiendo del tiempo de funcionamiento. Se dispone de un sistema de control del volumen de agua producida ya sea a base de turbinas electrónicas o contadores de agua y de un programador dotado de totalizador-preselector de volumen el cual recoge y totaliza los impulsos eléctricos suministrados por el elemento de contaje de volumen. Cuando el volumen totalizado, o sea el consumido, es igual a la producción del descalcificador, se genera una señal eléctrica la cual puede actuar de dos maneras sobre el inicio de la regeneración, a saber:
  • 24. 24 de 31 REGENERACION INSTANTANEA.- Iniciandose en el mismo momento en que ha pasado la cantidad de agua fijada. En uso doméstico, este modelo es aconsejable cuando se dispone de un depósito de reserva a la salida del descalcificador, y durante el período de regeneración podemos disponer del agua acumulada en el depósito. Al objeto de evitar el paso de agua dura durante la regeneración, en válvulas multivia dotadas de by-pass automático, es necesario el instalar un sistema de corte de suministro de agua. REGENERACION RETARDADA.- Según el modelo de válvula multivia empleada existen diferentes posibilidades de actuación. Unas, inician la regeneración a una hora fijada por el usuario pero siempre que ha pasado la cantidad de agua fijada. Otros controles disponen de un pequeño microprocesador el cual, cuando llega la hora fijada de regenerar, comprueba que cantidad de agua le queda para agotar el ciclo y en función del promedio consumido durante los últimos días efectúa o no la regeneración, no contabilizando los días en los que no ha habido consumo. Este sistema es aplicable en los pequeños descalcificadores domésticos. 4.2.3.3.- CALIDAD DEL AGUA TRATADA En estos modelos, todas las operaciones de regeneración se inician automáticamente como respuesta a una condición impuesta de calidad del agua tratada como puede ser la dureza residual. Existen diferentes sistemas de control del agotamiento de la resina. Unos trabajan midiendo la conductividad eléctrica del lecho de resina en estado agotado y regenerado, otros mediante el análisis de la dureza residual con un sistema de analizador colorimétrico, que desencadena la regeneración cuando la fuga de dureza supera la tolerada. Con este sistema se evita el desperdicio de sal regenerante, pero es un aparato muy caro y que requiere un mantenimiento por lo que solo se utiliza en grandes instalaciones. 4.2.4- SEGUN SISTEMAS DE REGENERACION En función del sentido de circulación del agua a tratar y del reactivo regenerante, se pueden distinguir dos grupos principales denominados: 4.2.4.1.- REGENERACION A CO-CORRIENTE En los cuales el sentido de circulación del agua a tratar y de la solución regenerante es el mismo, entrando en la columna de intercambio por la parte superior de la resina
  • 25. 25 de 31 4.2.4.2.- REGENERACION A CONTRACORRIENTE En los que el sentido de circulación del agua a tratar en fase de servicio es contrario al de la solución regenerante. En el sistema de regeneración a contracorriente existen dos tendencias de trabajo ya sea que el agua a tratar entre por la parte superior o inferior del lecho de resina. Existen diferentes patentes de regeneración dando origen a diferentes sistemas como el de lecho flotante o Schwebwebett, UP.CO.RE, Amberpac, etc, etc. Todos estos sistemas se emplean en grandes instalaciones. Todos estos sistemas tienen como finalidad aumentar la eficiencia de la regeneración y producir una menor fuga iónica. 5.- GAMA DE DESCALCIFICADORES ASTRAMATIC SA dispone de una amplia gama de aparatos de descalcificación de construcción standar en poliester reforzado con fibra de vidrio y provistos de válvulas multivia o individuales, con volúmenes de resina comprendidos entre 7 y 1500 litros. En función del tipo de válvulas que monten, se determinan una serie de familias, de las cuales les indicamos las particularidades correspondientes. SERIE "A-155" Multivalvula de montaje superior de 2 ciclos y 5 fases, conexión de Ø 3/4" o 1", construida en material sintético, prevista para 7 a 70 litros de resina. El cabezal automático es de funcionamiento mecánico, mediante una leva que abre secuencialmente las clapetas de cierre de las ventanas adecuadas para el funcionamiento previsto, por lo cual en fase de servicio no se ve afectada por la presión de la red de agua. Monta controles CRONOMETRICOS o VOLUMETRICOS con turbina electrónica incorporada en válvula.
  • 26. 26 de 31 SERIE "A-168" Multivalvula de montaje superior de 2 ciclos y 5 fases, conexión de Ø 1", construida en material sistético, prevista para 100 a 125 litros de resina. El cabezal automático es de funcionamiento mecánico, mediante una leva que abre secuencialmente las clapetas de cierre de las ventanas adecuadas para el funcionamiento previsto, por lo cual en fase de servicio no se ve afectada por la presión de la red de agua. Monta controles CRONOMETRICOS o VOLUMETRICOS con turbina electrónica incorporada en válvula. SERIE "A-180" Multivalvula de montaje superior o lateral de 2 ciclos y 4 fases, conexión de Ø 1,5", construida en bronce, prevista para 70 a 350 litros de resina. El cabezal automático es de funcionamiento mecánico, mediante el desplazamiento de una corredera por el interior de una camisa cerámica provista de las ventanas adecuadas para el funcionamiento previsto. Monta controles CRONOMETRICOS o VOLUMETRICOS con contador de agua exterior al sistema. SERIE "A-172" Multivalvula de montaje lateral de 2 ciclos y 5 fases, conexión de Ø 2", construida en material sistético, prevista para 275 a 1000 litros de resina. El cabezal automático es de funcionamiento mecánico-hidráulico, mediante una leva que abre secuencialmente las clapetas del distribuidor hidráulico el cual actúa sobre membranas de apertura y cierre de las ventanas adecuadas para el funcionamiento previsto. Monta controles CRONOMETRICOS o VOLUMETRICOS con contador de agua exterior al sistema.
  • 27. 27 de 31 SERIE "F-5600" Multivalvula de montaje superior de 2 ciclos y 5 fases, conexión de Ø 1", construida en material sistético, prevista para 10 a 125 litros de resina. El cabezal automático es de funcionamiento mecánico, mediante desplazamiento secuencial de un pistón a través de una camisa provista de las ventanas adecuadas para el funcionamiento previsto. La válvula Standar dispone de by-pass durante la regeneración, y de mezclador de agua graduado.. El programador VOLUMETRICO es del tipo electromecánico y cuya programación se limita a fijar el volumen de agua producido entre regeneraciones en el dial correspondiente. Tiene indicación en continuo de la cantidad de agua que resta producir. El tipo de regeneración standar es del modo retardado, pero bajo pedido puede ser instantanea. Dispone de pilotos luminosos de indicación del estado de funcionamiento. Esta válvula permite ajustar el consumo de sal a voluntad mediante una escala graduada para tal fin y no dispone de válvula de salmuera. La transmisión desde el contador de agua al programador es mecánica. SERIE "F-9000" Multivalvula de montaje superior de 2 ciclos y 5 fases, conexión de Ø 1", construida en material sistético, prevista para 12 a 225 litros de resina. El descalcificador serie 9000 TWIN se caracteriza por ser un sistema de funcionamiento totalmente automático con inicio de la regeneración por volumen de agua consumida constituido por dos columnas de intercambio iónico y un solo cabezal de control, de marcha alterna de manera que mientras una regenera la otra está en servicio. El cabezal automático es de funcionamiento mecánico, mediante desplazamiento secuencial de un pistón a través de una camisa provista de las ventanas adecuadas para el funcionamiento previsto. La válvula Standar dispone de by-pass durante la regeneración, y de mezclador de agua graduado.. El programador VOLUMETRICO es del tipo electromecánico y cuya programación se limita ha fijar el volumen de agua producido entre regeneraciones en el dial correspondiente. Tiene indicación en continuo de la cantidad de agua que resta producir, de la columna que esta en servicio y de la fase de regeneración en la que se encuentra la otra columna. Esta válvula permite ajustar el consumo de sal a voluntad mediante una escala graduada para tal fin y no dispone de válvula de salmuera. La transmisión desde el contador de agua al programador es mecánica.
  • 28. 28 de 31 SERIE "S-132" Multivalvula de montaje superior de 2 ciclos y 4 fases, conexión de Ø 1", construida en material sintético, prevista para 10 a 200 litros de resina. El cabezal automático es de funcionamiento hidráulico, mediante desplazamiento secuencial de dos pistones principales a través de sendas camisas provistas de las ventanas adecuadas para el funcionamiento previsto. Monta controles CRONOMETRICOS de 7 días o CRONOMETRICOS-VOLUMETRICOS con turbina electrónica incorporada en válvula. SERIE "S-250" Multivalvula de montaje superior de 2 ciclos y 4 fases, conexión de Ø 1,5", construida en material sintético, prevista para 100 a 500 litros de resina. El cabezal automático es de funcionamiento hidráulico, mediante desplazamiento secuencial de dos pistones principales a través de sendas camisas provistas de las ventanas adecuadas para el funcionamiento previsto. Monta controles CRONOMETRICOS de 14 días o CRONOMETRICOS-VOLUMETRICOS con contador de agua exterior al sistema.
  • 29. 29 de 31 SERIE "G-412" Multivalvula de montaje superior de 2 ciclos y 4 fases, conexión de Ø 1", construida en bronce, prevista para 40 a 140 litros de resina. El cabezal automático es de funcionamiento mecánico, mediante desplazamiento secuencial de un pistón principal por el interior de una camisa cerámica provista de las ventanas adecuadas para el funcionamiento previsto. La particularidad de dicha válvula es que efectúa la REGENERACON en CONTRACORRIENTE Monta controles CRONOMETRICOS de 7 días o VOLUMETRICOS con contador de agua exterior al sistema. SERIE "G-426" Multivalvula de montaje superior de 2 ciclos y 4 fases, conexión de Ø 1,5", construida en bronce, prevista para 70 a 300 litros de resina. El cabezal automático es de funcionamiento mecánico, mediante desplazamiento secuencial de un pistón principal por el interior de una camisa cerámica provista de las ventanas adecuadas para el funcionamiento previsto. La particularidad de dicha válvula es que efectúa la REGENERACON en CONTRACORRIENTE Monta controles CRONOMETRICOS de 7 días o VOLUMETRICOS con contador de agua exterior al sistema. SERIE "G-427" Multivalvula de montaje superior de 2 ciclos y 4 fases, conexión de Ø 2", construida en bronce, prevista para 200 a 1000 litros de resina. El cabezal automático es de funcionamiento mecánico, mediante desplazamiento secuencial de un pistón principal por el interior de una camisa cerámica provista de las ventanas adecuadas para el funcionamiento previsto. La particularidad de dicha válvula es que efectúa la REGENERACON en CONTRACORRIENTE Monta controles CRONOMETRICOS de 7 días o VOLUMETRICOS con contador de agua exterior al sistema.
  • 30. 30 de 31 TABLA DE SELECCION DE DESCALCIFICADORES POR CAUDALES PUNTA (m3/h) Y CAPACIDAD (m3 X ¹FH) Volumen Capacidad Diámetro "A" "F" "S" "G" "D" Volumen resina máxima máxima tanque conexión conexión conexión conexión resina capacidad eficiencia Ø Ø 1" Ø 1,5" Ø 2" Ø 1" Ø 1" Ø 1,5" Ø 1" Ø 1,5" Ø 2" Ø 1,5" Ø 2" Ø 2,5" Ø 3" Ø 4" Ø 5" Ø 6" 200g/l 80g/l tipo de válvula tipo válvula tipo de válvula tipo de válvula lts. m3 x ¹HF m.m 155 168 180 172 5600 9000 132 250 412 426 427 diafragmas lts. 7 45 31 177 1 7 10 65 45 177 1.2 1.2 1.2 10 12 78 54 177 1.5 1.5 1.5 1.5 12 15 97.5 67.5 177 1.9 1.9 1.9 1.9 15 20 130 90 203 2.4 2.4 2.4 2.4 20 25 162.5 112.5 203 2.4 2.4 2.4 2.4 25 30 195 135 254 2.7 2.7 2.7 2.7 30 40 260 180 254 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 40 45 292.5 202.5 254 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 45 50 325 225 305 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 50 60 390 270 305 2.7 2.7 2.7 2.7 3 60 70 455 315 355 2.7 4 2.7 2.7 2.7 3 4 70 100 650 450 355 3.2 5 3.2 3.2 3.8 5 4 5 5 100 110 715 495 355 3.5 s/m 3.5 3.5 3.8 s/m 4 s/m s/m 110 125 812 562.5 406 3.8 6.5 3.8 3.8 3.8 6.5 4 6.5 6.5 125 140 910 630 406 7 3.8 3.8 7 4 7 s/m 140 175 1132 787.5 533 8.5 3.8 3.8 8.5 8.5 8.5 175 200 1300 900 533 10 3.8 3.8 10 10 10 s/m 200 225 1462 1012.5 533 11 3.8 11 11 11 11 225 240 1560 1080 533 12 12 12 12 s/m 240 275 1787 1237.5 610 13 13 13 13 13 13 275 300 1950 1350 610 14 14 14 14 14 14 300 325 2112 1462.5 610 16 16 16 16 16 325 350 2275 1575 610 17 17 17 17 17 350 450 2925 2025 750 19 19 19 19 450 500 3250 2250 750 s/m 20 s/m s/m 500 550 3575 2475 750 20 20 22 550 650 4225 2925 750 25 25 26 650 750 4875 3375 750 25 25 30 750 850 5525 3825 900 25 25 34 850 1000 6500 4500 900 25 25 40 1000 1200 7800 5400 1200 48 1200 1500 9750 6750 1200 50 1500 1800 10800 8100 1400 60 1800 2400 14400 10800 1400 60 2400 3000 18000 13500 1400 60 3000 2400 14400 10800 1600 85 2400 3200 19200 14400 1600 85 3200 4000 24000 18000 1600 85 4000 3000 18000 13500 1800 100 3000 4000 24000 18000 1800 100 4000 5000 30000 22500 1800 100 5000 3700 22200 16650 2000 120 3700 5000 30000 22500 2000 120 5000 6200 37200 27900 2000 120 6200 Unidades SIMPLES pag-3 pag-8 pag-5 pag-6 pag-9 pag-7 pag-10 pag-11 TARIFA Unidades DUPLEX pag-12 s/c s/c pag-13 13