¿Cómo obtener agua de alta pureza?

La calidad de agua que se emplea en laboratorios de análisis es determinante en la calidad de sus resultados.

Los laboratorios de investigación y desarrollo tecnológico en centros de investigación o en universidades, requieren de agua de óptima calidad para eliminar variables ocultas en los resultados de sus análisis.

Así mismo, los equipos e instrumentos como cromatógrafos de gases y de líquidos, espectrómetros de absorción y emisión atómica, deben operar con agua con la cual se tenga la absoluta certeza de la ausencia de contaminantes y componentes que puedan interferir con los resultados del análisis.

También en análisis clínicos, en trabajos con cultivos celulares o con fluidos bioquímicas es indispensable el uso de agua de la mejor calidad y pureza.

¿Qué componentes se deben remover del agua?

Las aguas potables que provienen de la red de suministro en las diferentes ciudades, contienen sólidos disueltos y sólidos suspendidos.

Los sólidos suspendidos son partículas sólidas que pueden estar presentes en el agua, aunque siempre en cantidades mínimas, pero que deben removerse para obtener agua de alta pureza. Para este fin se emplean filtros que por tamizado mecánico retienen las partículas suspendidas y dejan pasar el agua clarificada.

Los sólidos disueltos no pueden removerse por medios mecánicos simples y deben emplearse tecnologías tales como; osmosis inversa, desmineralización en lechos mixtos de resina cationaica y aniónica o electrodeionización.

En la práctica para obtener agua de alta pureza se emplean combinaciones de uno o más de estos procesos, como pueden ser la osmosis inversa seguido de la deionización en lechos de resina mixta.

La esterilización del agua también es importante para evitar la presencia de esporas y para controlar el crecimiento microbiano, sobre todo cuando el agua está en almacenamiento en un depósito para ser empleada cuando sea necesario.

Para este fin se debe disponer de un sistema de recirculación que haga fluir el agua a través de un esterilizador ultravioleta y un filtro de 1.0 micras o menos con la finalidad de remover esporas y desinfectar continuamente el agua con irradiación UV de 254 nm de intensidad.

Los accesorios y componentes de un equipo de producción de agua ultrapura y algunas de las sustancias presentes en el agua causan que esta agua contenga trazas de materia orgánica que es irrelevante cuando se determinan metales o el agua se emplea para preparación de soluciones para uso del laboratorio pero que son indeseables en análisis por cromatografía de gases o de líquidos, o en cultivo y desarrollo de tejidos celulares y por esto es necesario su remoción.

Para esto se emplea una lámpara UV que emite principalmente la banda UV de 185 nm que reacciona fotoquímicamente con los componentes químicos residuales de la materia orgánica y los convierte a CO2 y H2O.

En forma conjunta con este tratamiento, se emplea un filtro de carbón activado, el cual tiene la propiedad de adsorber compuestos orgánicos presentes en al agua.

Un resumen de los componentes que deben removerse de las aguas naturales, así como su origen y técnicas de remoción es la que se presenta en la siguiente tabla:

Componentes y técnicas de remoción para producción de agua ultrapura

Proveedores de sistemas para obtención de agua ultra pura

A continuación le presentamos a Festa-Hidrogel, proveedor de sistemas para obtención de agua ultra pura:

Festa-Hidrogel es una empresa cuyo giro principal es en el tratamiento y acondicionamiento de aguas potables y residuales. Dentro de sus principales divisiones se encuentra el de sistemas para obtención de agua ultra pura, que es necesario cuando se demanda agua con un mínimo de sales y compuestos similares que disminuyen su grado de pureza.

Conozca el Perfil, Productos, Dirección y Teléfono de Festa-Hidrogel.

O bien, haga contacto directo con Fesra-Hidrogel para solicitar mayor información sobre sus sistemas para obtención de agua ultra pura.

Actualmente, diversas industrias se encuentran comprando tecnología de punta para obtener productos de calidad, sin tener mucho cuidado en el control del proceso. Para lograr una buena calidad, es necesario no sólo tener control en el equipo, sino también en la gente que se encarga de su manejo y en la normatividad, entre otras cosas de importancia.

Para hablar de la importancia de este tema, contactamos al Ing. Alberto Helguera Resendiz, Director General de la empresa Helguera y Asociados S. A. de C.V., quien con su amplio conocimiento en el tema nos habló particularmente acerca de la importancia de mantener la calidad del agua en la industria biofarmacéutica.

El Ing. Helguera, comenzó explicándonos el porqué de este tema: "diversas industrias tienen diferentes estándares de calidad de agua, dependiendo de las necesidades propias de cada industria. Por ejemplo, el agua que se utiliza para lavar equipos en la industria alimenticia, es agua potable que sólo tiene que estar desinfectada; en la industria de las bebidas, el agua debe ser de una mejor calidad y para obtener agua embotellada, los requerimientos en la calidad son aún mayores. En la industria biofarmacéutica, en particular, los requerimientos son aún mucho mayores. En general, se utilizan dos tipos de agua, la USP (United States Pharmacopeia) y la WFI (Water for Injection). El agua USP sirve para la fabricación de jarabes, medicamentos, lavar equipos, enjuagar frascos o viales de vidrio para ampolletas, entre otras. La WSI, debe tener una mayor pureza sin sales minerales, compuestos orgánicos y bacterias".

En cuanto al método de obtención de este tipo de agua, nos dijo: "el agua USP se obtiene mediante un doble paso de osmosis inversa seguida de una electrodesionización continua o con un paso de osmosis inversa continuando con la electrodesionización; el agua WFI, como es de mayor pureza, además de los procesos anteriores, requiere de un destilador, debido a que el cambio de fase elimina cualquier tipo de impurezas, obteniendo agua de una pureza elevada".

Como ya hemos mencionado, se necesita tener una excelente calidad de agua, principalmente en la industria biofarmacéutica, ya que de esto dependerá nuestro producto final, que es para consumo humano. Para lograr esto, es necesario tener un buen control del proceso, a lo que el Ing. Helguera nos comentó: "para lograr la calidad final, es de suma importancia controlar el proceso. El proceso son todas las acciones, mediciones, monitoreos que tienen que realizar los operadores para garantizar tanto la calidad como la cantidad del agua que se esta requiriendo."

El control de proceso es vigilar todas las etapas en la producción y para lograr esto, según el Ing. Helguera, es necesario cumplir con algunos factores.
Instalaciones y equipos adecuados: se debe de contar con un espacio adecuado para la operación y mantenimiento, además de equipos adecuados para lograr la calidad del agua; instrumentos de monitoreo para medir y controlar parámetros como lo son pH, conductividad, carbón orgánico total (TOC), y en el momento que se detecte algún valor por arriba o debajo de lo normal, desviar el agua al drenaje o regresarlo al inicio del proceso. Además de contar con personal capacitado para la calibración de estos instrumentos, para garantizar el buen funcionamiento de los equipos mismos y estar seguros de que se logra la calidad esperada del agua.

Material de los equipos y sistemas de distribución de agua: estos son de suma importancia, ya que son los que van a estar en contacto directo con el agua ultrapura. Debido a la alta pureza que se logra obtener en el agua producto, esta tiende a degradar los materiales con los que se tiene contacto, provocando así que esta agua se vuelva a contaminar.

Instrumentos con la exactitud requerida: Se requiere tener los mejores instrumentos de medición y control, así como contar con una frecuente y buena calibración para evitar errores en el monitoreo que nos lleven a mediciones erróneas y a que los parámetros de calidad no se cumplan.

Contar con operadores certificados: que conozcan lo que están manejando y sepan que hacer en caso de alguna falla. O bien, si el producto no cumple con los requerimientos de calidad saber el por qué y dar una solución en base a su conocimiento especializado.

Bitácora: llevar en todo momento una bitácora diaria de operación, en donde se incluyan todos los registros tanto electrónicos como manuales de todos los parámetros de operación, para en el caso de que ocurra alguna desviación en el proceso, tener un plan de acción, así como poder prever desviaciones futuras y mantenimientos preventivos.

"Estos 5 puntos," continuó el Ing Helguera, "son importantes de mantener, si la empresa está interesada en obtener una excelente calidad en sus productos. Pero, sin duda, para cumplir bien con la mayoría de estos puntos es de gran importancia el factor humano. Contar con la gente adecuada y bien capacitada para garantizar el uso correcto del equipo y por lo tanto un producto que cumpla con los estandares requeridos."

Helguera y Asociados, S.A. de C.V., es una empresa que tiene como propósito no sólo limitarse a ser proveedor de equipos, filtros o accesorios, sino de proponer una solución a a las necesidades que en concreto tenga cada proceso, industria, empresa o institución.

"Nosotros como empresa fabricamos y distribuimos equipos y sistemas completos llave en mano, de alta tecnología para producir y monitorear agua hasta su última fase. Diseñamos, comercializamos, vendemos y brindamos servicio técnico profesional para todo lo que es el equipo de purificación de agua a través de las diferentes tecnologías", dijo el Ing. Helguera, "además de brindar la capacitación adecuada a operadores en el manejo del equipo, lo que garantizará el óptimo desempeño del mismo; al final de la capacitación, se entrega un diploma que lo valida como operador calificado para la operación del equipo o sistema.

"Uno de los asuntos mas importantes para que los equipos y sistemas funcionen como se espera y produzcan siempre el agua en la cantidad y calidad requerida es el adecuado y oportuno soporte técnico, tanto en servicios de mantenimientos preventivos y correctivos, como en el refaccionamiento original y el re-entrenamiento a los operadores nuevos, para mantener en todo momento el mismo desempeño de cuando el sistema es nuevo., finalizó el Ing. Alberto Helguera".

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Lubricante permanente para instalación de cable en ductos

Cuando se instala un cable por un método tradicional de inmersión en un ducto estándar la fuerza de jalado se considera lineal para un tramo de ducto en una sección recta, ya que la fuerza de fricción es constante entre el forro del cable y el ducto.

Por el contrario en una sección curva la fuerza de jalado se considera exponencial ya que la fuerza de fricción es proporcional a la fuerza de jalado en la sección curva.

Esta fuerza de jalado exponencial es llamada “Efecto Capstan”, y limita las longitudes de inmersión de un cable en un ducto, por el efecto significativo entre los coeficientes de fricción del forro del cable y ducto. Para reducir estos coeficientes son utilizados los lubricantes líquidos o aerosoles. Al instalar un cable dentro de un ducto de polietileno utilizando una fuerza de jalado se crea una fricción que se subdivide en Fricción Hidrodinámica y Fricción de Límite.

La fricción hidrodinámica o de película gruesa significa que existe una fuerza de tensión en la sección recta del ducto, por lo que, bajo esta condición el cable flota dentro de la película gruesa de lubricante.

La viscosidad de este lubricante juega un papel importante para la fricción hidrodinámica, por lo que para minimizar este tipo de fricción se utiliza un lubricante de baja viscosidad.

La fricción de límite o película delgada se observa en las curvas verticales y horizontales de un tramo de ducto con la existencia de una fuerza de tensión alta, dado que en los puntos tangenciales donde el forro del cable y el ducto se tocan, los lubricantes líquidos dejan de funcionar adecuadamente ya que la presión normal en la pared del ducto contra el cable es sumamente alta. Por lo cual el lubricante es desplazado hacia las orillas. Debido a esto la fuerza de fricción se incrementa considerablemente y para minimizarla se requiere de un lubricante de alta viscosidad.

Dado lo anterior los lubricantes líquidos o aerosoles son desplazados a lo largo del tramo por las condiciones físicas de la ruta, funcionando únicamente durante los primeros metros de inmersión, por esta razón no pueden ser instaladas grandes longitudes de cable en un solo proceso.

Arnco y Dura-Line son pioneros en el desarrollo de nuevos productos para la industria de telecomunicaciones, como lo es el SILICORE™, que es un lubricante sólido permanente coextruído. SILICORE™ fue concebido con la finalidad de proporcionar un camino prelubricado permitiendo la reducción de fricción entre el ducto y el forro del cable para un desempeño óptimo en la inmersión de cables y una excelente protección de los mismos.

El SILICORE™ es la capa delgada color blanco coextruida a la pared interna del ducto donde será alojado el cable.

El ducto con SILICORE™ por el contrario facilita la instalación de grandes longitudes de cable con un esfuerzo de tensión menor, ya que su lubricante sólido no es desplazado durante los procesos de inmersión, manteniéndose siempre entre el ducto y el cable produciendo un ambiente de muy baja tensión. Todo esto se traduce en protección al cable y un ahorro substancial en tiempo, mano de obra y materiales.

El ducto con SILICORE™ por el contrario facilita la instalación de grandes longitudes de cable con un esfuerzo de tensión menor.

Propiedades físicas del SILICORE™

Tiene las mismas propiedades físicas y mecánicas del polietileno de alta densidad (HDPE) debido a que es fabricado a base del mismo. Es un lubricante sólido que está distribuido en forma uniforme alrededor del diámetro interior a lo largo del ducto. Conserva todas sus propiedades físicas y mecánicas durante toda la vida útil del ducto. Permanece estable, no se desplaza como los lubricantes líquidos sobre las paredes del ducto durante la instalación del cable.

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O bien haga contacto directo con Dura-Line para mayor información sobre el SILICORE™.