Estándares de calidad en agua grado reactivo

La calidad del agua de uso en el laboratorio o en aplicaciones donde se requiere de agua con un contenido mínimo de impurezas, puede ser establecida en base a diferentes normas o criterios, dependiendo de la institución u organismo que establece los estándares.

La industria de componentes electrónicos, las asociaciones medicas, la industria farmacéutica, etc., establecen sus propios criterios de calidad que aunque son muy similares, difieren entre si. La ASTM (American Society for Testing and Materials), es la institución más reconocida y que se dedica específicamente al establecimiento de estándares o valores guía para la calidad del agua con estas características.

Los estándares establecidos, determinan la calidad del agua por su conductividad que se expresa en micosiemens por centímetro (mS/cm) es una medida indirecta del contenido de sales que contiene el agua. La resistividad es lo inverso y sus unidades para el agua de alta pureza son megaohms (MW).

El agua químicamente pura tiene una conductividad de 0.056 mS/cm o 18 MW. Este es el máximo grado de pureza que se puede obtener y es el agua Tipo I de acuerdo a los estándares de la ASTM.

Otros parámetros que caracterizan el tipo de agua son el pH, el carbono orgánico total, sodio, cloruros y sílice.

De estos parámetros los que son más fáciles de medir y de controlar es la conductividad o la resistividad, los cuales se miden con un conductímetro.

El pH no es un parámetro de calidad del agua ya que medir el pH al agua de alta pureza no es fácil y se requiere de un electrodo especial o se debe agregar sales al agua para poder establecer una diferencia de potencial entre el electrodo y la solución.

La sílice si es muy importante como parámetro de calidad del agua, ya que adicionalmente a la conductividad, la presencia de sílice, no afecta la calidad del agua, sino que la sílice se encuentran en solución como ácido silícico que se disocia de la siguiente manera:

H2SiO4   Þ H+ + HSiO3-

El ácido silícico tiene una constante de disociación muy pequeña, por lo que no se disocia fácilmente,

Si el agua se trata con una resina catiónica/aniónica, el HSiO3- se adhiere a la resina y es removido. La ausencia o presencia mínima de ácido silícico, es evidencia de que el agua es de alta pureza ya que este ión es el más persistente.

Clasificación del agua de acuerdo a su calidad fisicoquímica

NL: No hay límite establecido

Clasificación del agua de acuerdo a su calidad microbiológica

También el agua es clasificada de acuerdo a su calidad microbiológica, como agua tipo A, B y C

¿Qué calidad de agua requiero?

El agua que se debe emplear en laboratorio esta en función de los criterios de calidad del usuario, Para preparación de soluciones de laboratorios como: soluciones de titulación, soluciones buffer, para lavado de material de vidrio, etc. el agua empleada puede ser tipo IV y en lo referente a calidad microbiológica Tipo C.

Para trabajos de determinación de metales traza el agua Tipo I, con calidad microbiológica Tipo B, cumpliría las expectativas.

Para biología celular y cultivo de tejidos, pudiese requerirse agua Tipo I, con calidad microbiológica Tipo A.

¿Qué procesos de tratamiento de agua deben implementarse para obtener agua de alta pureza?

La obtención de agua ultrapura no puede obtenerse con un solo proceso, se requiere la combinación de más de uno de ellos para lograr la calidad deseada tanto en lo fisicoquímico como en lo microbiológico. Como complemento se requiere de un tratamiento continuo y reiterativo para preservar e incrementar su calidad.

Una forma de lograrlo, es filtrando el agua de la red de suministro en filtros de sedimentos y de carbón activado, para eliminar partículas y el cloro residual. Esta agua pasa a una unidad de osmosis inversa donde se eliminan las sales disueltas con una eficiencia de 95-98%.

La remoción de sales por una membrana de osmosis inversa no es suficiente si el agua que se pretende producir es de calidad I, II o III, por lo que el producto de la osmosis pasa a un lecho mixto de resinas catiónicas/aniónicas, mezcladas entre si en forma tal que los equivalentes de cada resina son los mismos.

El agua que sale de este lecho de resinas mixtas no necesariamente cumple con los estándares de calidad y es conveniente reciclar y pasar continuamente el agua a través de la resina mixta. Esto no solo incrementa en cada paso su calidad, sino que también, el agua almacenada pierde sus cualidades, por lo que el reciclado continuo es muy conveniente.

Eventualmente la resina de pulido se satura y es necesario su cambio por resina nueva. Este cambio de resina se debe hacer a criterio del usuario, estableciendo el mismo sus límites de calidad en el agua de consumo.

Si el agua producto no se emplea continuamente y se almacena por periodos, no solo disminuye su calidad fisicoquímica, sino también microbiológica.

Cuando el agua circula, se intercala una lámpara UV de 254 nm para desinfección del agua y una segunda lámpara UV de 185 nm para destrucción de la materia orgánica al nivel de trazas que siempre se genera cuando el agua está en contacto con la resina mixta y demás componentes del equipo.

Esta configuración produce agua de optima calidad en sus parámetros fisicoquímicos y microbiológicos, agua de calidad tanto para determinación de metales a niveles ultratraza, y libre de carbono orgánico residual y otros componentes químicos que causan señales no deseadas en sus equipos de cromatografía o en sus pruebas bioquímicas

Proveedores de sistemas para obtención de agua ultrapura

A continuación le presentamos a Festa-Hidrogel, proveedor de sistemas para obtención de agua ultrapura:

Festa-Hidrogel es una empresa cuyo giro principal es en el tratamiento y acondicionamiento de aguas potables y residuales. Dentro de sus principales divisiones se encuentra el de sistemas para obtención de agua ultrapura, que es necesario cuando se demanda agua con un mínimo de sales y compuestos similares que disminuyen su grado de pureza.

Diagrama de flujo en sistema de producción de agua ultrapura HIDROGEL

Conozca el Perfil, Productos, Dirección y Teléfono de Festa-Hidrogel.

O bien, haga contacto directo con Fesra-Hidrogel para solicitar mayor información sobre sus sistemas para obtención de agua ultra pura.

Nuevo Sistema de Medición con los más altos estándares de sensibilidad, velocidad y precisión del mercado, Agilent Technologies

Agilent Technologies, líder mundial en instrumentos de medición electrónica e instrumentación analítica, anunció la disponibilidad en México del novedoso cromatógrafo de líquidos/ espectómetro de masas (LC/MS) de cuadrupolo acoplado a Tiempo de vuelo (Q-TOF) de mayor rendimiento en la industria llamado LC/MS 6510 Q-TOF, el cual genera una sensibilidad diez veces mayor con respecto a otros instrumentos de su clase estableciendo así nuevos niveles de rendimiento analítico en la industria.

Desarrollados por la división de biociencias y análisis químicos de la empresa (LSCA), los espectómetros de masa Q-TOF permiten identificar los compuestos de distintas mezclas dando con ello mayor precisión a investigaciones en industrias que como la farmacéutica requieren un monitoreo preciso de los componentes de sus productos. El instrumento no sólo será funcional para laboratorios médicos, sino que también permitirá una mejor investigación en las pruebas de seguridad en alimentos, el análisis de componentes para exportación, reconocimientos ambientales y estudios forenses, entre otros.

Con el 6510, Agilent ofrece un sistema con un rendimiento analítico de vanguardia industrial además de la confiabilidad y la simplicidad de uso apoyando así a sectores tales como: salud humana, bebidas, alimentos y farmacéutica entre otros, a incrementar sus niveles de productividad a través de un análisis más certero de los componentes necesarios para elaborar o exportar su producto cumpliendo así con la reglamentación internacional de cada sector.

Hasta el día de hoy, este tipo de procesos implicaban un gasto muy grande no sólo por el costo de los equipos sino también por la inversión de horas/hombre especializado, ya que los resultados no eran fáciles de reportar y requerían un alto nivel de conocimientos para su interpretación, lo que la mayoría de las ocasiones comprometía los resultados ante la dificultad de identificación de muestras poco abundantes.

Gracias a estos innovadores avances, el análisis se convierte en un proceso más rutinario permitiendo a las empresas enfocarse simplemente en la interpretación de los resultados y la búsqueda de soluciones acordes con su industria, ya que el 6510 permite a cualquier operador identificar elementos desconocidos con gran confianza, lo que sin duda alguna representará un elemento importante de competitividad empresarial basada en tecnología de punta.

Tal es el caso de la industria farmacéutica, en donde a partir de la separación e identificación de las proteínas con este cromatógrafo se conocerán sus propiedades generando información vital para un manejo más preciso de la composición de diversos medicamentos que permitan atacar o incluso erradicar enfermedades tan importantes como el cáncer, la diabetes o el lupus, entre otros. La información obtenida facilitará las decisiones para adelantarse al proceso evitando tener que esperar a los primeros síntomas para diagnosticar este tipo de males.

“La combinación de la precisión, la velocidad y la sensibilidad del Agilent 6510 permite flujos de trabajo de vanguardia, como en el desarrollo de perfiles, que pueden mejorar enormemente los resultados de las diferentes industrias. El sistema también puede ayudar en otras investigaciones, ya que permite a los clientes descubrir y caracterizar compuestos en muestras difíciles, con mayor velocidad, eficiencia y confianza”, aseguró Guillermo López, Director General de Agilent Technologies México.

De manera integral, la compañía diseñó instrumentos que trabajaran bien de forma conjunta por lo que paralelamente desarrolló un cromatógrafo de líquidos de alto rendimiento y rápida resolución llamado HPLC 1200, cuyo trabajo conjunto permitirá separar, identificar y cuantificar de forma precisa moléculas de diferentes tamaños incluyendo aquellas que por su volumen se volvían extremadamente difíciles de analizar en pruebas tradicionales de alimentos, forenses, ambientales y otros análisis químicos y aplicaciones de biociencia.

Anteriormente, además de las limitaciones técnicas a las que se debían ajustar las industrias, el proceso de análisis de una muestra simple implicaba invertir aproximadamente 45 minutos, tiempo que gracias a los nuevos desarrollos se ha logrado reducir a un total de hasta 2 minutos disminuyendo también de manera importante el consumo de solventes utilizado para este proceso.

Asimismo, el equipo estará disponible con un software especializado desarrollado por técnicos de la compañía, optimizando con ello el sistema y permitiendo al mismo tiempo controlar los equipos uno a uno en pequeñas empresa o incluso hacerlo en redes en el caso de corporativos de gran tamaño logrando al mismo tiempo la interacción entre resultados y control de producción de las compañías facilitando la detección y cuantificación de los compuestos objetivo sin depender de un tercero.

Basado en la mejor tecnología de medición, este software diseñado de manera especial para el espectómetro de masas disminuye considerablemente el rango de incertidumbre en el análisis permitiendo a las empresas obtener mejores y más rápidos resultados en sus procesos convirtiendo rápidamente complejos análisis en respuestas sobre la identidad y la composición de diversos elementos.

El control de instrumentos ofrece a las industrias la oportunidad de mantener un seguimiento puntual para el cumplimiento de normas nacionales e internacionales de producción y comercialización de diversos productos gracias al software que de manera más amigable y sencilla por medio de tutorías en español permite al usuario navegar libremente por el programa.

Construido sobre una arquitectura abierta y normas industriales la plataforma informática permite a los usuarios integrar el 6510 en ambientes IT actuales, o sobre los diferentes sistemas NDS (Network Data Systems) de Agilent para una administración centralizada de datos .

Finalmente, la escalabilidad de estos equipos permite añadir nuevos elementos en función no sólo del crecimiento de la empresa, sino también de los requerimientos analíticos al tiempo que se hace uso del soporte técnico especializado que de manera local ofrece Agilent Technologies acompañando así al cliente en cada paso del proceso.

Las plataformas tecnológicas más importantes de la empresa en esta área incluyen los cromatógrafos de gases (GC), los cromatógrafos de líquidos (LC) y los espectrómetros de masas (MS) tecnologías que permiten la identificación, cuantificación y análisis de las propiedades atómicas, moleculares, físicas y biológicas de miles de sustancias y productos.

Agilent Technologies Inc.,es la compañía premium en mediciones en el mundo y líder en tecnologías de comunicaciones, electrónica, biociencias y análisis químico. Los 20,000 empleados de la compañía dan servicio a clientes en más de 110 países. En el ejercicio fiscal 2005, Agilent tuvo ingresos netos por $5.1 miles de millones de dólares.

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La exactitud y calibración de los instrumentos

Una calibración (estandarización) adecuada de los instrumentos es esencial para obtener análisis exactos. La elección de una técnica de calibración depende del método instrumental, de la respuesta del instrumento, de las interferencias  presentes en la matriz de la muestra y del número de muestras por analizar. Tres de las técnicas de calibración más comúnmente utilizadas son la curva analítica o gráfica de trabajo, el método de adiciones estándares y el método de estándar interno.

Calibración por curva – calibración por gráfica analítica

En la técnica de la curva analítica (o de trabajo), se preparan varias soluciones estándares que contienen concentraciones conocidas del analito. Dichas soluciones deben cubrir el intervalo de concentraciones de interés, así como tener una composición matricial tan parecida como se pueda a la de las soluciones de la muestra. También se analiza, una solución de fondo (blanco de reactivos), que contiene solo la matriz del disolvente y las lecturas netas se graficarán contra las concentraciones de las soluciones estándares, a fin de obtener la gráfica de calibración de trabajo. Si se obtiene una gráfica no lineal, como ocurre con frecuencia, puede usarse equipo electrónico o programas computacionales para compensar la curvatura y producir una salida que sea una función lineal de la concentración. En regiones no lineales, el número de soluciones estándares analizadas debe aumentarse para obtener la exactitud del análisis de las muestras problema.

En algunos análisis también puede alcanzarse la linealidad variando parámetros instrumentales. En el análisis espectrofotométrico, cambiar la longitud de onda utilizada para obtener las lecturas de absorción puede producir una gráfica de trabajo más lineal. Es de mayor importancia registrar todos los parámetros instrumentales empleados para obtener los datos de la curva de calibración, porque incluso pequeñas variaciones en estos parámetros pueden afectar la pendiente de la gráfica. La curva de calibración debe ser revisada periódicamente, haciendo uso de soluciones de concentración conocida, para detectar cualquier cambio en la respuesta instrumental.

Calibración por el método de adiciones estándares

Cuando es imposible suprimir interferencias físicas o químicas en la matriz de la muestra puede usarse el método de adiciones estándares. La respuesta del instrumento debe ser función lineal de la concentración del analito, en el intervalo de concentraciones y también debe tener una ordenada al origen en cero (señal cero para concentración cero). Una pequeña cantidad de solución del analito, de concentración conocida, se añade a una alícuota de una solución de muestra analizada previamente, y el análisis se repite usando reactivos, parámetros del instrumento y procedimientos idénticos.

Las lecturas pueden ser corregidas para cualquier señal de fondo. Siempre es aconsejable revisar el resultado con al menos otra adición estándar. Las adiciones estadísticamente óptimas de analito son iguales al doble o la mitad de la cantidad del analito en la muestra original, todas las soluciones deben ser diluidas al mismo volumen final, para que cualquier interferente en la matriz de la muestra tenga un efecto idéntico en cada solución. Debe dejarse transcurrir suficiente tiempo entre la adición del estándar y el análisis final para que el estándar agregado alcance el equilibrio con los interferentes de la matriz.

El método de adiciones estándares es ampliamente utilizado en la química electroanalítica, para obtener resultados más exactos que los que resultan usando curvas de calibración. Como las soluciones problema y estándar se miden en idénticas condiciones, las técnicas voltamperométricas sensibles a la matriz (como la redisolución anódica) dependen casi exclusivamente de las adiciones estándares para resultados cuantitativos. La absorción atómica y la espectrofotometría de emisión de flama, usan este método con matrices de muestras complejas, en donde la viscosidad, la tensión superficial, los efectos de flama y otras propiedades de la solución muestra no pueden reproducirse con exactitud en las soluciones de calibración. Los resultados de las adiciones estándares también proporcionan un medio sistemático de identificar fuentes de error en los análisis, tales como la depleción o degradación de los reactivos de prueba, un instrumento defectuoso o soluciones estándares inexactas.

Calibración por el método del estándar interno

Se emplea un estándar interno para minimizar las diferencias en las propiedades físicas de un conjunto de soluciones muestra que contiene el mismo analito. En este método, una cantidad fija de una sustancia pura se añade tanto a las soluciones muestra como a las soluciones estándares; se determinan luego las respuestas del analito y del estándar interno, cada una corregida por el fondo, y se calcula el cociente de las dos respuestas. Si se controlan los parámetros que afectan las respuestas medidas, la respuesta de la línea del estándar interno será constante, por supuesto que la concentración del estándar interno no es fija; sin embargo, si varía uno o más de los parámetros que afectan las respuestas medidas, dichas respuestas –del analito y del estándar interno- deben ser afectadas por igual. Por lo tanto, el cociente de respuestas (del analito al estándar interno) depende solamente de la concentración del analito.

Comparación de métodos de calibración

Cada método tiene sus ventajas y limitaciones en el análisis cuantitativo. Si el análisis involucra un gran número de muestras e buba matriz de composición general conocida, entonces el uso de una curva de calibración es favorable. Las adiciones estándares generalmente se aplican cuando solo va a analizarse pocas muestras en una matriz compleja. Si la composición de la matriz de muestra es compleja y el análisis incluye varias muestras, entonces el método de adiciones estándares puede ser el procedimiento a elegir.

Cualquiera que sea el método elegido es necesario que los equipos e instrumentos de medición estén calibrados  para asegurar que los resultados presentados serán significativos y que no habrá variaciones provocadas por el equipo o instrumento que se está utilizando durante el análisis.

Instrumentos Científicos y de Laboratorio (ICLAB) es una empresa dedicada a la calibración de instrumentos de medición tales como: espectrofotómetros, potenciómetros,  viscosímetros, balanzas, básculas, entre otros.

El personal de ICLAB está ampliamente capacitado para dar un servicio y asesoría a la mayoría de los instrumentos existentes en el mercado.

Conozca el Perfil, Productos, Dirección y Teléfono de ICLAB.

O bien, haga contacto directo con ICLAB para solicitar mayor información sobre su servicio de calibración de equipos .