Bicarbonato de calcio

3 Ablandadores de agua

Las incrustaciones en las jaulas y otros elementos metálicos del equipo, incluidos los depósitos minerales en las válvulas utilizadas en los sistemas de riego automatizados, se originan en los minerales que se encuentran en el agua denominada «dura». La dureza del agua se debe a la presencia de bicarbonato de calcio y magnesio, hierro y otros minerales o metales (expresados en ppm o mg/l). Por definición, se considera que el agua es «dura» si la concentración de minerales supera los 60 mg/l. Además de provocar depósitos de cal (especialmente en situaciones en las que se utiliza agua caliente, como el lavado de jaulas y el autoclave), el agua dura también reduce la eficacia de los detergentes, lo que se traduce en un mayor uso de jabón.

Según el Servicio Geológico de Estados Unidos, el 85 por ciento del agua doméstica se encuentra en el extremo «duro» del espectro (Briggs y Ficke, 1977). En consecuencia, la mayoría de las instalaciones de investigación animal se enfrentarán a la atenuación de algún grado de dureza del agua y a la desmineralización del agua para los lavadores de jaulas, los autoclaves y el consumo de los animales. En general, el agua más dura (más de 1.000 mg/l) se encuentra en los arroyos y en las aguas subterráneas asociadas en Kansas, Texas, Nuevo México, Arizona y el sur de California (Briggs y Ficke, 1977). El agua moderadamente dura (61-121 mg/l) es común en muchos de los ríos de Tennessee, en los Grandes Lagos, en el noroeste del Pacífico y en Alaska. El agua más blanda se encuentra en Nueva Inglaterra, los estados del sur del Atlántico y del Golfo y Hawai. Desgraciadamente, la geografía no ofrece un valor predictivo simple para la dureza del agua. El agua dura y muy dura (>121 mg/l) puede encontrarse en algunas corrientes dentro de la mayoría de las zonas de todo el país, incluso intercalada en aquellos lugares donde generalmente se encuentra el agua blanda.

Los ablandadores de agua eliminarán esencialmente todo el calcio y el magnesio, pero sólo extraerán aproximadamente 5-10 mg/l de hierro. Afortunadamente, el hierro no suele estar presente en concentraciones superiores a 10 mg/l en el agua doméstica. Estos iones metálicos en el agua se intercambian por iones de sodio dentro del ablandador de agua. Como el sodio no se precipita en las tuberías ni reduce las propiedades efectivas de los detergentes, los efectos perjudiciales del agua dura se eliminan mediante el ablandamiento. En los raros casos en los que el contenido de hierro disuelto en el agua es superior a 4 mg/l tras el ablandamiento del agua, debe utilizarse un medio adicional de eliminación del hierro. Las tecnologías que podrían tener aplicación incluyen la aireación, la filtración catalítica específica adicional, la filtración de arena verde con manganeso, la ozonización y, posiblemente, la cloración.

A excepción de la prevención de la acumulación de incrustaciones en las válvulas de agua potable y la reducción del riesgo de fallo de las válvulas, el agua ablandada por sí sola no proporciona muchas ventajas adicionales en términos de garantizar la salud de los animales o de prevenir la variabilidad experimental de confusión. Aunque el proceso elimina el calcio, el magnesio y la mayor parte del hierro que causan incrustaciones en las líneas de agua, los depósitos de agua caliente y las válvulas de agua, deja residuos de cloruro, sustancias orgánicas y sedimentos en suspensión. Por consiguiente, para un tratamiento más eficaz del agua potable, los descalcificadores deben utilizarse en serie después de los filtros de sedimentos y de carbón y como pretratamiento de cualquier sistema de ósmosis inversa. El ablandamiento del agua antes del tratamiento por el sistema de ósmosis inversa también prolonga la vida útil de la membrana de ósmosis inversa y mejora en gran medida el rendimiento y la economía del sistema de ósmosis inversa.

El proceso de ablandamiento se lleva a cabo mediante un ciclo químico de intercambio y regeneración. El agua filtrada se hace pasar por un lecho de resina que fija el calcio, el magnesio y el hierro y los intercambia por iones de sodio. Con el tiempo, la matriz química se carga completamente de calcio y magnesio y agota el sodio, y el sistema ya no es capaz de ablandar el agua. Para restablecer la capacidad de intercambio de iones de la resina, el sistema se regenera mediante el retrolavado de la resina para eliminar los depósitos, la recarga de la resina mediante la inmersión en una solución salina (salmuera) y, a continuación, el enjuague del exceso de sal e iones del agua dura a un desagüe. La salmuera fuerte, constituida por el suministro de sal al ablandador, desplaza todo el calcio y el magnesio que se ha acumulado en la resina y restablece el sodio. Los equipos de ablandamiento de agua utilizan tres métodos generales de regeneración: temporizador, medido y regeneración iniciada por la demanda (DIR). El método de temporizador inicia y detiene automáticamente la regeneración a intervalos preestablecidos e independientemente del uso, según lo establecido por un reloj. No se recomienda porque se corre el riesgo de que el sistema se regenere en exceso o en defecto. La tecnología de medición utiliza una válvula de control electrónica digital controlada por un contador electrónico. La aplicación hace un seguimiento de la cantidad de agua utilizada y, una vez que se ha ablandado un volumen preestablecido, inicia el ciclo de retrolavado y se regenera. Las operaciones del DIR hacen un seguimiento del tratamiento y la dureza del agua. La regeneración se inicia sólo cuando el sistema se ha utilizado al máximo de su capacidad para lograr una eficacia óptima. Los sistemas DIR suelen tener dos depósitos de ablandamiento y un depósito de salmuera, y mientras un depósito está ablandando el otro se regenera. De estos tres métodos, el DIR es el más eficaz. Tanto éste como el método medido ofrecen un ahorro en el uso de sal y agua con respecto al método de reloj. El tiempo y la frecuencia del proceso de regeneración de la resina se rigen por el tamaño del sistema y el estado inicial del agua, pero en general debe producirse cada 5-10 días y requiere varias horas. Sin embargo, el proceso de regeneración puede programarse en la mayoría de las unidades para que no se produzca durante las horas punta. Si no hay posibilidad de tiempo de inactividad, es necesario un tanque de retención de agua o ablandadores adicionales.

Los ablandadores de agua se dimensionan y especifican según la demanda de volumen y la dureza inicial del agua. Será necesario consultar a expertos para determinar las especificaciones de los ablandadores de agua necesarios para una instalación determinada, en función de las necesidades para las que se utilizará el agua ablandada.

El proceso de intercambio de iones para ablandar el agua puede generar riesgos potenciales para la investigación y la salud de los animales, a menos que se realice una purificación efectiva adicional (por ejemplo, ósmosis inversa, destilación). Dado que los iones de calcio y magnesio se sustituyen por iones de sodio, la concentración de sodio en el agua aumentará. En zonas donde el agua es extremadamente dura, la cantidad de sodio introducida en el agua puede tener efectos subclínicos en los animales – por ejemplo, la hipernatremia iatrogénica puede confundir los experimentos relacionados con la insuficiencia cardíaca, la insuficiencia renal crónica, el coma, las convulsiones y las situaciones que requieren dietas bajas en sodio.