Diseño y Provisión de Equipos desmineralizadores de agua por Osmosis Inversa

Descripción del proceso:

La tecnología de la osmosis inversa se basa en el proceso de osmosis, que es un fenómeno natural que se produce en las células de los seres vivos, por el cual dos soluciones de distinta concentración salina puestas en contacto a través de una membrana semipermeable tienden a igualar sus concentraciones.

Para ello se produce un movimiento desde la solución más diluida hacia la más concentrada, que se detiene cuando se alcanza un equilibrio entre ambas concentraciones. La fuerza que provoca ese movimiento se conoce como presión osmótica y esta relacionada con la concentración de las sales en el interior de ambas soluciones.

Si sustituimos la  citada pared por una membrana semipermeable (permeable al agua, no a sales ) se produce un movimiento a través de la membrana desde la solución mas diluida a la mas concentrada, que se detiene cuando se alcanza un desnivel entre ambos tubos, ∆h, que corresponde a la presión osmótica de la solución más concentrada, o más propiamente a la diferencia de presiones osmóticas entre ambas soluciones.
Este valor ∆h es la presión diferencial que impulsa el agua a través de la membrana.

 Si invertimos el proceso aplicando una presión en el tubo de la solución más concentrada, el movimiento se produce desde esta hacia la más diluida.

Este proceso es lo que constituye la Osmosis Inversa.

Se le llama así porque para conseguir un flujo de solvente a través de la membrana hay que ejercer al menos una presión suficiente para vencer la presión osmótica de la solución.

En la práctica, sin embargo, no es necesario vencer la presión osmótica de la solución de alimentación, sino solo la diferencia de presión osmótica entre las soluciones de alimentación y producto. Esta presión depende del flujo de agua a través de la membrana y cambia de cero hasta un límite dado por las características de la membrana.

Con las membranas reales puede producirse flujo con diferencias de presión que son pequeñas comparadas con la presión osmóticas de la solución de alimentación. Pero la desalación, o mejor dicho el caudal desalado, es en estas circunstancias  prácticamente despreciable.

Si analizamos las distintas fases de este proceso vemos que los elementos fundamentales para poder reproducir este fenómeno a escala industrial lo constituyen la bomba necesaria para aplicar la presión y la membrana capaz de realizar la separación de sales.

Como se comprende, el elemento diferenciador de la osmosis inversa frente a otros procesos es la membrana, la cual debe reunir una serie de características:

1. Debe ser capaz de resistir las presiones a que se va a someter la solución para invertir el proceso.
2. Debe ser suficientemente permeable al agua para que el flujo que proporcione sea elevado.
3. Rechazar un porcentaje de sales alto para que el producto sea de buena calidad.

Diferencias entre Osmosis Inversa y otros procesos de membranas:

Aunque en ocasiones se ha querido ver la osmosis como un proceso de filtración a escala molecular, se comprende fácilmente que la osmosis inversa es un fenómeno claramente diferenciado de la filtración o micro filtración.

Los tres aspectos que marcan más claramente la diferencia son.

1. En la filtración todo el caudal atraviesa el elemento separador, que impide únicamente el paso de partículas sólidas de un determinado tamaño.
2. En la osmosis inversa en cambio, solo una parte del caudal de alimentación atraviesa la membrana constituyendo el producto, mientras el resto es eliminado sin atravesar la membrana y constituye el rechazo.
3. En la osmosis inversa no se produce la acumulación del material separado sobre la superficie de la membrana, como ocurre en otro proceso, pues precisamente el rechazo produce el arrastre de dicho material.
4. En la filtración el flujo de agua a tratar es perpendicular a la membrana mientras que en la osmosis es paralelo a ella.
   

Podría en cierta medida considerarse la osmosis como una extensión de la ultra filtración, en la que las partículas de dimensiones coloidales son separadas de sistemas dispersos, pasándolas a través de una membrana adecuada o filtro. Pero también existen diferencias entre osmosis  y ultra filtración.

En este último proceso la forma en que se realiza la separación puede interpretarse como si se tratara de un cribado de partículas a través de una película o matriz provista de poros de las dimensiones adecuadas.

Sin embargo la separación de sales del agua no puede reducirse a unos términos geométricos tan simples, porque no hay una diferencia substancial entre el tamaño de las moléculas de agua y el tamaño de los muchos iones inorgánicos.

Ventajas de la Osmosis Inversa ante otros Tratamientos de Agua convencionales:

1. Tecnología de primer nivel, "Tratamiento Limpio" ya que casi hace desaparecer el uso de químicos en la operación.
2. Reduce importantes costos de operación y disposición.
3. Producción de sistemas automatizados, mediciones más controladas y confiables, espacios reducidos, flujos y calidades constantes.
4. Y lo más importante es adaptable y apropiada todos tipos de aplicaciones: Agua Residual, para Proceso, Pura, Ultrapura, Potable, Sanitaria, Biológica, y  otros usos