agua purificada

El agua destilada se produce mediante un proceso de destilación . ^{[ 1 ]} La destilación consiste en hervir el agua y luego condensar el vapor en un recipiente limpio, dejando atrás los contaminantes sólidos. La destilación produce agua muy pura. ^{[ 2 ]} En el aparato de destilación queda una incrustación mineral blanca o amarillenta, que requiere limpieza regular. El agua destilada, como toda agua purificada, debe almacenarse en un recipiente esterilizado para garantizar la ausencia de bacterias. Para muchos procedimientos, existen alternativas más económicas, como el agua desionizada, que se utilizan en lugar del agua destilada.

El agua bidestilada (abreviada como "ddH₂O _" , "agua bidestilada" o "DDW") se prepara hirviendo lentamente el vapor de agua condensado no contaminado de una ebullición previa. Históricamente, fue el estándar de facto para el agua de laboratorio altamente purificada en bioquímica y se utilizó en análisis de trazas en laboratorio hasta que se generalizaron los métodos combinados de purificación de agua.

El agua desionizada ( agua DI , DIW o agua desionizada ), a menudo sinónimo de agua desmineralizada / agua DM , ^{[ 4 ]} es agua a la que se le han eliminado casi todos sus iones minerales, como cationes como sodio , calcio , hierro y cobre , y aniones como cloruro y sulfato . La desionización es un proceso químico que utiliza resinas de intercambio iónico fabricadas especialmente , que intercambian iones de hidrógeno e hidróxido por minerales disueltos y luego se recombinan para formar agua. Dado que la mayoría de las impurezas del agua no particuladas son sales disueltas, la desionización produce agua de alta pureza que es generalmente similar al agua destilada, con la ventaja de que el proceso es más rápido y no genera incrustaciones.

Sin embargo, la desionización no elimina de forma significativa las moléculas orgánicas sin carga, los virus ni las bacterias, salvo por atrapamiento incidental en la resina. Las resinas aniónicas de base fuerte especialmente diseñadas pueden eliminar las bacterias Gram negativas . La desionización puede realizarse de forma continua y económica mediante electrodesionización .

Existen tres tipos de desionización: en paralelo, a contracorriente y en lecho mixto.

El ablandamiento consiste en prevenir la posible precipitación de minerales poco solubles del agua natural debido a cambios en las condiciones fisicoquímicas (como pCO₂ , pH y E _h ). Se aplica cuando los iones poco solubles presentes en el agua podrían precipitar como sales insolubles (por ejemplo, CaCO₃) _.3 ,CaSO₄ ...), o interactuar con un proceso químico. El agua se "ablanda" mediante el intercambio de cationes divalentes poco solubles (principalmenteCa ²⁺, Mg ²⁺y Fe ²⁺) con el Na ⁺ solublecatión. Por lo tanto, el agua ablandada tiene una conductividad eléctrica mayor que el agua desionizada. El agua ablandada no puede considerarse agua verdaderamente desmineralizada, pero ya no contiene los cationes responsables de la dureza del agua y de la formación de incrustaciones calcáreas , un depósito duro y calcáreo compuesto esencialmente de CaCO₃ , que se acumula en el interior _de hervidores , calderas de agua caliente y tuberías .

En sentido estricto, el término desmineralización debería implicar la eliminación de todas las "especies minerales" disueltas del agua. Por lo tanto, no solo se elimina la sal disuelta como se obtiene por simple desionización, sino también las "especies minerales" neutras disueltas, como los hidróxidos de hierro disueltos ( Fe(OH)₃ ) o sílicedisuelta(Si(OH)₄ ), dossolutosfrecuentemente presentes en el agua. De esta forma, el agua desmineralizada tiene la mismaconductividad eléctricaque el agua desionizada, pero es más pura porque no contiene sustancias no ionizadas,es decir,solutos neutros. Sin embargo, a menudo se usa indistintamente con agua desionizada y también puede confundirse con agua ablandada, dependiendo de la definición exacta que se utilice: eliminar solo los cationes susceptibles de precipitar como minerales insolubles (de ahí el término "desmineralización"), o eliminar todas las "especies minerales" presentes en el agua, y por lo tanto no solodisueltossino también las especies de solutos neutros. Así pues, el término agua desmineralizada es vago y, para mayor claridad, a menudo se debería preferir usar agua desionizada o agua ablandada en su lugar.

También se utilizan otros procesos para purificar el agua, como la ósmosis inversa , la filtración con carbón activado , la filtración microporosa, la ultrafiltración , la oxidación ultravioleta o la electrodiálisis . Estos se utilizan en lugar de, o además de, los procesos mencionados anteriormente. Los procesos que hacen que el agua sea potable, pero no necesariamente más cercana a ser H₂O pura _/ hidróxido + iones hidronio , incluyen el uso de hipoclorito de sodio diluido , ozono , oxidantes mixtos ( _H₂O + NaCl electrocatalizados ) y yodo ; consulte la sección sobre tratamientos de agua potable en "Efectos en la salud" a continuación.

Diversas organizaciones profesionales, como la Sociedad Química Estadounidense (ACS), ASTM International , el Comité Nacional de Estándares para Laboratorios Clínicos de EE. UU. (NCCLS, ahora CLSI ) y la Farmacopea de EE. UU. (USP) , han establecido estándares técnicos sobre la calidad del agua . ASTM, NCCLS e ISO 3696 ( Organización Internacional de Normalización) clasifican el agua purificada en Grado 1-3 o Tipos I-IV, según su nivel de pureza. Estas organizaciones utilizan parámetros similares, aunque no idénticos, para el agua altamente purificada.

Cabe señalar que la Farmacopea Europea utiliza el término Agua Altamente Purificada (AAP) para definir el agua que cumple con los estándares de Agua para Inyección, aunque no haya sido sometida a destilación. En el ámbito del laboratorio, el término agua altamente purificada se utiliza para designar distintas calidades de agua que han sido sometidas a un proceso de purificación exhaustivo.

Independientemente de la norma de calidad del agua que utilice la organización, incluso el agua de tipo I puede requerir una purificación adicional según la aplicación específica del laboratorio. Por ejemplo, el agua utilizada en experimentos de biología molecular debe estar libre de DNasa o RNasa , lo que requiere un tratamiento adicional especial o pruebas funcionales. El agua para experimentos de microbiología debe ser completamente estéril, lo que generalmente se logra mediante la esterilización en autoclave. El agua utilizada para analizar metales traza puede requerir la eliminación de estos metales hasta alcanzar un estándar superior al de la norma de agua de tipo I.

Algunos procesos industriales, especialmente en las industrias de semiconductores y farmacéutica, requieren grandes cantidades de agua muy pura. En estos casos, el agua de alimentación se procesa primero para obtener agua purificada y luego se somete a un procesamiento adicional para producir agua ultrapura .

Otro tipo de agua ultrapura utilizada en la industria farmacéutica se denomina agua para inyección (WFI, por sus siglas en inglés), que generalmente se obtiene mediante destilación múltiple o un proceso de vaporización comprimida de agua desionizada (DI) o agua desionizada por ósmosis inversa (RO-DI). Tiene un requisito de control bacteriano más estricto: 10 UFC por 100 mL, en lugar de las 100 UFC por mL que exige la USP.

El agua destilada o desionizada se usa comúnmente para recargar las baterías de plomo-ácido de automóviles, camiones y otras aplicaciones. La presencia de iones extraños, comunes en el agua del grifo, reduce drásticamente la vida útil de una batería de plomo-ácido.

Para su uso en sistemas de refrigeración de automóviles, es preferible utilizar agua destilada o desionizada en lugar de agua del grifo.

El uso de agua desionizada o destilada en aparatos que evaporan agua, como planchas de vapor y humidificadores, puede reducir la acumulación de sarro , que acorta la vida útil del aparato. Algunos fabricantes de electrodomésticos afirman que el agua desionizada ya no es necesaria. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

El agua purificada se utiliza en acuarios de agua dulce y salada . Al no contener impurezas como cobre y cloro, ayuda a mantener a los peces libres de enfermedades y evita la proliferación de algas en las plantas acuáticas debido a su bajo contenido de fosfatos y silicatos. El agua desionizada debe remineralizarse antes de su uso en acuarios, ya que carece de muchos macro y micronutrientes necesarios para las plantas y los peces.

El agua (a veces mezclada con metanol ) se ha utilizado para prolongar el rendimiento de los motores de aeronaves. En los motores de pistón, retrasa la aparición del golpeteo del motor . En los motores de turbina, permite un mayor flujo de combustible para un límite de temperatura de turbina determinado y aumenta el flujo másico. Por ejemplo, se utilizó en los primeros modelos del Boeing 707. ^{[ 14 ]} Los materiales y la ingeniería avanzados han vuelto obsoletos estos sistemas para los nuevos diseños; sin embargo, la refrigeración por pulverización de la carga de aire de admisión todavía se utiliza de forma limitada en motores turboalimentados todoterreno (automóviles de carreras de pista).

El agua desionizada se utiliza con mucha frecuencia como ingrediente en numerosos cosméticos y productos farmacéuticos. "Aqua" es la denominación estándar del agua en la Nomenclatura Internacional de Ingredientes Cosméticos (NIIC), cuyo uso es obligatorio en las etiquetas de los productos en algunos países.

Debido a su alta constante dieléctrica relativa (~80), el agua desionizada también se utiliza (durante períodos cortos, cuando las pérdidas resistivas son aceptables) como dieléctrico de alto voltaje en muchas aplicaciones de potencia pulsada , como la máquina Z de los Laboratorios Nacionales Sandia .

El agua destilada se puede usar en sistemas de refrigeración líquida para PC y sistemas de marcado láser. La ausencia de impurezas en el agua mantiene el sistema limpio y evita la acumulación de bacterias y algas. Además, su baja conductividad reduce el riesgo de daños eléctricos en caso de fuga. Sin embargo, se sabe que el agua desionizada puede causar grietas en las conexiones de latón y cobre.

Cuando se utiliza como enjuague después de lavar automóviles, ventanas y en aplicaciones similares, el agua purificada seca sin dejar manchas causadas por solutos disueltos.

El agua desionizada se utiliza en sistemas de extinción de incendios por niebla de agua empleados en entornos sensibles, como aquellos donde se utilizan equipos eléctricos de alto voltaje y equipos electrónicos delicados. Las boquillas de los rociadores utilizan chorros de pulverización mucho más finos que otros sistemas y operan a una presión de hasta 35 MPa (350 bar; 5000 psi). La niebla extremadamente fina producida extingue rápidamente el calor del fuego, y las finas gotas de agua no son conductoras (cuando están desionizadas) y tienen menos probabilidades de dañar equipos sensibles. Sin embargo, el agua desionizada es inherentemente ácida, y los contaminantes (como el cobre, el polvo, el acero inoxidable y al carbono, y muchos otros materiales comunes) suministran iones rápidamente, reionizando así el agua. Generalmente no se considera aceptable rociar agua sobre circuitos eléctricos en funcionamiento, y generalmente se considera indeseable usar agua en contextos eléctricos. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}

En los humidores se utiliza agua destilada o purificada para evitar que los puros acumulen bacterias , moho y contaminantes, así como para evitar que se formen residuos en el material del humidificador .

Los limpiadores de ventanas que utilizan sistemas de pértigas con suministro de agua también emplean agua purificada, ya que permite que los cristales se sequen por sí solos, sin dejar manchas ni marcas. El uso de agua purificada en las pértigas con suministro de agua también evita la necesidad de usar escaleras y, por lo tanto, garantiza el cumplimiento de la legislación sobre trabajos en altura en el Reino Unido.