Métodos para obtener agua pura en el laboratorio
La calidad del agua es un factor crítico en numerosos procedimientos de laboratorio. La elección del método de purificación dependerá tanto de la calidad del agua de partida como del grado de pureza requerido para cada aplicación. Cada técnica elimina determinados contaminantes con mayor o menor eficacia, por lo que conocer sus limitaciones resulta esencial para seleccionar el sistema más adecuado.
En este artículo repasamos los principales métodos para obtener agua pura en el laboratorio y las características del agua obtenida en cada caso.
Filtración del agua
La filtración consiste en hacer pasar el agua a través de un medio filtrante capaz de retener partículas en suspensión. El sistema más sencillo utilizado en laboratorio es el formado por un papel de filtro colocado en un embudo, aunque existen sistemas mucho más avanzados basados en cartuchos, membranas y filtros especiales.
La microfiltración y la ultrafiltración permiten eliminar partículas muy finas e incluso determinadas bacterias, pero normalmente no eliminan las sales disueltas, la mayoría de los virus ni otras moléculas de pequeño tamaño. Por este motivo, la filtración suele constituir únicamente la primera etapa de un proceso completo de purificación del agua.
Agua obtenida por ósmosis inversa
La ósmosis inversa utiliza membranas semipermeables y presión para separar el agua de la mayor parte de las sales disueltas y otros contaminantes. A diferencia de la ósmosis natural, en este proceso se aplica presión sobre el agua de mayor concentración para forzar el paso de las moléculas de agua a través de la membrana.
Se trata de uno de los métodos más eficaces para eliminar partículas, bacterias y una gran parte de las sales minerales, además de reducir significativamente virus, pirógenos y numerosos compuestos orgánicos. Por ello, es uno de los sistemas más utilizados como etapa previa en la producción de agua ultrapura.
Agua desionizada o desmineralizada
La desionización elimina los iones presentes en el agua mediante resinas de intercambio iónico o sistemas de electrodesionización. Durante el proceso, los cationes y aniones son sustituidos por iones hidrógeno e hidroxilo, reduciendo considerablemente la conductividad del agua.
El agua desionizada resulta adecuada para aplicaciones donde es importante minimizar el contenido de sales minerales. Sin embargo, este tratamiento no elimina partículas, microorganismos, virus ni pirógenos, por lo que puede ser necesario combinarlo con otros sistemas de purificación.
Al presentar una elevada capacidad para disolver sustancias, el agua desionizada debe almacenarse preferentemente en recipientes de plástico o vidrio. Además, absorbe fácilmente dióxido de carbono del aire, lo que puede modificar ligeramente su pH con el tiempo.
Agua destilada
La destilación continúa siendo el método de referencia para producir agua de alta pureza en numerosos laboratorios. El proceso consiste en evaporar el agua y condensar posteriormente el vapor obtenido, separando así la mayor parte de las impurezas presentes.
La destilación elimina prácticamente todas las bacterias, virus, pirógenos y gran parte de las sustancias disueltas, proporcionando un agua de elevada calidad para numerosas aplicaciones analíticas y de preparación de reactivos.
Aunque su coste energético es superior al de otros sistemas de purificación, sigue siendo una solución ampliamente utilizada gracias a su elevada fiabilidad. Muchos laboratorios disponen de destiladores de agua adaptados al volumen de producción necesario.
¿Qué método de purificación elegir?
La elección dependerá del uso previsto del agua:
- Filtración: elimina partículas y constituye la primera etapa de muchos sistemas de purificación.
- Ósmosis inversa: reduce eficazmente sales, microorganismos y numerosos contaminantes.
- Desionización: elimina los iones disueltos y reduce la conductividad del agua.
- Destilación: proporciona agua de muy alta pureza y sigue siendo el método de referencia en numerosos laboratorios.
En muchos equipos modernos se combinan varias de estas tecnologías para obtener agua con niveles de pureza adecuados para aplicaciones analíticas, microbiológicas o instrumentales de alta exigencia.
Comparativa de los métodos de purificación del agua
| Método | Elimina principalmente | Limitaciones | Aplicaciones habituales |
|---|---|---|---|
| Filtración | Partículas en suspensión | No elimina sales disueltas ni la mayoría de los microorganismos y virus. | Pretratamiento del agua y filtración de muestras. |
| Ósmosis inversa | Sales, bacterias, partículas y gran parte de los compuestos orgánicos. | No produce agua ultrapura por sí sola. | Alimentación de equipos de agua pura y producción de agua para uso general. |
| Desionización | Iones disueltos (cationes y aniones). | No elimina microorganismos ni materia orgánica. | Preparación de reactivos y reducción de la conductividad. |
| Destilación | Sales, microorganismos y gran parte de las impurezas. | Mayor consumo energético y producción más lenta. | Preparación de reactivos, análisis químicos y aplicaciones generales de laboratorio. |
| Sistemas combinados | Sales, microorganismos, partículas, materia orgánica, endotoxinas y trazas. | Mayor coste de adquisición y mantenimiento. | HPLC, ICP-MS, biología molecular, cultivo celular y otras técnicas analíticas de alta exigencia. |
Relación entre la calidad del agua y sus aplicaciones
| Calidad del agua | Aplicaciones habituales |
|---|---|
| Agua filtrada | Lavado previo de material y pretratamiento. |
| Agua por ósmosis inversa | Lavado de material, alimentación de equipos y preparación de agua purificada. |
| Agua desionizada | Preparación de reactivos generales y enjuague final del material. |
| Agua destilada | Análisis químicos, preparación de soluciones y reactivos de laboratorio. |
| Agua ultrapura (Tipo I ASTM / ISO 3696 Grado 1, obtenida mediante procesos combinados) | HPLC, LC-MS, ICP-MS, biología molecular, cultivo celular y técnicas instrumentales de alta sensibilidad. |
Preguntas frecuentes (FAQ)
¿Cuál es el método más eficaz para obtener agua pura en el laboratorio?
Depende del grado de pureza requerido. La destilación proporciona agua de muy alta calidad mediante un único proceso, mientras que los sistemas modernos suelen combinar ósmosis inversa, desionización, filtración y otros tratamientos para producir agua ultrapura.
¿Qué diferencia existe entre agua destilada y agua desionizada?
El agua destilada se obtiene mediante evaporación y condensación, eliminando la mayoría de las impurezas. El agua desionizada elimina principalmente los iones disueltos mediante resinas de intercambio iónico, pero puede seguir conteniendo microorganismos o compuestos orgánicos.
¿La ósmosis inversa elimina las bacterias?
Sí. Las membranas de ósmosis inversa retienen bacterias y reducen significativamente virus, sales y otros contaminantes, aunque en aplicaciones de máxima pureza suele combinarse con tratamientos adicionales.
¿Para qué sirve el agua desionizada?
Se utiliza en análisis químicos, preparación de reactivos, limpieza de instrumental y otras aplicaciones donde es importante minimizar el contenido de sales minerales.
¿Puede utilizarse agua destilada comprada en supermercados?
No siempre. Algunas aguas comercializadas como "agua destilada" han sido obtenidas mediante otros procesos de purificación. Para aplicaciones de laboratorio es recomendable utilizar agua cuya calidad y método de producción estén claramente especificados.