Che cos’è l’acqua deionizzata?

L'acqua deionizzata, oppure demineralizzata, è acqua dalla quale sono stati rimossi la maggior parte degli ioni. Gli ioni sono atomi o molecole che presentano una variazione nel numero di protoni e di elettroni: quando lo ione presenta più elettroni che protoni si definisce ione negativo, o anione; quando lo ione presenta più protoni che elettroni, si forma uno ione positivo, chiamato catione. 

Il processo di deionizzazione è un metodo di purificazione dell'acqua che rimuove gli ioni minerali disciolti (sia positivi che negativi) e si ottiene utilizzando delle resine a scambio ionico che trattengono gli ioni contaminanti, producendo acqua ad alta purezza con un contenuto minerale molto ridotto.

L'acqua deionizzata è diversa dall'acqua distillata, sebbene siano entrambe forme di acqua purificata: il processo di deionizzazione produce acqua ad alta purezza rimuovendo gli ioni minerali disciolti, mentre il processo di distillazione fa bollire l'acqua che successivamente si  condensa in vapore, eliminando sia contaminanti minerali solidi che contaminanti organici.

A cosa serve l'acqua deionizzata?

L'acqua deionizzata viene utilizzata in varie applicazioni, caratterizzate dalla necessità di utilizzare acqua ad alta purezza. Questo tipo di acqua rappresenta una soluzione fondamentale quando è richiesta l'assenza di contaminanti che potrebbero interferire con processi delicati o compromettere la qualità dei risultati. 

La sua peculiarità risiede nella capacità di garantire prestazioni ottimali in tutti quei contesti dove anche la minima presenza di sostanze ioniche potrebbe causare problemi di funzionamento, alterazioni chimiche o depositi indesiderati. Ecco alcune applicazioni:

• Processi Industriali

Varie industrie fanno ampio uso di acqua pura e deionizzata. Tra queste vi sono l'industria della lavorazione chimica, petrolchimica, farmaceutica, energetica, alimentare e delle bevande insieme alla microelettronica. L'utilizzo di acqua deionizzata in questi contesti è fondamentale per evitare contaminazioni, prevenire la formazione di incrostazioni nelle apparecchiature, assicurare la stabilità delle reazioni chimiche e mantenere gli standard qualitativi richiesti dalle normative internazionali. Per questi motivi, l'acqua deionizzata rappresenta un elemento imprescindibile nelle linee di produzione moderne, dove precisione, affidabilità e purezza sono requisiti non negoziabili per il successo delle operazioni e la competitività sul mercato.

• Automotive

L'acqua deionizzata è comunemente utilizzata nei sistemi di raffreddamento dei motori poiché il basso livello di contenuto minerale riduce la possibilità di un accumulo di incrostazioni, prolungando così la vita dell’intero sistema. Viene anche spesso utilizzata per lavare e risciacquare le superfici del veicolo prima della finitura di vernice, per migliorarne l'adesione.

• Applicazioni di Raffreddamento

La progettazione dei sistemi di raffreddamento richiede una considerazione speciale per evitare tempi di inattività. Tali sistemi richiedono un controllo rigoroso e un monitoraggio continuo della conduttività dell'acqua di raffreddamento per garantire che le temperature richieste siano mantenute.
L'acqua deionizzata è la scelta preferibile per questo tipo di applicazioni in quanto ha un livello di conduttività elettrica molto basso e non comporta un accumulo indesiderato di incrostazioni.

• Alimentazione Caldaie

L'acqua di alimentazione delle caldaie viene pompata nel corpo cilindrico della caldaia, dove si trasforma in vapore. Se quest'acqua contiene minerali disciolti in grande quantità, si verificherà un accumulo di incrostazioni nel corpo cilindrico.
La qualità dell'acqua di alimentazione della caldaia è, quindi, chiaramente importante in quanto influisce direttamente sulle prestazioni della caldaia e, quindi, ne prolunga anche la vita.

• Chimica e Applicazioni di Laboratorio

I risultati dei test chimici e delle analisi che si svolgono in laboratorio possono ritenersi accurati e affidabili solamente se sono stati ottenuti utilizzando acqua la cui purezza è certificata e rigorosamente controllata. La qualità dell'acqua impiegata nelle procedure analitiche rappresenta infatti un fattore critico che può influenzare significativamente l'esito delle misurazioni e la validità dei dati sperimentali. Anche la minima presenza di contaminanti può alterare i risultati e compromettere l'integrità della ricerca scientifica. 
È altrettanto necessaria acqua adeguatamente pura per la pulizia delle attrezzature di laboratorio, per il risciacquo della vetreria e per i processi di sterilizzazione. 

Per standardizzare e garantire la qualità dell'acqua utilizzata, i livelli di purezza sono stati classificati in categorie che vanno dal Tipo I al Tipo IV, dove il Tipo I è definito "ultrapuro" e rappresenta il massimo grado di purificazione raggiungibile, con una conducibilità elettrica estremamente bassa e l'assenza pressoché totale di contaminanti organici, inorganici e microbiologici.

Come produrre acqua deionizzata

Il processo di deionizzazione dell'acqua si basa su un meccanismo di scambio ionico che rimuove tutti gli ioni carichi presenti nell'acqua, sia positivi (cationi) come calcio, magnesio e sodio, che negativi (anioni) come cloruri, solfati e nitrati, sostituendoli con ioni Idrogeno (H⁺) e Idrossile (OH⁻) che si combinano spontaneamente per formare molecole di H₂O pura. Questo processo chimico-fisico permette di ottenere acqua con una conducibilità elettrica estremamente ridotta e priva delle impurità ioniche. Per raggiungere questo obiettivo vengono utilizzate varie tecnologie, che possono essere impiegate singolarmente o in combinazione tra loro, a seconda della qualità della fonte d'acqua di partenza, del grado di contaminazione iniziale e dei livelli di purezza dell'acqua richiesti dall'applicazione finale.

Deionizzazione tramite Elettrodeionizzazione
L'elettrodeionizzazione (EDI) comporta l'uso di elettricità. Nel processo vengono utilizzate membrane a scambio ionico e resine deionizzanti.
L'acqua viene fatta passare tra un anodo e un catodo; utilizzando membrane speciali, dette ionoselettive per separare gli ioni caricati positivamente, che sono attratti dal catodo, e gli ioni caricati negativamente, che sono attratti verso l'anodo.
Alcuni sistemi EDI sono definiti sistemi di elettrodeionizzazione continua (CEDI) poiché la corrente elettrica è responsabile della rigenerazione continua della massa di resina richiesta.

Deionizzazione tramite Osmosi Inversa
La deionizzazione avviene anche dopo che l'acqua è stata fatta passare attraverso un sistema di osmosi inversa (RO). L'osmosi inversa può rimuovere fino al 99,9% dei contaminanti. Questa tecnologia lascia passare solo le particelle più piccole, che andranno filtrate successivamente con membrane di deionizzazione e resina; produce un acqua ad alta purezza.

Conclusione

L'acqua deionizzata rappresenta una risorsa fondamentale per innumerevoli applicazioni che richiedono elevati standard di purezza, dalla ricerca scientifica ai processi industriali più complessi. La sua capacità di garantire risultati affidabili, proteggere le apparecchiature e assicurare la qualità dei prodotti finali la rende insostituibile in contesti dove anche la minima contaminazione può compromettere l'intero processo. 

Grazie alle moderne tecnologie di purificazione, come l'elettrodeionizzazione e l'osmosi inversa, è oggi possibile ottenere acqua con livelli di purezza personalizzati in base a specifiche esigenze operative. Investire in sistemi di deionizzazione significa quindi garantire efficienza, sicurezza e conformità agli standard qualitativi più rigorosi.