Na natureza a água de um modo geral, depois de submetida a processos de tratamento por filtração, apresenta-se praticamente isenta de sólidos em suspensão, embora ainda não seja um composto quimicamente puro, pois apresenta ainda, sais e ácidos alem de algumas substâncias dissolvidas.
Os sais e ácidos, não se dissolvem na água como moléculas , mas se dissociam nela em partículas bem menores, eletricamente carregadas, chamadas íons.
Para se ter uma ideia melhor, o Cloreto de Sódio (NaCl) em solução aquosa, não apresenta moléculas dissolvidas de NaCl (eletricamente neutras), mas moléculas dissociadas na água, como íons positivos (cátions Na+) e íons negativos (ânions CL-).
Aplicações Industriais
As aplicações industriais geralmente exigem uma água com características específicas como por exemplo para alimentação de caldeiras. Essa água não deve conter sais de Cálcio, Magnésio, Óxido de Silício e não deve apresentar substâncias dissolvidas ou ainda combinações dessas substâncias.
O processo normalmente utilizado para a obtenção de água, com as características e condições acima é o da permutação iônica, onde íons dissolvidos na água entram em contato com determinadas substâncias sólidas, insolúveis na água, pelas quais são adsorvidos e permutados por outros íons.
Essa permutação de íons, somente pode ser efetuada com íons de mesma carga elétrica, isto é, permuta de cátions/cátions e ânions/ânions. As substâncias que efetuam essas permutas de íons são resinas obtidas sinteticamente, em forma de pequenos grânulos (~0,5mm) denominadas resinas permutadoras de íons ou mais comumente resinas trocadoras catiônicas e aniônicas.
O processo de tratamento que emprega as resinas trocadoras catiônicas e aniônicas é denominado desmineralização. Neste tipo de tratamento temos a substituição dos íons catiônicos (Ca, Mg, Na) por íons hidrogênio e dos íons aniônicos (Cloretos, Sulfatos, Carbonatos, Sílica, Bicarbonatos, Gás Carbônico e Nitratos) por íons hidroxila.
Deste modo, elimina-se grande parte dos sais presentes na água, tornando-a equivalente à água destilada, eliminando assim o problema de incrustações, cristalizações e corrosões.
Desmineralização
A desmineralização é um processo em que se remove os sais minerais da água mediante troca iônica.
Somente as substâncias que se ionizam na água podem ser removidas através de resinas trocadoras de íons.
A desmineralização inclui duas reações de troca iônica. Os cátions como Cálcio, Magnésios removem-se com resinas catiônicas (Ciclo Hidrogênio). Os ânions como Cloretos, Sulfatos e Nitratos, removem com resinas aniônicas.
A água a ser tratada passa opcionalmente primeiro por um Filtro de Carvão para remover o íon cloro presente na água potável com o objetivo de aumentar a vida útil das resinas, em seguida por um Trocador Catiônico, fluindo no sentido ascendente, deixando por troca iônica os minerais que lhe dão dureza, levando consigo íons H+.
A troca iônica, sendo um fenômeno superficial, para ser bem efetuada necessita que a resina esteja com sua capacidade de troca prolongada o maior tempo possível, dentro de seu limite intrínseco.
Portanto, a água deve ser livre de materiais em suspensão e oleaginosos, pois a sua presença produz a colmatação da resina, necessitando proceder nesse caso, lavagem freqüente.
Regeneração – Resina Catiônica
A regeneração da resina catiônica é feita por meio de solução de Ácido Clorídrico, que com a sua passagem, retira os íons de minerais retidos, deixando íons H+ em seu lugar, permitindo obter uma água contendo somente os ácidos dos sais dissolvidos na água.
Esta regeneração deve ser feita em contracorrente e após o abaixamento de nível.
A resina catiônica regenerada com solução ácida permite obter a redução completa da alcalinidade e realizar assim uma desmineralização parcial por simples filtração.
Após passar pelo Trocador Catiônico, a água flui através do Trocador de Ânion, e em presença de resinas aniônicas a água tratada desta forma ficará isenta de quase todos os sais dissolvidos.
Regeneração – Resina Aniônica
A regeneração da resina aniônica é feita por meio de solução de Soda Cáustica, que em passagem retira da água os íons de minerais retidos, deixando íons OH+ em seu lugar concluindo assim o processo de desmineralização com uma qualidade de água superior a da água destilada.
Os vasos trocadores de cátion e ânion possuem distribuidores internos, para otimizar a distribuição homogeneamente da água durante a operação, bem como a perfeita distribuição da água em toda a área interna do vaso durante a fase de contra-lavagem das resinas.
Estes vasos possuem internamente coletor e distribuidor superior de água, para permitir o perfeito desempenho da unidade nas fases de operação e regeneração das resinas trocadoras.
Reiterando, a água tendo passado pelos Trocadores de Cátion e de Ânion, é considerada uma água desmineralizada, sendo utilizada em processos industriais, principalmente nos Químicos, Farmacêuticos, alimentação de caldeiras de media ou alta pressão, na geração de vapor por turbinas, além de outras finalidades que necessitem de água pura, com reduzido teor de sólidos dissolvidos e sem contaminantes. A pureza é medida através da condutividade elétrica, provocada pela presença de íons inorgânicos (cátions e ânions), sendo necessário removê-los para atingir a qualidade requerida.
Os sistemas de Desmineralização, se processam em leitos de resinas sintéticas, dentro de colunas metálicas pressurizadas, revestidas internamente com ebonite ou materiais termos plásticos como PVC, PP, resina de poliéster estruturada com fibra de vidro.
