Agua ultrapura

Requisitos severos para la calidad del agua y las propiedades:
Límites de contaminantes, contenido de gérmenes y conductividad

El agua bruta - es decir, sin tratamiento - puede proceder de diversas fuentes: Ríos y lagos, como agua subterránea de pozos o agua de lluvia.

El agua se trata en varias etapas (filtración, ablandamiento, destilación, desalinización o desinfección) hasta alcanzar el grado de pureza deseado, que se determina analizando el agua. El análisis del agua distingue entre propiedades físicas y químicas e ingredientes para determinar el grado de pureza. Los parámetros físicos importantes son el valor del pH, la conductividad o la adsorción UV. En el aspecto químico, la concentración de carbono orgánico total en el agua (valor COT) es un criterio importante. El nivel de este valor influye a su vez en la conductividad del agua.

Una vez evaluados todos los parámetros químicos y físicos, el producto de agua purificada se asigna a un grupo.

Clasificación según el grado de pureza

La conductividad específica de diferentes calidades de agua se determina a una temperatura del agua de 25 °C. Se mide en microsiemens por centímetro (µS/cm). Cuanto menor es la conductividad, mayor es la pureza del agua analizada. Además de los estrictos límites de contaminantes, la conductividad específica del agua potable según la Ordenanza alemana sobre agua potable (TVO) puede ser de 50 - 5000 µS/cm, por ejemplo.

El agua del grifo o de manantial con sus sales disueltas seleccionado como producto de partida puede transformarse en agua osmotizada mediante ósmosis inversa. En este proceso de filtración, se ejerce una presión superior a la presión osmótica sobre la solución salina más concentrada y se presiona el agua a través de una membrana semipermeable. Las moléculas de agua pasan a través de la membrana hacia una solución menos concentrada. La membrana sólo es permeable a las moléculas de agua, por lo que las impurezas y los sólidos disueltos, así como muchas bacterias y virus, quedan retenidos en el lado de mayor presión. Como el agua osmotizada está libre de sustancias nocivas, se utiliza como agua potable y en la producción de alimentos y bebidas, por ejemplo.

El agua destilada se obtiene por destilación. El agua se evapora y luego se condensa en forma de agua pura sin impurezas como minerales, bacterias, virus y gases disueltos. Aquadest es adecuada para laboratorios, aplicaciones médicas, en la producción de baterías y en muchos aparatos en los que se quiere evitar la formación de calcificaciones. El agua destilada no debe beberse.

Después, se produce agua pura mediante tratamiento con intercambiadores de iones, ósmosis inversa o destilación. Esta categoría incluye el agua purificada producida de acuerdo con la Farmacopea Alemana (DAB) y etiquetada como «aqua purificata», que se utiliza en la fabricación de muchos productos farmacéuticos. Todavía contiene residuos de determinados iones, por lo que su conductividad específica es de 1 - 50 µS/cm. El agua para inyectables (aqua ad injectabilia) es otra agua pura que se considera aún más limpia según la clasificación DAB. Se considera estéril y se utiliza para disolver y diluir todos los medicamentos que se administran en forma de inyecciones o infusiones.

El agua totalmente desmineralizada (agua de desalación o agua desionizada) también se produce mediante el proceso de ósmosis inversa o intercambiadores de iones. El proceso de intercambio iónico desmineraliza el agua. Los cationes se intercambian por iones de hidrógeno (H+) y los aniones por iones de hidróxido (OH-). El resultado es un agua desalada con una conductividad específica de 0,1 - 1 µS/cm. Sin embargo, los componentes orgánicos, así como los virus y las bacterias, no se eliminan mediante el proceso de intercambio iónico. Para ello sería necesaria la filtración. El agua desalada no es adecuada como agua potable. Se utiliza como agente de enjuague y disolvente en laboratorios químicos y bioquímicos.

El agua ultrapura o purísima es el agua de mayor nivel de pureza. Se produce a partir de agua desmineralizada mediante varios pasos de tratamiento adicionales, como el uso de intercambiadores de iones adicionales, la desmineralización, la ultrafiltración con carbón activado como adsorbente o la fotooxidación para eliminar gérmenes. Como resultado, sólo quedan trazas mínimas de compuestos orgánicos, microorganismos o electrolitos, y la conductividad específica del agua ultrapura es inferior a 0,1 µS/cm. Es adecuada como disolvente para trabajos de laboratorio, por ejemplo, en diagnósticos clínicos, en cultivos celulares, en análisis de trazas y en aplicaciones sensibles de la industria farmacéutica, la biotecnología y la industria de semiconductores.

En medicina, en particular, el agua ultrapura debe cumplir requisitos estrictos en cuanto a contenido de nitratos (< 0,2 mg/l) y carbono ligado orgánicamente (TOC < 0,5 mg/l), así como endotoxinas bacterianas (< 25 ng/l). Se utiliza para enjuagar y limpiar dispositivos médicos e instrumentos quirúrgicos, lo que evita la propagación de gérmenes y depósitos de silicato. El agua ultrapura también es una materia prima importante en la moderna tecnología del hidrógeno y se utiliza en sistemas de electrólisis como la electrólisis PEM.

El agua altamente purificada (aqua valde purificata), que seguía figurando en la 9ª edición de la Farmacopea Europea (Ph. Eur.), ya no se menciona.

Materiales de alta calidad para aplicaciones de agua pura

Al eliminar todas las sales, el agua desionizada y el agua ultrapura tienen un efecto muy agresivo sobre la mayoría de los materiales. Estas calidades de agua atacan las tuberías convencionales de latón o acero y disuelven los iones que contienen de los metales. 

Por este motivo, las válvulas para este campo de aplicación deben ser de acero inoxidable de alta calidad, pero como mínimo AISI 316L (1.4404). Dependiendo del sector, pueden aplicarse otros requisitos: Libre de ADI, FDA, UPS Clase VI, libre de aceite y grasa, libre de silicona/LABS.