Purificación de agua: Comparación de métodos

Los sistemas de purificación de agua remueven una amplia variedad de contaminantes desde el agua, ya sea de la llave o pre-tratada, para producir agua pura que sea ideal para una serie de aplicaciones en el laboratorio.

Estos sistemas utilizan diferentes tecnologías para remover los contaminantes, cada una de ellas con sus beneficios y limitaciones. Para aplicaciones críticas que requieren de agua ultra pura, los laboratorios pueden desarrollar sistemas de purificación de agua que combinen distintos tipos de filtración o adsorción. 

La destilación es la forma más simple de purificación de agua, requiere hervir el agua en un matraz conectado a una bobina de refrigeración, la que condensa el vapor a forma líquida y el agua se diluye en un matraz diferente. Este proceso remueve una variedad de contaminantes, pero el proceso es largo y trabajoso. Adicionalmente, algunos contaminantes, como los orgánicos, con puntos de ebullición sobre los 100°C, hervirán junto con el agua y serán condensados en la solución final.

El intercambio de iones es un proceso gravimétrico, por lo que el agua se percola hacia abajo, en una columna vertical, llena de intercambio iónico, resinas a base de perlas. Estas perlas redondas y semi-porosas, intercambian los iones con el agua, como los de hidrógeno por cationes como iones de sodio. Este método de bajo costo y capacidad, es efectivo en remover iones inorgánicos cargados desde el agua, pero no remueve orgánicos o microbios. Se usa comúnmente como un paso de pre-tratamiento, antes de otros procesos de purificación.

El carbón activo es un proceso de filtración diseñado para remover moléculas orgánicas del agua. A medida que pasa por el filtro de carbón, las moléculas orgánicas se unen a las paredes porosas, mediante las fuerzas van der Waals. Los filtros de carbón duran más que otros medios de filtrado, pero estos no remueven iones inorgánicos, particulados o coloides desde el agua.

La ultrafiltración es una tecnología de purificación de agua, en la que pasa por una membrana semipermeable. Los sólidos suspendidos son retenidos por el filtro de membrana, mientras que los solutos de bajo peso molecular pasan a través de la membrana hacia el permeado. La Ultrafiltración remueve efectivamente la mayoría de los microorganismos y partículas desde el agua, pero las moléculas orgánicas e inorgánicas no son filtradas.

La ósmosis inversa utiliza fuerza aplicada para vencer la presión osmótica causada por las diferencias de potencial químico en el solvente. Durante el proceso, el solvente pasa por la membrana semipermeable, mientras que el soluto es retenido en el lado presurizado. A pesar de que este método remueve todo tipo de contaminantes, la tasa de flujo permanece baja, por lo que generalmente es un proceso que se deja trabajando durante la noche, para lograr obtener la cantidad suficiente de agua para las distintas aplicaciones.