Determinación de la capacidad de resinas de intercambio aniónico para eliminar silicatos

Fundamento

En una planta de desmineralización de agua para calderas, la sílice es el contaminante crítico: volatiliza con el vapor a alta presión y se deposita en los álabes de la turbina, donde forma incrustaciones que no se limpian sin desarmar la máquina. La retiene la resina aniónica fuertemente básica, pero la sílice es el anión que la resina sostiene con menos afinidad, de modo que es el primero que se fuga cuando el lecho empieza a agotarse: la conductividad del agua tratada todavía está bien y la sílice ya se escapó. Por eso la capacidad específica de la resina para silicatos, y no su capacidad total de intercambio, es el parámetro que gobierna el diseño y la operación del ciclo. El ensayo la determina en columna, que es la única manera de reproducir la dinámica real. Se acondiciona y se regenera una cantidad conocida de resina en las condiciones de la planta, se la carga en una columna de dimensiones definidas y se hace pasar por ella una solución de silicato de concentración conocida a un caudal específico controlado, que es la variable que más afecta el resultado porque el intercambio de la sílice es lento y depende del tiempo de contacto. Se recoge el efluente en fracciones y se determina en cada una el silicato, por el método espectrofotométrico del molibdosilicato. Con esos datos se construye la curva de fuga, que es plana mientras la resina retiene y sube bruscamente cuando el frente de intercambio llega al fondo de la columna. La capacidad se calcula integrando la cantidad de silicato retenido hasta el punto de fuga definido, y se expresa por unidad de volumen o de masa de resina. El ensayo se hace sobre resina nueva para verificar la especificación del proveedor y sobre resina en servicio para cuantificar su pérdida de capacidad, que es lo que justifica un recambio y que de otro modo se decide por corazonada.

Analito (qué se busca)

Silicatos retenidos por la resina

Matriz (en qué muestra)

Resinas de intercambio aniónico fuertemente y débilmente básicas; resinas nuevas en recepción y resinas en servicio en plantas de desmineralización; lechos mixtos; resinas en evaluación de reemplazo y en diagnóstico de agotamiento

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Columna de vidrio de dimensiones definidas con distribuidor y control de caudal; bomba dosificadora o sistema de alimentación por gravedad con caudal regulado; colector de fracciones; espectrofotómetro ultravioleta-visible; medidor de conductividad y de pH; balanza; material volumétrico de plástico para las soluciones de sílice.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Solución de silicato de concentración conocida preparada con patrón trazable; molibdato de amonio y agente reductor para la determinación espectrofotométrica; ácido oxálico o tartárico para enmascarar el fosfato; regenerante alcalino de la concentración de la planta; agua ultrapura de bajo contenido de sílice.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Muestra de resina representativa del lote o del lecho, tomada con sonda a distintas profundidades; matraces y vasos de plástico, porque el vidrio aporta sílice; planillas de volumen de efluente y de sílice por fracción; identificación de la resina, del fabricante, del tipo, del lote y de las horas de servicio si está en uso.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Reactivos; regenerante; la muestra de resina.

Unidad

mol/kg · capacidad para silicatos por unidad de volumen de resina (eq/L o g de dióxido de silicio por litro) · curva de fuga de sílice contra volumen tratado · punto de fuga adoptado y volumen tratado hasta alcanzarlo · caudal específico empleado (volúmenes de lecho por hora) · condiciones de regeneración aplicadas · capacidad de la resina nueva contra la de la resina en servicio, cuando se comparan

Rango de referencia

El intercambio de la sílice es lento: a caudal específico mayor que el del ensayo la capacidad aparente cae bastante, de modo que un dato tomado a otra velocidad no sirve para dimensionar el lecho

Norma que lo exige

Las especificaciones de compraventa de resinas de intercambio iónico, que declaran capacidades; las normas de calidad de agua de alimentación de calderas, que limitan la sílice del ciclo; los procedimientos de operación y de mantenimiento de las plantas de desmineralización; las normas de acreditación del laboratorionorma argentina

Norma que describe la técnica

IRAM 41319, Resinas de intercambio aniónico. Método de determinación de la capacidad para eliminar silicatos de aguas descarbonatados y desmineralizados. La norma IRAM de resinas para intercambio iónico que fija el método de determinación de la capacidad de las resinas de intercambio aniónico para eliminar silicatos, con las condiciones de la columna, el caudal específico, el punto de fuga y el cálculo; las normas internacionales equivalentes de ensayo de resinas de intercambio; los procedimientos del laboratorionorma argentina

Edición y vigencia de la norma

Norma IRAM de determinación de la capacidad de resinas de intercambio aniónico para eliminar silicatos

Volumen de muestra

De 50 a 200 mL de resina por ensayo

Conservación y transporte

La resina se conserva húmeda y cerrada desde la toma hasta el ensayo: una resina que se seca cambia de volumen, se fisura y pierde capacidad de manera irreversible, y el resultado ya no es el de la resina del lecho.

Límite de detección típico

El método espectrofotométrico detecta desde alrededor de 10 µg/L de dióxido de silicio en el efluente

Incertidumbre típica

Del 5 al 15 % sobre la capacidad

Área

Aguas; Química analítica; Energía y biogás

Fecha de última actualización: 22/9/2026