Purificación del Agua

El proceso de purificación de agua

La pureza del agua es extremadamente importante en la industria farmacéutica y bioquímica, Las partículas disueltas o en suspensión, los compuestos orgánicos, las impurezas y otros contaminantes impiden utilizar agua corriente en aplicaciones de laboratorio e investigación científica. Se utilizan parámetros como la resistividad, la conductividad, el tamaño de partículas y la concentración de microorganismos para determinar la calidad del agua y, en consecuencia, especificar los usos previstos para el agua. Algunas aplicaciones toleran la presencia de determinadas impurezas en el agua, pero otras, como la cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) exigen eliminar la mayoría de los contaminantes.

Contaminantes

El agua es un excelente disolvente y puede obtenerse en prácticamente cualquier lugar de la Tierra. Esta propiedad hace que esté expuesta a todo tipo de contaminación.

• Partículas: el cieno y los sedimentos pueden eliminarse haciendo pasar el agua por filtros de 10 a 20 micras (o menos en caso necesario). 
• Microorganismos: los agentes bacterianos constituyen un verdadero reto para los sistemas de purificación de agua. Su velocidad de crecimiento, tamaño y resistencia exigen un diseño eficaz (detección, retirada del agua de entrada, inhibición del crecimiento, etc.). Las bacterias se miden en unidades de formación de colonias por milímetro y pueden eliminarse mediante desinfectantes. Como resultado, sus secrecciones y fragmentos celulares deben eliminarse también para evitar la contaminación. 
• Endotoxinas, pirógenos, ácido ribonucleico y desoxirribonucleico: fragmentos celulares y derivados bacteriales. Nocivos para los cultivos de tejidos. Pueden detectarse con una prueba LAL (limus amoebocyte lysate). 
• Elementos inorgánicos disueltos: incluyen fosfatos, nitratos, calcio y magnesio, dióxido de cargono, silicatos, hierro, cloro, flúor y cualquier otro producto químico natural o artificial debido a la exposición al entorno. La conductividad eléctrica (μSiemens/cm) se utiliza para supervisar altas concentraciones de iones, y la resistividad (miliohmios/cm) se utiliza para identificar los iones presentes en pequeñas concentraciones. Estos contaminantes influyen en la dureza del agua y su alcalinidad/acidez. 
• Elementos orgánicos disueltos: pesticidas, restos o fragmentos de plantas y animales. Se utilizan analizadores de carbono orgánico total (TOC) para medir el CO2 que emiten los organismos sujetos a oxidación. El agua libre de materia orgánica se utiliza principalmente en aplicaciones en las que se realiza un análisis de sustancias orgánicas, como cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC), cromatografía y espectrometría de masa). 

Las aplicaciones científicas exigen eliminar determinados tipos de contaminantes. Por otro lado, la producción de productos farmacéuticos exige, en la mayoría de los casos, la eliminación casi total de impurezas (los organismos normativos locales/internacionales o los estándares específicos determinan los criterios). 

Proceso de purificación

Existen distintos métodos que se emplean habitualmente en la purificación de agua. Su efectividad depende del tipo de contaminante tratado y del tipo de aplicación en la que se va a utilizar el agua:

• Filtrado: este proceso puede consitir en cualquiera de los siguientes: 
  • Filtrado grueso: también llamado filtrado de partículas, puede utilizar desde un filtro de arena de 1 mm hasta un filtro de cartucho de 1 micra. 
  • Microfiltrado: utiliza dispositivos de 1 a 0,1 micras para filtrar las bacterias. Una implementación habitual de esta técnica se encuentra en el proceso de elaboración de cerveza. 
  • Ultrafiltrado: elimina pirógenos, endotoxinas y fragmentos de ADN y ADR. 
  • Ósmosis inversa (OI): la ósmosis inversa es el grado más refinado de filtrado de líquidos. En lugar de un filtro, se utiliza un material poroso que actúa como tamiz unidireccional para separar partículas de tamaño molecular. 
• Destilación: el método de purificación más antiguo. Es un método asequible, pero no puede utilizarse para un proceso bajo demanda. El agua debe destilarse y, a continuación, almacenarse para usarse después, con lo que puede volver a contaminarse si no se almacena correctamente. 
• Adsorción de carbono activado: funciona como un imán para el cloro y los compuestos orgánicos. 
• Radiación ultravioleta: con una longitud de onda determinada, permite esterilizar las bacterias y descomponer otros microorganismos. 
• Desionización: también llamada intercambio de iones, se utiliza para producir agua purificada bajo demanda haciéndola pasar a través de capas de resina. La resina con carga negativa (catiónica) elimina los iones positivos, mientras que la resina con carga positiva (aniónica) elimina los iones negativos. La supervisión y el mantenimiento continuo de los cartuchos produce el agua más pura.
  
  

http://www.eurotherm.es/industries/life-sciences/applications/water-purification/#sthash.frb4P7eZ.dpuf

Osmosis Inversa

Principio de la Osmosis Inversa

La Osmosis Inversa consiste en separar un componente de otro en una solución, mediante las fuerzas ejercidas sobre una membrana semi-permeable. Su nombre proviene de "osmosis", el fenómeno natural por el cual se proveen de agua las células vegetales y animales para mantener la vida.

En el caso de la Osmosis, el solvente (no el soluto) pasa espontáneamente de una solución menos concentrada a otra más concentrada, a través de una membrana semi-permeable. Entre ambas soluciones existe una diferencia de energía, originada en la diferencia de concentraciones. El solvente pasará en el sentido indicado hasta alcanzar el equilibrio. Si se agrega a la solución más concentrada, energía en forma de presión, el flujo de solvente se detendrá cuando la presión aplicada sea igual a la presión Osmótica Aparente entre las 2 soluciones. Esta presión Osmótica Aparente es una medida de la diferencia de energía potencial entre ambas soluciones. Si se aplica una presión mayor a la solución más concentrada, el solvente comenzará a fluir en el sentido inverso. Se trata de la Osmosis Inversa. El flujo de solvente es una función de la presión aplicada, de la presión osmótica aparente y del área de la membrana presurizada.

Los componentes básicos de una instalación típica de osmosis inversa consisten en un tubo de presión conteniendo la membrana, aunque normalmente se utilizan varios de estos tubos, ordenados en serie o paralelo. Una bomba suministra en forma continua el fluido a tratar a los tubos de presión, y, además, es la encargada en la práctica de suministrar la presión necesaria para producir el proceso. Una válvula reguladora en la corriente de concentrado, es la encargada de controlar la misma dentro de los elementos (se denominan así a las membranas convenientemente dispuestas).

Hoy en día, hay 3 configuraciones posibles de la membrana: el elemento tubular, el elemento espiral y el elemento de fibras huecas. Más del 60% de los sistemas instalados en el mundo trabajan con elementos en espiral debido a 2 ventajas apreciables:

• Buena relación área de membrana/volumen del elemento.
• Diseño que le permite ser usado sin dificultades de operación en la mayoría de las aplicaciones, ya que admite un fluido con una turbiedad más de 3 veces mayor que los elementos de fibra hueca.

Este elemento fue desarrollado a mediados de la década del 60, bajo contrato de la oficina de aguas salinas. En la actualidad estos elementos se fabrican con membranas de acetato de celulosa o poliamidas y con distinto grados de rechazo y producción.

http://www.textoscientificos.com/quimica/osmosis/inversa

Mar Muerto

Mar Muerto

El mar Muerto es un lago endorreico salado situado en una profunda depresión a 416,5 m bajo el nivel del mar, entre Israel y Jordania. Ocupa la parte más profunda de una depresión tectónica atravesada por el río Jordán y que también incluye el lago de Tiberíades. Los griegos de la Antigüedad lo llamaban lago Asfaltites, por los depósitos de asfalto que se encuentran en sus orillas, conocidos y explotados desde la Edad Antigua.1 Tiene unos 80 km de largo y un ancho máximo de unos 16 km; su superficie es aproximadamente de 810 km². 

Recibe agua del río Jordán, de otras fuentes menores y de la escasa precipitación que se produce sobre el lago, y el nivel de sus aguas es el resultado del balance entre estos aportes y la evaporación. Las aguas de este mar son relativamente ricas en calcio, magnesio, potasio y bromo, y relativamente pobres en sodio, sulfatos y carbonatos, una composición significativamente diferente de la del agua de mar. Estrictamente hablando, la definición usual de salinidad no es aplicable; se define su cuasi-salinidad[cita requerida] basándose en el apartamiento de la densidad del agua de 1000 kg/m³ a una temperatura de referencia de 25 °C. La cuasi-salinidad de sus aguas profundas es de 235 kg/m³, que corresponde a una salinidad del 28%, y crece a una tasa de 0,5 kg/m³/año en verano, y prácticamente no decrece en invierno. En la capa superficial puede llegar a un máximo de 238–240 kg/m³ coincidiendo con la máxima temperatura 34–35 °C. La salinidad varía con la profundidad, la estación del año y el régimen hidrológico del lago, que pasa por períodos holomíticos y meromíticos.2 Como comparación, la salinidad promedio del agua de los océanos está entre 3,1–3,8%, es decir unas 9 veces menos. Ningún ser vivo habita en él, salvo las artemias. Tan elevada salinidad es lo que impide a un ser humano hundirse en sus aguas de forma natural, debido a que la elevada densidad de sus aguas (1 240 kg/m³) ejerce un empuje superior a la del mar (1 027 kg/m³), pudiéndose flotar sin ningún esfuerzo, característica que le ha hecho mundialmente popular. Con todo, no es el lago más salado de la Tierra, ya que lo superan el lago Assal en Yibuti y ciertos lagos antárticos.

Es rico en potasas, bromuro, yeso, sal y otros productos químicos que se extraen en gran cantidad y de manera muy económica. Las compañías israelíes y jordanas instaladas en la parte sur del mar Muerto, a ambos lados de la frontera, aprovechan dichos minerales para el desarrollo de una importante actividad económica. Para llevar a cabo el proceso de extracción de minerales, es necesario evaporar artificialmente agua del mar Muerto, proceso que contribuye al descenso de sus aguas, un hecho completamente evidente para todo aquel que visita la zona. Ambos países también utilizan las aguas del río Jordán, su principal tributario (y en la práctica, el único) para irrigar grandes extensiones de tierra agrícola.

• https://es.wikipedia.org/wiki/Mar_Muerto
• http://www.goisrael.es/Tourism_Spa/Destinations/Dead%20Sea/Paginas/The%20Dead%20Sea%20General%20Info.aspx

Árbol del Mangle

Árbol del Mangle

Mangles son árboles o arbustos leñosos que crecen en manglares. El mangle es un arbusto o árbol de las rizofóreas que tiene frutos , de tres a cuatro metros de altura, aunque a veces alcanza unos 15 m o más. Sus ramas largas y extendidas dan unos vástagos que descienden hasta tocar el suelo y arraigar en él. Tiene hojas pecioladas, opuestas, enteras, elípticas, obtusas y gruesas; flores axilares de cuatro pétalos amarillentos; fruto seco de corteza coriácea, pequeño y casi redondo y muchas raíces externas en parte.

Mangle rojo: Es un árbol siempre verde con hojas todo el año, en ocasiones puede parecer arbusto por su corta talla, generalmente de 8 a 25 m de altura, puede alcanzar diámetros de 30 a 40 cm. El fuste es recto o torcido, con enormes raíces zancudas y planas, con marcas blanquecinas en los tallos horizontales. Presenta raíces que son emergencias del suelo hacia el aire, se le llaman neumatóforos. La corteza externa es marcada con grietas finas, que forman cuadros de color gris claro, al rasparse se puede ver roja. Las ramas de color gris más oscuro que el tallo, presentan cicatrices de las hojas que van perdiendo. Las hojas se alternan dos en un sentido u orientación y otras dos posteriores en sentido contrario a las anteriores; se aglomeran en las puntas de las ramas, son láminas simples de 6 a 19 cm de largo y de 2.2 a 4.5 cm de ancho, terminan en punta fina, la base o área donde se insertan a la rama, es afinada, en la parte media alcanza la mayor dimensión de ancha; en la cara que dan al sol son verdes oscuras y en la parte inferior es verde amarillenta, con abundantes puntos negros, este árbol es perennifolio, siempre tiene hojas. Las flores se encuentran en pares, de forma estrellada de 2 a 2.5 cm de diámetro, los pétalos en la mitad inferior son blancos y la mitad superior de color rojizo moreno, florece todo el año. Los frutos, desde que están en el árbol, comienzan germinando una semilla que se encuentra en el interior del fruto, produce una raíz gruesa y verde, con la punta oscura, puede alcanzarhasta 40 cm de largo, una vez que alcanza este tamaño, la nueva planta cae del árbol madre para establecerse independientemente.

Mangle blanco:  El mangle blanco es un arbusto o árbol generalmente pequeño de hasta 20 metros de alto por 60 cm de diá- metro. Su tronco es recto con ramas ascendentes, copa redondeada y densa. Las ramas jóvenes son ligeramente aplanadas de color pardo moreno. Su madera no es durable, es medianamente pesada y difícil de trabajar por su tendencia a deformarse y rajarse. Su corteza externa es gris oscura a rojiza y se parte en pequeñas placas. La corteza interna es de color rosa a rojo oscuro, cambia a pardo rojizo y exuda un líquido rojizo. La parte interna del tronco (albura) es de color pardo amarillento o crema rojizo. Las hojas del mangle blanco son opuestas, elípticas y redondeadas tanto en la base como en el ápice, llegan a medir desde 4 a 10 cm de largo por 2 a 4 cm de ancho; la parte superior de la hoja (haz) es verde oscuro brillante y la parte inferior (envés) es verde amarillento. La base de las hojas (pecíolo) mide de 4 a 15 mm y posee un par de glándulas cerca de la base de la lámina. La hoja tiene numerosas glándulas hundidas en el envés de la lámina que pueden verse fácilmente a contra luz. Sus flores crecen en grupos en la punta de ramillas en las axilas de las hojas o al final de las ramas jóvenes. En conjunto flores y ramillas se conocen como inflorescencias y miden de 3 a 7 cm de largo. Las flores masculinas y las femeninas se desarrollan en diferentes individuos (especie dioica). Las partes externas de la flor se fusionaron formando un tubo (hipanto) con cinco lóbulos o dientes triangulares de aspecto de cera de 2 a 3 mm. Al final del tubo nacen cinco pétalos diminutos blancos y redondeados de 1 mm de largo.

Mangle negro: El Mangle Negro es un árbol pequeño o arbusto de gran talla, perenne, generalmente de 2 a 8 m de altura, en algunos casos hasta 30 m. Su tronco mide de 20 a 60 cm de diámetro. Sus raíces son superficiales, crecen erectas y saliendo del agua alrededor del tronco principal, y están modificadas (neumatóforos) para permitir la absorción de oxígeno en suelos pantanosos. Su corteza tiene fisuras pequeñas y es rojiza en el interior. Sus hojas son opuestas y de tamaño variable, entre 3 y 12 cm de largo por 1 a 4 cm de ancho. La base de las hojas (peciolo) es gruesa llegando a medir 13 mm. La lámina de la hoja tiene forma de lanza. La textura y apariencia del haz (cara superior) es verde brillante, lisa. El envés (cara inferior) es pálido y presenta muchos pelos diminutos y abundantes. Los pétalos de color verdoso, crema o blanco forman un tubo de 3 a 4 mm de largo, liso y con cuatro lóbulos desiguales redondeados de 3 a 5 mm de largo. Tiene cuatro estambres (órganos masculinos) de 4 a 5 mm de largo que nacen en la base del tubo y son alternos a los pétalos. El estilo (órgano femenino) mide de 1 a 3 mm. Las plantas alcanzan la madurez sexual cuando tienen de 2 a 3 m de altura. Sus flores son muy pequeñas y crecen en grupos en la punta de ramillas especializadas (flores y ramillas se conocen como inflorescencias) que miden de 2 a 6 cm de longitud. Las flores son sésiles de 1 a 2 cm de ancho y poseen órganos femeninos y masculinos (especie monoica).

• http://www.biodiversidad.gob.mx/v_ingles/species/especies_priori/fichas/pdf/mangleNegro.pdf

• http://www.biodiversidad.gob.mx/v_ingles/species/especies_priori/fichas/pdf/Mangleblanco02jul09.pdf

• http://www.verarboles.com/Mangle%20Rojo/manglerojo.html