Osmosis inversa

La ósmosis es un fenómeno que se encuentra en la naturaleza, que consiste en la difusión entre dos soluciones de diferente concentración salina, a través de una membrana semipermeable.
Las membranas de este tipo son tejidos que permiten la difusión preferencial del agua y retienen las sales minerales disueltas en ella, así como coloides y bacterias.

 

En el siguiente diagrama se puede ver un sistema de ósmosis directa, que contiene dos compartimentos separados por una membrana semipermeable, donde hay una solución diluida en uno de los compartimentos y agua salina en el otro. Inmediatamente se observa un flujo preferencial de la solución diluida, difundiéndose a través de la membrana, reduciendo la concentración salina del agua, que se encuentra en el otro compartimento.

 

osmose

 

El paso de agua pura a través de la membrana semipermeable provoca un aumento del volumen de agua salina, con formación de una columna de agua. Este efecto físico se debe a la presión que se ejerce sobre la membrana, en el lado del agua salina. La presión corresponde a la altura de la columna, que en situación de equilibrio detiene la difusión del agua pura al agua salina, poniendo así en equilibrio los sistemas. Esta presión hidrostática de equilibrio se denomina presión osmótica de la solución salina en cuestión.
 

Ósmosis inversa

 

Mecanismo operativo

El mecanismo más aceptado, entre otros, es la solubilización y difusión molecular. Cada molécula de la solución a tratar se disuelve en la membrana, según leyes de distribución y equilibrio, difundiéndose a través de ella, dependiendo de las concentraciones y diferenciales de presión, existentes a cada lado de la membrana.

Por tanto, el buen funcionamiento de la ósmosis inversa es función de los gradientes de concentración y presión, entre el agua salina (llamada residual) y el agua producida (llamada permeado).
Tipos de membranas utilizadas Existen varios tipos de membranas, entre ellas las siguientes:
– Acetato de celulosa
– Poliamidas-Aramidas Aromáticas
– Poliamidas Hidrazidas: al ser fibras finas y huecas tienen una estructura cerrada, lo que permite trabajar con agua de mar con una salinidad de 45.000 ppm.
– Poliamida de composición avanzada
– Polisulfonas – polisulfonadas:

 

Rendimiento de la membrana

Las causas siguientes pueden alterar el rendimiento y la vida útil de las membranas utilizadas como ósmosis inversa.
– pH del agua: la variación del pH en los rangos fuertemente ácido o fuertemente alcalino afecta a las diferentes membranas utilizadas.
– Temperatura: Las membranas de acetato de celulosa se hidrolizan cuando la temperatura del agua supera los 30º.
– Compactación o Deformación Física: estos problemas pueden ocurrir en las membranas cuando las presiones de bombeo de agua bruta superan los 90 kgf/cm2.
– Cloro libre: al ser el cloro libre un oxidante energético, puede afectar a la mayoría de membranas, en cuyo caso es necesaria la decloración del agua bruta. – Fouling: Se produce en el interior de la membrana, por la asociación de sólidos en suspensión y material biológico.
Evite esto mediante cloración y posterior decloración del agua bruta y filtración a través de una malla de 0,2 µm.
– Incrustaciones: en la malla de la membrana, el agua cruda precipita dureza temporal, carbonato cálcico e hidróxido de magnesio y dureza permanente, sulfato cálcico. Se evita que la dureza temporal precipite trabajando con valores de pH del agua cruda, entre 4,5 – 5,0. Se evita que la dureza permanente precipite dosificando continuamente un antiincrustante específico para sulfato de calcio.

 

Productos químicos para el tratamiento del agua

Los siguientes tipos de productos químicos se pueden aplicar a los sistemas de ósmosis inversa:
– Acidulantes/alcalinizantes
– Inhibidores de depósitos
– Biocidas
– secuestrante de cloro
– Limpieza química de la membrana.
Kurita tiene una línea completa de productos químicos para uso en sistemas de ósmosis inversa.

 

Por: Tatiana de Oliveira/Antonio R. P. Carvalho

 

En la ósmosis inversa, se invierte el flujo de agua en el sistema. El agua salina se presuriza más allá de la presión osmótica natural y se bombea a través de la membrana semipermeable. La membrana se comporta como una
tamiz molecular, que rechaza selectivamente casi todas las moléculas disueltas y permite que solo pase agua pura.
La ósmosis inversa tiene la capacidad de separar el agua de sus contaminantes, como: sólidos disueltos , coloides, sólidos en suspensión, bacterias, virus y materia orgánica.


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