AGUA ULTRA PURA

 AGUA ULTRA PURA

Al igual que el agua destilada, el agua ultrapura se puede beber. Eso sí: no tiene absolutamente ningún sabor, no tiene «cuerpo», no tiene el más mínimo rastro de algún mineral que la caracteriza. 

Pero también se advierte que: beber agua ultrapura puede ser muy perjudicial a largo plazo para la salud: nuestro cuerpo está acostumbrado a encontrar y extraer ciertos minerales en el agua; si se bebe solo agua que «entra y sale» tal cual el cuerpo iría perdiendo minerales poco a poco.

Además de eso y contrariamente a la intuición, el agua ultrapura al igual que la destilada muestra una alta resistividad o baja conductividad eléctrica. (Es bien sabido que el agua es mala conductora – aquí el efecto aumenta). Esa resistividad es uno de los factores que se miden para calcular el grado de ultrapureza del agua.

En teoría, agua pura es la que no contiene contaminantes, pero el agua disuelve y mantiene en suspensión trazas orgánicas, partículas, bacterias, pirógenos, que inducen fiebre, y muy importante, las nucleasas, tan usadas en terapia molecular.

Definamos el tipo de agua a usar en hemodiálisis según la Sociedad de Nefrología de España, en su Guía Line del 2006:

Agua pre tratada: Es el agua sometida a todos los procesos previos a su llegada al equipo de ósmosis o tratamiento. 

Agua purificada: Es el agua destinada a la preparación de medicamentos o de líquidos de diálisis que no deben ser necesariamente estériles y exentos de pirógenos. 

Agua estéril a pirógena: Es el agua libre de organismos vivos y esporas. La esterilidad viene definida como la presencia de un número de bacterias viables inferior a 1x10-6 UFC/ml y < 0,03 UE/ml.

Para el 2015, fueron más allá y la enmarca en dos tipos, Purificada y Ultra Pura

Tipos de Agua Ultra Pura

Los profesionales se han visto obligados a establecer niveles de agua ultra pura. En EE.UU. American Society of Testing and Materials (ASTM) y Clinical and Laboratory Standards Institute-Clinical Laboratory Reagent Water (CLSI-CLRW).

Han definido el agua muy pura en base a unos parámetros: conductancia, resistencia, presencia de coloides, número de bacterias, contenido orgánico, y pH. Existen 4 definiciones de agua pura para los cuatro tipos.

El agua ultra pura o Tipo 1 se emplea principalmente en la industria de los semiconductores y en la industria farmacéutica. Debido a que en la industria de los semiconductores cada vez se trabaja a escala más pequeña, las especificaciones se vuelven mucho más estrictas.

Eléctrico:

Por definición el agua ultra pura sólo contiene H₂0 y iones H⁺ y OH^- en equilibrio. Por lo que desde el punto de vista eléctrico, la conductividad de la misma es aproximadamente de 0,054 uS/cm a 25^oC, o de 18,3 Mohs expresada en términos de resistencia.

Como norma básica todos los componentes del sistema de tratamiento, deben estar diseñados para satisfacer los niveles máximos permitidos de bacterias, pirógenos y sólidos disueltos en el agua para diálisis, recomendados en las normativas nacionales (Gaceta Oficial N° 37.976: 2004) e internacionales (ISO 13959). 

Microbiológico:

El agua Ultra Pura desde el punto de vista microbiológico, debe contener:

1.    Microorganismos menores o igual de 100 UFC/ml (Unidad Formadora de Colonia/ ml)  determinadas por filtración con membranas.

2.    Niveles de Endotoxina menores o iguales a 0,25 UE/ml (Unidad de Endotoxina/ml).

3.    Carbono Total Orgánico de menos de 0,5 mg/l.

Para la producción de un Líquido de Diálisis ultra puro es necesario que sus tres componentes cumplan el estándar de pureza exigido. El agua ultra pura podría ser una alternativa para cualquier modalidad de hemodiálisis. Además es mucho más que deseable en la diálisis de alto flujo y es requisito previo en las modalidades de hemodiáfiltración y hemofiltración que usan la producción en línea como líquido de sustitución.

Actualmente se están utilizando dos sistemas que se complementan como son la ósmosis inversa doble paso (RO) y la electrodesionización (EDI), para la obtención de agua de alta calidad y que eliminan en la práctica la totalidad de los reactivos químicos empleados en los procesos de intercambio iónico. 

Osmosis Inversa de Doble Paso

El empleo de Osmosis Inversa de Doble Paso con membranas de película delgada (thin film);  garantizando un rechazo mayor a 90% entre la conductividad de alimentación con respecto a la conductividad del Permeado.  El Sistema de Doble Paso; es la utilización de Dos Osmosis donde la primera luego de haber pasado, el agua  por el sistema estándar de pre tratamiento, entrega el permeado resultante   para la alimentación de un segundo sistema de Ósmosis Inversa que purifica nuevamente este permeado alimentando en línea a los equipos de diálisis, para la preparación, si es el caso, de líquidos de   diálisis ultra puro o para tratamientos con dializadores de High Flux.

La Electrodesionización (EDI o CEDI)

La Electrodesionización (EDI o CEDI) es una tecnología que combina dos técnicas de purificación del agua: la electrodiálisis y el intercambio iónico. Aunque la electrodesionización ya fue descrita por Kollsman en 1957, no es hasta 1987 que se introduce en los procesos de producción de agua de alta pureza para la industria farmacéutica, microelectrónica y producción de energía en calderas de alta presión.

En enero de 1998, tras una revisión técnica exhaustiva, se comenzó a emplear la tecnología de electrodesionización E-Cell (conocida por EDI), detrás de un equipo de ósmosis inversa (RO), en el diseño de sistemas básicos de deionización. Durante los últimos años el proceso de electrodesionización en continuo se ha desarrollado con objeto de mejorar las prestaciones de los equipos y el proceso de fabricación de estos, reducción de costes en materiales y mantenimiento, reducción del espacio requerido, sanitización y simplificación del diseño. 

Descripción del Proceso:

Un equipo de EDI consiste básicamente en una cámara que contiene una resina catiónica fuerte y una aniónica fuerte de intercambio iónico, empaquetadas en un espacio (celda) entre una membrana de intercambio catiónico y una membrana de intercambio aniónico; de tal forma que únicamente los iones pueden pasar a través de las membranas.

El agua de entrada pasa a través de la mezcla de resinas de intercambio iónico y, al mismo tiempo, una fuente externa de corriente, alimenta de corriente continua por medio de unos electrodos (cátodo y ánodo).

El voltaje de la corriente continua crea una circulación a través de la resina que arrastra a los cationes hacia el cátodo y a los aniones hacia el ánodo. En el camino de los iones hacia la membrana, estos pueden pasar dentro de las cámaras del concentrado, pero no se pueden acercar más al electrodo. Están bloqueados por la membrana contigua, que contiene una resina con la misma carga fija.

De esta forma, las membranas de intercambio iónico eliminan eléctricamente los iones del agua de entrada y los pasan al concentrado que sale de ambas membranas de intercambio iónico, produciendo así agua desionizada de alta calidad.

Regeneración de las Resinas de Intercambio Iónico Contenida en la EDI

La EDI elimina los iones del agua a la vez que las resinas de intercambio iónico que se contiene entre las membranas se regeneran con una corriente eléctrica. Esta regeneración electroquímica se sirve de un potencial eléctrico para realizar el transporte iónico y sustituye a la regeneración química de los sistemas convencionales de intercambio iónico, que, como es conocido, se verifica mediante ácido y sosa. Dentro del compartimento de alimentación, las resinas de intercambio iónico ayudan en el transporte de los iones al compartimiento concentrado.

Como el agua va disminuyendo en su concentración de iones, se va produciendo la disociación del agua en la interfase de intercambio catiónico y aniónico, produciéndose un flujo continuo de hidrógeno y ion hidroxilo. Estos iones actúan como regenerante para las resinas de intercambio iónico presentes en este compartimento y mantiene las resinas a la salida de éste, en un estado de alta regeneración, necesario para la producción del agua de alta calidad deseada.

Análisis de Agua Obtenida  de Osmosis Inversa Single  más  CEDI:

Pre tratamiento. Sistema completo de producción de agua de alta pureza

El agua de alimentación a un sistema de producción de agua de alta pureza contiene diferentes concentraciones de compuestos y contaminantes a eliminar: sales solubles, partículas, compuestos orgánicos, sales incrustantes, óxidos de hierro y manganeso, coloides, microorganismos y pirógenos. En función de cada tipo de agua de alta pureza y su destino, se especifican diferentes concentraciones máximas para los constituyentes críticos. 

De forma general los procesos empleados antes de la electrodesionización en continuo incluyen el pretratamiento previo al proceso de ósmosis inversa y el posterior acondicionamiento del permeado antes de su entrada en el proceso CEDI. La selección del pretratamiento a la ósmosis inversa plantea los mismos esquemas de selección de procesos de tratamiento que en los sistemas de ósmosis inversa sin CEDI posterior y en general viene regida por la calidad del agua de aporte. En función de la calidad del agua de aporte al pretratamiento y las especificaciones exigidas al agua de alta pureza, el proceso de ósmosis inversa se plantea en una o dos etapas.

Debido a la sensibilidad de la electrodesionización a la dureza del agua, en los sistemas de ósmosis de un solo paso se considera de forma complementaria la reducción de la dureza mediante intercambio iónico en ciclo sodio.