Después de lo ocurrido en junio de 1999 en California en el senado, los fabricantes de equipos de tratamiento de agua buscarán la manera de que sus equipos operen con mejor eficiencia en cuestión de succión de salmuera. Uno de los requerimientos será instalar solo suavizadores que se regeneren por demanda, después del primero de enero del 2000. Pero se requerirá más que eso.

La eficiencia de la salmuera para suavizadores se define como el número de granos de dureza removida por libra de sal usada para regenerar. Esto, claro esta, asume un punto de fuga que generalmente es de un grano.

La eficiencia teórica máxima es de 6000 granos por libra. Esto significa que cada ión de sodio o de potasio en la salmuera regenerante busca su camino hacia los sitios de intercambio de la matriz de la resina y el desperdicio de regenerante es pura dureza sin sodio, ni potasio. Muchos suavizadores híbridos modernos tienen gran eficiencia pero ninguno son 100 por ciento eficientes.

Los suavizadores típicos operan con recuperaciones de 22000 a 25000 granos por pie cúbico con 8 libras de sal, o una eficiencia de salmuera de 3000 granos por libra (aproximadamente 50% de eficiencia)

Para calcular la eficiencia, simplemente multiplique los granos por galón en la alimentación por el total de galones procesados entre cada corrida y divídalo entre el número de libras de sal por pie cúbico usado para regenerar.

Un suavizador de 2 pies cúbicos que procesa 3100 galones de un agua de 15.5 granos, remueve 48,050 granos de dureza. Si ese sistema se regenera con 14 libras de sal (7 lb/ft³) tendremos una eficiencia del 48,050 / 2 X 7 = 3432 granos/lb, o 57.2 % de eficiencia.

Si ese mismo suavizador se usara para alimentación a calderas con una máximo de fuga de dureza de 2 ppm de tolerancia, podría solo procesar 2,800 galones y requeriría 24 libras de sal por regeneración. Nuestra eficiencia sería por lo tanto de 2,800 x 15.5 / 12 X 2 = 1,808 granos/libra o 30.1 % de eficiencia. Esto también significa que 69.9% de la sal usada o aproximadamente 16.8 libras va directamente a drenaje como descarga de sal. Este exceso de sal es muy soluble y pasa a través de los tratamientos sin cambio. El resto procesado es eventualmente descargado a una vía de agua, vuelto a inyectar en la tierra o vendida como agua de red para irrigación (no de agricultura). Tendrá una cantidad de sólidos totales disueltos mayor que la fuente original de abastecimiento debido a la sal añadida.

Tarde o temprano, el exceso de descarga de sal se vuelve una preocupación. Muy a menudo lo que llama la atención es el contenido de cloruros, aún un suavizador de eficiencia de 100% descarga todos sus cloruros. En el cloruro de sodio, los cloruros representan un 66% del total del peso de la sal. El cloruro de potasio es 48% cloruros.

Al menos dos estados de Estados Unidos, California y Winsconsin tienen legislación que pone un mínimo de eficiencia de salmuera en 3,350 gr/lb (ahora va a tener efecto en California en enero de 2000) y requiere regeneraciones iniciadas por demanda. No se usaran relojes en los nuevos sistemas. La asociación de calidad del agua (WQA) también ha adoptado este estándar. California también ha adoptado legislación que va a elevar el estándar de eficiencia a 4000 gr/lb para hacerse efectiva en enero del 2002. Sin duda otros seguirán esto. El objetivo de mejorar las eficiencias es reducir los sólidos totales disueltos (que limitará la capacidad de las municipalidades de revender agua tratada para otros usos) y otro tipo de asuntos o preocupaciones ambientales.

Entendiendo a las variables.

Aquellos de ustedes que instalan o dan servicio a suavizadores pueden haber tenido la experiencia de una situación en donde suavizadores idénticos instalados con alimentación de agua con la misma dureza resulta en quejas más frecuentes, sobre la falta de agua suave en una de las unidades. Incrementando la capacidad de reserva, nivel de regenerante o aumentando la frecuencia de regeneraciones puede resolver el problema pero disminuye la eficiencia de la salmuera en la unidad que se modifique. Esto es por que hay otras variables que son factores en la operación real de cualquier suavizador. Cada caso puede ser diferente. Este artículo discutirá estas variables y ofreceremos algunos tips a por qué y cómo puede hacerse una buena ingeniería de un suavizador para ayudar a mantener la buena eficiencia.

La siguiente tabla enumera una serie de factores que afectan la eficiencia de la salmuera.

Generalmente se nos muestra una curva de respuesta de capacidad típica, para una ajuste de sal dado. Esta información generada en una columna de laboratorio, representa datos no corregidos. Esto es, esta recolectada bajo condiciones ideales del análisis de agua, flujo, concentración de salmuera y flujo de regeneración sin considerar las condiciones en la realidad que encontramos en una suavizador en operación. Me refiero a estos datos como bidimensionales. Para lograr un cuadro apropiado de una operación real, debemos aplicar correcciones (todas estas correcciones disminuirán la capacidad) para ver la operación o los datos en tres dimensiones.

Una sola variable puede ser responsable del gran impacto en la eficiencia de la salmuera y ésta variable es el ajuste de nivel de sal. Mientras que los suavizadores comerciales requieren muy bajas fugas (1 ppm o menos) el usuario residencial puede fácilmente tolerar de 5 a 10 ppm de fuga en promedio.

Esto indica que los ajustes de sal en el rango de 4 a 6 libras por pie cúbico de resina debe ser aceptable y esto debe de notificarse en el momento de la venta. La buena eficiencia de la salmuera no garantiza un agua con cero de dureza.

Reduciendo el ajuste de sal de 10 lb/ft³ a 6 lb/ft³ disminuye la capacidad de 29300 gr/ft³ a 23100 gr/ft³ o 21.2%. Sin embargo el uso de sal disminuyó en un 40%. El reducir de 10 lb a 3 lb disminuye la capacidad a 15400 granos, o un 47.4%. Pero la eficiencia de la salmuera va de 2930 gr/lb a 5130 gr/lb. El reducir el ajuste de sal reducirá la capacidad por regeneración. El volumen es la cantidad de galones o litros de agua que pasan a través de la cama de resina o de un sistema de tratamiento de agua antes de que se agote el intercambiador o el sistema. Esto significa regeneraciones mas frecuentes. Esto también significa que la capacidad de reserva será un porcentaje más alto del total de lo que pasa en realidad. En el futuro, esto significará sistemas más grandes, así como iniciación de regeneraciones por demanda, los cuales disminuyen la frecuencia de regeneraciones, o hasta sistemas twin para tener la máxima capacidad de uso.

Un agua de 500 ppm de dureza a 500 ppm de sólidos totales disueltos (todo dureza) mostrará una mayor capacidad que los mismos 500 ppm de dureza en una agua de 1000 ppm de sólidos totales disueltos. Todas las resinas regeneradas tienen un residual de dureza en ellas. A lo mejor un 20 o 30% de la resina permanece en la forma de dureza después de la regeneración. Como el agua suave es esencialmente 100 % sal de sodio, este actúa como un regenerante medio. Para el residual de dureza, y éste empuja lentamente la dureza fuera de la cama de resina como fuga. Esto se añade a la fuga de dureza normal que se tiene en un suavizador y acorta las corridas de servicio del suavizador. Entre más altos sean los sólidos totales disueltos mayor será la fuga de dureza, y por lo tanto más corta su corrida.

Los sólidos totales disueltos en cantidades extremadamente altas, por arriba de las 5000 ppm, serán imposibles de suavizar de una manera convencional por que la fuga siempre excederá el máximo para el agua suavizada que se intenta obtener.

Por otro lado si los sólidos totales disueltos tienen un nivel dado y debido a variaciones de estación en la alimentación de dureza reducen esta dureza, la capacidad actual se caerá. En estos casos, tendrá que restaurar o volver a fijar los valores de en el control para volver a obtener una buena eficiencia. Las variables de un agua de alimentación pueden tener un 10% de impacto negativo en la eficiencia real de la salmuera. Sin un monitoreo constante, este factor no puede ser compensado.

Otra de las variables del agua de alimentación que puede disminuir la eficiencia de la salmuera es la presencia de fierro y cómo calcula uno la compensación por esto. Cada ppm de fierro es solo 1 ppm al menos en cuanto a la resina se refiere. Sin embargo, si esto se incluye como 3 gr o 4 gr de dureza en sus cálculos de dureza, la eficiencia de la salmuera se verá afectada. Las regeneraciones más frecuentes reducirán la necesidad de sobrecompensar por fierro. Los sistemas que se regeneran cada 2 días no tienen que compensar por fierro. Seleccionando una sal que ayude a remover el fierro oxidado de la cama de resina (estos generalmente contienen una pequeña cantidad de ácido cítrico) también eliminará la compensación ayudando a mantener la buena eficiencia de la salmuera.

El ácido cítrico granular esta disponible con la mayoría de los proveedores de químicos a aproximadamente $ 1.25 dólares por libra y puede añadirse con sal al tanque de salmuera a niveles de ¼ a ½ de libra por cada 50 libras de sal.

C.F. Michaud

Water conditioning and purification

August 199, volume 41, Number 8

Pag. 36-38