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¿QUÉ ES EL AGUA PURA?
Elena López [email protected] Ext. 8731
• Grado “laboratorio”Tipo III y IV
• Grado “analítico”Tipo II
• Grado “reactivo”Tipo I
• Grado “Milli Q plus”Superior al I
CLASIFICACIÓN:
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Parámetros Calidades Tecnologías clásicas
Tecnologías Millipore
Tipos de agua I II III Destil.
Desioni. Milli-RO
Elix Milli-Q
Resistividad(MΩ.cm a 25 C)
16.0 1.0 0.25 0.1-0.5
>1 0.04-0.2
10-15*
18.2
Carbono org.total(ppb)
10 50 200 >100 >500 100 <30 3**-5
Sodio, máximo(ppb)
1 5 10 2-5 >5 6.5 <0.1 <0.01
Silicio total máximo(ppb)
3 3 500 500-1000
500-1000 100 <10 <1
Bacterias máximo
(ucf/100 ml)
1 10 1000 <10 100-1000 <100 <10 <1
pH N.A. N.A. 5.0-7.5
5-7.5 5-7 6 6-7 7
Conductividad 0.1 1.0 5.0 5-25 0.1-1 5-25 <1 0.055
Sílice (mg/l) 0.01 0.02 N.D. 0.5-1 0.5-1 0.1 <0.01 <0.01
APLICACIONES DEL AGUA PURIFICADA
APLICACIÓN Calidad recomendada
Tecnología de purificación
recomendada
I II III MilliRO Elix MilliQ
Cromatografía líquida (HPLC) X
Cromatografía iónica (IC) X
Cromatografía de gases X
ICP/MS X
Espectroscopía X
Enzimología X
Ingeniería genética X
Fertilización in vitro (IVF) X
Agua ultra pura y apirógena X
Anticuerpos monoclonales X
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APLICACIONES DEL AGUA PURIFICADA
APLICACIÓN Calidad recomendada
Tecnología de purificación
recomendada
I II III MilliRO Elix MilliQ
Medios de cultivo celular X
Bioquímica clínica X
Reactivos, patrones , tampones X
“Agua purificada” (Farmacopea) X
Autoanalizadores, cámarasclimáticas
X
Autoclaves humidificadores X X
Análisis cualitativos /bajasensibilidad
X
Enjuagado de material de vidrio X
Baños de agua termostatizados X
Alimentación de equipos para producir agua ultrapura
X X
IMPUREZAS DEL AGUA
Materia inorgánica disuelta
Materia orgánica disuelta
Sólidos en suspensión
Gases disueltos
Microorganismos
Pirógenos
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Materia inorgánica
Gran concentración
Sales inorgánicas
Ca++, Mg++, Fe++
Materia orgánica
Productos vertidos por el hombre
Subproductos de degradación de los
vegetales
Influencia crítica
Ensucia filtros y resinas
Gases disueltos
CO2 (hasta 30mg/ml)
O2 (hasta 10 mg/ml)
Sólidos en suspensión
Partículas sin disolver
Desde 0.1 µm hasta visibles
Variabilidad en el tiempo
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Microorganismos
Rápida multiplicación
Segregan enzimas
Producen endotoxinas
Consumen nutrientes
Pirógenos
Lipopolisacaridos
Provocan reacción inmune
Fundamentalmente endotoxinas
• C O N D U C T I V I D A D
• R ESI ST I V I D A D
• SD T
• D U R EZ A
• AL C A L I N I D A D
• C AR B O N O O R G ÁN I C O TO TAL
• EN SU C I A M I E N TO
• SI EM B R A D I R EC TA
• p H
MODOS DE MEDIR IMPUREZAS:
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• C O N D U C T I V I D A D
• R E S I S T I V I D A D
Se mide con un conductivímetro
• Mide la capacidad de conducir corriente eléctrica de los iones disueltos en el agua.
1 µS/cm = 0.66 mg/l CaCO3
Es la inversa de la conductividad
• La resistividad máxima teórica del agua es 18,2 M
Interconversión: R ( . cm) = 106 /C ( S/cm)
NaCl (ppb) Conductividad
( S.cm)
Resistividad
(M . cm)
0 0.055 18.18
1 0.057 17.6
5 0.066 15.2
10 0.076 13.1
20 0.098 10.2
50 0.16 6.15
100 0.27 3.70
300 0.70 1.43
500 1.13 0.88
1000 (1 mg/ml) 2.21 0.45
5000 10.8 0.093
20000 42.7 0.023
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• ST D
• D U R E Z A
Mide la concentración de sales disueltas
• Se obtiene de la conductancia y se expresa en mg/ml CaCO3
1 µS/cm = 0.66 mg/l CaCO3
Mide la concentración de sales de Ca y Mg, (Sr, Ba, Fe, Mn)
• Se expresa en grados franceses 1°F=10 mg/ml CaCO3
Blanda (0-75), semidura (75-150), dura(150-300) muy dura (≥300)
C AR B O N O O R G ÁN I C O TO TAL (C O T )
• Í N D I C E D E EN SU C I A M I E N TO
Contenido total en materia orgánica disuelto en agua
• Su medida se basa en la oxidación completa del Carbono hasta CO2.
foulding
• Mide la capacidad de obturación de una membrana de 0.45 µm
En agua potable a veces es mayor de 20
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• SI EM B R A D I R EC TA
• pH
Se utiliza para el análisis de bacterias
No es posible medir el pH de agua ultrapura
• La mejor solucion es extrapolar de una curva de resistividad en funcion del pH.
DESTILACIÓN
DESIONIZACION: descalcificacion y DI
ADSORCIÓN POR CARBÓN ACTIVADO
MICROFILTRACIÓN POR MEMBRANA
ULTRAFILTRACIÓN
ÓSMOSIS INVERSA
DESIONIZACIÓN SIN REGENERACIÓN (ELIX)
FOTO-OXIDACIÓN ULTRAVIOLETA
SISTEMA DE ULTRAPURIFICACIÓN : MQ
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DESTILACIÓNEs el método más antiguo de purificación de agua.
VENTAJAS INCONVENIENTES
ELIMINA UNA AMPLIA GAMA DE
CONTAMINANTES
ARRASTRE DE
CONTAMINANTES AL
CONDENSADO
SOLO REQUIERE INVERSIÓN
INICIAL
MANTENIMIENTO METICULOSO
REUTILIZABLE CONSUME MUCHA ENERGÍA
DESIONIZACIÓNDESCALCIFICACIÓNDESIONIZACIÓN
CONVENCIONAL
DESCALCIFICACIÓN: pretratamiento de agua de red
-Intercambio iónico, reduce dureza del agua
-Utiliza sal común gorda: NaCl
NaCl: Cede dos iones Na+ por cada Ca++ o Mg++
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UNIVERSITAS
DESIONIZACIÓN CONVENCIONAL:Resinas cationicas: estireno y
divinilbenceno con grupos sulfonicos ácidos
retienen cationes
ceden iones hidrogeno a cambio de cationes ej. Na, Ca, Al
Resinas aniónicas: estireno y divinilbenceno con
grupos amonio cuaternarios
retienen aniones
ceden iones hidroxilo a cambo de iones ej. Cl
VENTAJAS INCONVENIENTES
ELIMINA MATERIA INORGÁNICA
DISUELTA
SOLO ELIMINA MATERIA INORGÁNICA
BAJA INVERSIÓN INICIAL SOPORTE BACTERIOLÓGICO
REGENERABLE PRECISA REGENERACIÓN
QUÍMICA
ALTO COSTE OPERATIVO
ADSORCIÓN POR CARBÓN ACTIVADO:-Elimina eficazmente la materia orgánica disuelta y el cloro (3 m)
-Depende de la velocidad de difusión de las moléculas a través del
filtro, y del tamaño del poro.
-Se utiliza combinado con otros métodos
Natural, coco madera y corteza: prefiltro
Sintético, poliesferas de estireno: Milli Q
VENTAJAS INCONVENIENTES
LARGA DURACIÓN FOMENTA CRECIMIENTO
BACTERIANO
ALTA CAPACIDAD PRODUCE “FINOS”
SE ELIMINA BIEN
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MICROFILTRACIÓN
• Elimina partículas mayores que su tamaño de poro
• Filtros en profundidad
• Filtros en superficie
• Filtros en pantalla
ULTRAFILTRACION
• Filtro extremadamente fino, separa según tamaño
MICROFILTRACIÓN EN PROFUNDIDAD:
-Económico
-Mayoritariamente prefiltro (5-10 m)
-Matriz de fibras comprimidas: retención mecánica
-Elimina el 98% de los sólidos suspendidos en el agua
MICROFILTRACIÓN EN SUPERFICIE
-Multicapa de medios filtrantes
-eliminan el 99% delos los sólidos suspendidos en el agua
-Prefiltros y/o filtros finales clarificantes
MICROFILTRACIÓN EN PANTALLA
-Membranas microporosas, continuas y uniformes
-Elimina el 99.99% de los sólidos suspendidos en agua
-Filtro final clarificante
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ULTRAFILTRACIÓN:
-Es un filtro extremadamente fino que funciona como un tamiz
molecular y separa según tamaño.
-Retiene la mayoría de las macromoléculas mayores de un
determinado tamaño, incluyendo los coloides, pirógenos y
microorganismos
-Existen ultrafiltros en varios rangos de tamaño de corte
molecular; las membranas UF retienen la mayoría de las
moléculas mayores que su tamaño nominal.
-Importante debido a su capacidad de eliminar pirógenos.
MICROFILTRACION
VENTAJAS
• Elimina todas las partículas mayores que su tamaño de poro
• Mantenimiento mínimo
INCONVENIENTES
• No elimina mat. orgánica pirógenos coloides
• No regenerable, coste alto.
ULTRAFILTRACIÓN
VENTAJAS
• Elimina materia orgánica, pirógenos microorganismos
• Regenerable y bajo coste energético
INCONVENIENTES
• No elimina materia inorgánica disuelta
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ÓSMOSIS INVERSA
Es el método más económico para eliminar entre un 95-99% de todos los contaminantes
•La membrana RO retiene prácticamente todas las partículas , bacterias y materia orgánica mayor de 200 Dalton
Produce caudales muy bajos, por lo que necesita grandes superficies de membrana
• Implica un proceso de exclusión iónica, a mayor carga mayor rechazo.
•Materiales empleados: acetato de celulosa, fibras huecas de poliamida.
•La membrana consta de una capa porosa de soporte mas una finísima capa semipermeable que retiene los contaminantes
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UNIVERSITAS
VENTAJAS INCONVENIENTES
ELIMINA LA MAYORÍA DE LAS PARTÍCULAS:
microorganismos, pirógenos, colides y mat
org.
CAUDALES LIMITADOS
MANTENIMIENTO MÍNIMO REGENERACIÓN LIMITADA
COSTE DE LAS MEMBRANAS
ALTO
APLICACIONES
Enjuagado final del vidrio
Preparación medios de cultivo bacteriológicos
Preparación disoluciones para determinaciones de baja sensibilidad
Alimentación de un sistema de ultrapurificación
ÓSMOSIS INVERSA
Conocida como electrodesionización (ELIX o EDI).FUNDAMENTO: Combinación de electrodiálisis y el intercambio
iónico.
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REGENERACIÓN: El campo eléctrico disocia el agua en H+
y OH- con lo que las resinas quedan regeneradas.
APLICACIONES:
• Preparación de tampones y medios de cultivo bacteriológicos
• Preparación de reactivos químicos y bioquímicos
• Último enjuagado de lavavajillas
• Alimentación de autoanalizadores
• Circuitos de refrigeración de instrumentos
VENTAJAS INCONVENIENTES
ELIMINA LA MATERIA INORGÁNICA
DISUELTA
REQUIERE PRETRATAMIENTO
MÍNIMO COSTE OPERATIVO
NO CONTAMINANTE
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UNIVERSITAS
FOTO-OXIDACIÓN ULTRAVIOLETA
VENTAJAS INCONVENIENTES
OXIDA LA MATERIA ORGÁNICA
DANDO UN COT 5 ≤PPB
REDUCE LA RESISTIVIDAD DEL AGUA
DESINFECTANTE EFICAZ NO ELIMINA COLOIDES NI MATERIA
INORGANICA DISUELTA
Entre 200 y 300 nm, destruye los microorganismosmediantedisrupción de su ADN
La radiación
UV se utiliza como germicida
MILLI Q
Produce agua ultrapura partir de agua pretratada.
• Diseñado para producir agua de 18,2 M .cm, COT ≤10ppb, y libre de partículas microorganismos y coloides.
Consta de una secuencia de etapas especializadas:
• 1)Columna de carbón activo que adsorbe la mat organica
• 2)Dos columnas de intercambio iónico en lecho mixto que retienen la mat. inorgánica disuelta
• 3)Columna ORganexQ exhaustora de materia orgánica
• 4)La etapa final es una membrana microporosa que elimina cualquier partícula o microorganismo residual≥0.22µm
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PRE-TRATAMIENT
O
OSMOSIS INVERSA
ELECTRODES-IONIZACIÓN
ALMACENA-MIENTO
SISTEMA DE ULTRA-
PURIFICACIÓN
UV
COMBINACIÓN DE TECNOLOGÍAS DE PURIFICACIÓN DE
AGUA
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UNIVERSITAS
ALMACENAMIENTO
SISTEMA “EQUIPO-DEPOSITO”
MATERIAL DEL DEPOSITO IDONEO
Opaco
Inerte y limpio: PP, PE, PVDF, PTFE y acero inoxidable
Homogéneo, superficies
lisas
Forma cilíndrica, minimizar recovecos
Fondo cónico: no existe volumen muerto
Sellado térmicamente
Tapa hermética y de gran tamaño
Filtro de venteo
EL ALMACENAMIENTO ES UN MAL ECONOMICAMENTE NECESARIO
Contaminantes posibles: microbiológicos, orgánicos volátiles, partículas de polvo y CO2
PROTECCIÓN AVANZADA CONTRA CONTAMINANTES DE TRANSMISIÓN AÉREA
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Mantenimiento: sanitizacion
•Hipocloritosodico 10ppm
EL AGUA ULTRAPURA JAMAS DEBE ALMACENARSE
.
NIVELES DE CONTAMINACIÓN TRAS ALMACENAMIENTO EN
VIDRIO PYREX
H2O bidest. 2 semanas en pyrex
Zn 14 ppb 46 ppb
Pb 9 ppb 30 ppb
Cu 5 ppb 12 ppb
Fe 9 ppb 45 ppb
Al 10 ppb 100 ppb
COT 1000 ppb red
