Sólidos Disueltos Totales (TDS) en el Agua: Significado y Tratamiento
¿Qué son los sólidos disueltos totales?
Los Sólidos Disueltos Totales (TDS) son una medida del contenido combinado de todas las sustancias inorgánicas y orgánicas disueltas en el agua. Estas sustancias incluyen minerales, sales, metales, cationes (calcio, magnesio, sodio, potasio), aniones (bicarbonato, cloruro, sulfato, nitrato) y pequeñas cantidades de materia orgánica. El TDS se expresa en miligramos por litro (mg/L) o partes por millón (ppm).
El TDS proviene principalmente de fuentes naturales a través de la disolución de rocas y minerales conforme el agua se mueve a través del suelo y las formaciones geológicas. La piedra caliza se disuelve aportando calcio y bicarbonato. El yeso aporta calcio y sulfato. La halita (sal de roca) aporta sodio y cloruro. El TDS de una fuente de agua refleja las características geológicas de la cuenca o acuífero.
Las fuentes antropogénicas de TDS incluyen la escorrentía agrícola con fertilizantes disueltos, la aplicación de sal en carreteras en climas fríos, las descargas de aguas residuales industriales, los efluentes de tratamiento de aguas residuales y la escorrentía pluvial urbana. La intrusión de agua de mar en acuíferos costeros puede aumentar dramáticamente el TDS, ya que el agua de mar tiene un TDS de aproximadamente 35,000 mg/L.
El TDS está estrechamente relacionado con la conductividad eléctrica (CE) porque los iones disueltos conducen electricidad. La relación entre TDS y CE depende de la composición iónica específica pero se aproxima comúnmente como TDS (mg/L) = CE (microsiemens/cm) x 0.55 a 0.70.
Efectos del alto TDS en el agua
El TDS afecta la calidad del agua principalmente a través de impactos estéticos y operacionales. El agua con TDS superior a 500 mg/L puede tener un sabor salado, amargo o mineral perceptible. El sabor específico depende de los iones predominantes: el cloruro de sodio produce un sabor salado, el sulfato de magnesio un sabor amargo, y el bicarbonato de calcio un sabor plano o calcáreo.
Un alto TDS puede causar incrustaciones en tuberías, calentadores de agua y equipos industriales cuando el agua está sobresaturada con carbonato de calcio o sulfato de calcio. Un TDS elevado también aumenta la corrosividad cuando ciertos iones (cloruro, sulfato) predominan, acelerando el deterioro de tuberías metálicas y equipos.
En aplicaciones industriales, el TDS es un parámetro crítico. El agua de alimentación para calderas, agua de enfriamiento, fabricación farmacéutica, producción electrónica y manufactura de alimentos y bebidas tienen límites específicos de TDS. El agua de alta pureza para la fabricación de semiconductores requiere TDS inferior a 0.1 mg/L (medido como resistividad de 18.2 megaohm-cm).
La OMS señala que el agua con TDS superior a 1,000 mg/L es generalmente desagradable al paladar, y concentraciones superiores a 1,200 mg/L pueden causar efectos gastrointestinales. Sin embargo, el TDS no es un parámetro basado en la salud; la importancia sanitaria depende de los constituyentes disueltos específicos, no del valor agregado de TDS.
Directrices y clasificaciones de TDS
| Organismo regulador / Clasificación | Norma | TDS (mg/L) |
|---|---|---|
| OMS | Buena palatabilidad | < 600 |
| U.S. EPA | MCL secundario (SMCL) | 500 |
| Clasificación del agua | Agua dulce | < 1,000 |
| Clasificación del agua | Agua salobre | 1,000 - 10,000 |
| Clasificación del agua | Agua salina | 10,000 - 35,000 |
| Clasificación del agua | Agua de mar | ~35,000 |
El SMCL de la EPA de 500 mg/L es una directriz estética no obligatoria. No existe un MCL sanitario de la EPA para TDS total porque la importancia para la salud depende de los iones específicos presentes, cada uno con su propia norma regulatoria.
Cómo medir el TDS
El TDS puede medirse mediante dos métodos principales. El método gravimétrico (Método Estándar 2540C) implica evaporar una muestra de agua filtrada a 180 grados Celsius y pesar el residuo. Este es el método definitivo y proporciona la medición de TDS más precisa.
El método de conductividad estima el TDS midiendo la conductividad eléctrica del agua y aplicando un factor de conversión. Los medidores de TDS portátiles utilizan este enfoque y proporcionan mediciones de campo rápidas y económicas. Sin embargo, la precisión depende de la adecuación del factor de conversión para la química específica del agua.
Para una evaluación integral de la calidad del agua, un análisis completo de iones (calcio, magnesio, sodio, potasio, bicarbonato, cloruro, sulfato, nitrato y sílice) es más informativo que una sola medición de TDS, ya que identifica los constituyentes específicos presentes y sus concentraciones en relación con los límites regulatorios individuales.
Métodos de tratamiento para la reducción de TDS
Ósmosis inversa
La ósmosis inversa es la tecnología más utilizada para la reducción de TDS, logrando un rechazo del 95-99% de sales disueltas. La OI es eficaz en todo el rango de concentraciones de TDS, desde el pulido de agua dulce de bajo TDS hasta la desalinización de agua salobre y de mar. El diseño del sistema, la selección de membranas y la presión de operación están determinados por el TDS y la composición del agua de alimentación.
Destilación
La destilación térmica (destilación multiefecto y destilación flash multietapa) produce agua de muy bajo TDS evaporando y recondensando vapor purificado. La destilación es intensiva en energía pero se utiliza en desalinización a gran escala, particularmente en Oriente Medio, y en aplicaciones que requieren agua de la más alta pureza.
Intercambio iónico / Desionización
La desionización por lecho mixto utilizando resinas de intercambio catiónico y aniónico elimina virtualmente todos los iones disueltos, produciendo agua con resistividad de hasta 18.2 megaohm-cm. Los sistemas de desionización se utilizan en aplicaciones de laboratorio, farmacéuticas, electrónicas y de agua de alimentación para calderas. Las resinas requieren regeneración periódica con ácido y sosa cáustica.
Electrodiálisis
La electrodiálisis (ED) y la electrodiálisis reversible (EDR) utilizan membranas selectivas de iones y corriente eléctrica para separar los iones disueltos del agua. ED/EDR es particularmente eficiente para la desalinización de agua salobre (TDS 1,000-5,000 mg/L) y ofrece ventajas en la recuperación de agua en comparación con la OI para ciertas aplicaciones.
Nanofiltración
Las membranas de nanofiltración proporcionan una reducción parcial de TDS (50-90%), eliminando selectivamente los iones divalentes mientras permiten el paso de la mayoría de los iones monovalentes. La NF opera a presiones más bajas que la OI y se utiliza para aplicaciones de ablandamiento y desalinización parcial.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es un buen nivel de TDS para el agua potable?
El MCL secundario de la EPA para TDS es 500 mg/L, una directriz estética no obligatoria. La OMS señala que el agua con TDS inferior a 600 mg/L generalmente se considera de buena calidad. El agua con TDS inferior a 300 mg/L se considera excelente. Un TDS superior a 1,000 mg/L generalmente resulta desagradable al paladar, y por encima de 1,200 mg/L puede causar efectos gastrointestinales.
¿Un medidor de TDS mide la seguridad del agua?
No. Un medidor de TDS mide la conductividad eléctrica, que se correlaciona con el contenido total de minerales disueltos pero no indica la seguridad del agua. El agua con bajo TDS puede contener contaminantes dañinos como bacterias, pesticidas y compuestos orgánicos volátiles que no afectan significativamente las lecturas de TDS. El TDS es un indicador general de calidad del agua, no una medida de seguridad.
¿Qué causa un alto TDS en el agua?
El alto TDS en el agua resulta de la disolución de minerales de formaciones geológicas (calcio, magnesio, sodio, bicarbonatos, sulfatos y cloruros), la escorrentía agrícola con residuos de fertilizantes, la escorrentía pluvial urbana, las descargas industriales y la intrusión de agua de mar en zonas costeras. La evaporación en climas áridos también concentra los sólidos disueltos en aguas superficiales y subterráneas.
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