La ósmosis inversa, se la conoce comúnmente como OI. También está aceptada internacionalmente como RO , que proviene del inglés: reverse osmosis. Se trata de un proceso en el que se desmineraliza o desioniza el agua empujándola bajo presión a través de una membrana semipermeable de ósmosis inversa.

La ósmosis

Para comprender el propósito y el proceso de la ósmosis inversa, primero debe comprender el proceso natural de la ósmosis .

La ósmosis es un fenómeno natural. Se trata de uno de los procesos más importantes de la naturaleza. Es un proceso en el que una solución salina más débil tenderá a migrar a una solución salina fuerte. Los ejemplos de ósmosis son cuando las raíces de las plantas absorben agua del suelo y nuestros riñones absorben agua de nuestra sangre.

A continuación, se muestra un diagrama que muestra cómo funciona la ósmosis. Una solución menos concentrada tendrá una tendencia natural a migrar a una solución con una concentración más alta. 

Por ejemplo, si tuviera un recipiente lleno de agua con baja concentración de sal y otro recipiente lleno de agua con alta concentración de sal y estuvieran separados por una membrana semipermeable, entonces el agua con menor concentración de sal comenzaría a migrar. hacia el recipiente de agua con mayor concentración de sal.

Una membrana semipermeable es una membrana que permitirá que pasen algunos átomos o moléculas pero no otros. Un ejemplo sencillo es una puerta mosquitera. Permite que pasen las moléculas de aire, pero no las plagas ni nada más grande que los orificios de la puerta mosquitera. 

Otro ejemplo es la tela de ropa Gore-tex que contiene una película de plástico extremadamente delgada en la que se han cortado miles de millones de pequeños poros. Los poros son lo suficientemente grandes como para dejar pasar el vapor de agua, pero lo suficientemente pequeños como para evitar que pase el agua líquida.

El proceso de ósmosis inversa

osmosis inversa y directaEl proceso de ósmosis inversa consiste en realizar la ósmosis en sentido conrario. Mientras que la ósmosis se produce naturalmente sin necesidad de energía, para revertir el proceso de ósmosis es necesario aplicar energía a la solución más salina. 

Una membrana de ósmosis inversa es una membrana semipermeable que permite el paso de moléculas de agua pero no la mayoría de sales disueltas, orgánicos, bacterias y pirógenos. Sin embargo, debe “ empujar ” el agua a través de la membrana de ósmosis inversa aplicando una presión que sea mayor que la presión osmótica natural para desalinizar (desmineralizar o desionizar) el agua en el proceso, permitiendo el paso de agua pura mientras retiene una mayoría de contaminantes.

Cuando se aplica presión a la solución concentrada, las moléculas de agua pasan a través de la membrana semipermeable y no se permite el paso de los contaminantes.

¿Cómo funciona el proceso de ósmosis inversa?

La ósmosis inversa funciona mediante el uso de una bomba de alta presión para aumentar la presión en el lado de la sal del RO y forzar el agua a través de la membrana de RO semipermeable, dejando casi todas (alrededor del 95% al 99%) de las sales disueltas en el rechazo. corriente. La cantidad de presión requerida depende de la concentración de sal del agua de alimentación. Cuanto más concentrada es el agua de alimentación, más presión se requiere para superar la presión osmótica.

Cómo funciona el proceso de ósmosis inversaEl agua desalinizada que está desmineralizada o desionizada se denomina agua de permeado (o producto). La corriente de agua que transporta los contaminantes concentrados que no pasaron a través de la membrana de RO se denomina corriente de rechazo (o concentrado).

A medida que el agua de alimentación ingresa a la membrana de RO bajo presión (presión suficiente para superar la presión osmótica), las moléculas de agua pasan a través de la membrana semipermeable y las sales y otros contaminantes no pueden pasar y se descargan a través de la corriente de rechazo (también conocida como el concentrado o la corriente de salmuera), que va al drenaje o se puede volver a introducir en el suministro de agua de alimentación en algunas circunstancias para ser reciclado a través del sistema de ósmosis inversa para ahorrar agua. El agua que pasa a través de la membrana de ósmosis inversa se llama permeado o agua de producto y generalmente tiene alrededor del 95% al 99% de las sales disueltas que se eliminan.

Es importante comprender que un sistema de ósmosis inversa emplea filtración cruzada en lugar de filtración estándar donde los contaminantes se recolectan dentro del medio filtrante. Con la filtración cruzada, la solución pasa por el filtro, o atraviesa el filtro, con dos salidas: el agua filtrada va en un sentido y el agua contaminada en otro. Para evitar la acumulación de contaminantes, la filtración de flujo cruzado permite que el agua elimine la acumulación de contaminantes y también permite suficiente turbulencia para mantener limpia la superficie de la membrana.

capacitación en desalinización

¿Qué contaminantes elimina la ósmosis inversa del agua?

La ósmosis inversa es capaz de eliminar hasta el 99% de las sales (iones) disueltas, partículas, coloides, orgánicos, y bacterias. Se debe señalar que no elimina por completo la presencia de virus y bacterias.

Una membrana de ósmosis inversa rechaza los contaminantes según su tamaño y carga. Cualquier contaminante que tenga un peso molecular superior a 200 probablemente sea rechazado por un proceso de ósmosis inversa que funcione adecuadamente. Para establecer una referencia, una molécula de agua tiene un peso molecular de 18.

Asimismo, cuanto mayor sea la carga iónica del contaminante, es más probable que no pueda atravesar la membrana de ósmosis inversa. Por ejemplo, un ion de sodio tiene una sola carga, es decir, es monovalente. Por eso, la membrana de OI no la retiene. Esto también pasa con el ion de calcio, que es bivalente, es decir, que tiene dos cargas. 

Esta es la razón por el que el proceso de ósmosis inversa no elimina muy bien los gases. Esto sucede con el dióxido de carbono porque no está altamente ionizado, y tiene un peso molecular muy bajo.

Debido a que la ósmosis inversa no elimina los gases, el agua de permeado puede tener un nivel de pH ligeramente más bajo de lo normal. Esto varía en función de los niveles de dióxido de carbono presentes en el agua bruta. Estos con frecuencia se convierten en ácido carbónico.

La ósmosis inversa es muy eficaz en el tratamiento de agua salobre, superficial y subterránea. Es una técnica adecuada para instalaciones de caudales grandes y pequeños.

Algunos ejemplos de industrias que utilizan agua de ósmosis inversa incluyen la farmacéutica, el agua de alimentación de calderas, los alimentos y bebidas, el acabado de metales y la fabricación de semiconductores. Sin embargo, como ingenieros de aguas para nosotros la principal aplicación es el proceso de desalación de agua marina.

Etapas del proceso de ósmosis inversa

La ósmosis inversa es un proceso de tratamiento de agua que elimina los contaminantes del agua mediante el uso de presión para forzar las moléculas de agua a través de una membrana semipermeable.

Durante este proceso, los contaminantes se filtran y eliminan. Esto permite dejar un agua potable, limpia y deliciosa. La ósmosis inversa es capaz de eliminar hasta el 99 por ciento de 65 contaminantes diferentes, incluidos plomo, fluoruro, cloro, y sales disueltas.

En un proceso de ósmosis inversa convencional, encontramos cuatro etapas:

  • Filtración de sedimentos
  • Filtración de carbón
  • Membrana de ósmosis inversa
  • Filtración de afino

✅ Filtración de sedimentos

Esta etapa de prefiltro está diseñada para filtrar sedimentos, limo y suciedad. Es especialmente importante porque el filtro de sedimentos evita que la suciedad llegue a las delicadas membranas de ósmosis inversa. La suciedad puede dañar gravemente las membranas y detener el proceso de ósmosis inversa.

✅ Filtración de carbón

El filtro de carbón está diseñado para eliminar el cloro y otros contaminantes. Este tipo de contaminantes afectan el rendimiento y la vida útil de la membrana de ósmosis inversa.

Otra gran ventaja de esta etapa es mejorar el sabor y el olor del agua.

✅ Membrana de ósmosis inversa

La membrana de ósmosis inversa semipermeable está diseñada para permitir el paso del agua, pero filtrar casi todos los contaminantes adicionales.

Es la etapa clave en el proceso de ósmosis inversa. El agua debe atravesar la membrana con la presión adecuada para no dañar las costosas membranas. El agua sin sales atraviesa la membrana, a la vez que las sales concentradas quedan retenidas y se evacuaran por el conducto diseñado para ello.

✅ Filtración de afino

En un sistema de ósmosis inversa de cuatro etapas, un post-filtro final (filtro de carbón) “pulirá” el agua para eliminar cualquier sabor y olor restante en el agua. Este último filtro asegura que tendrá un agua potable excelente.

Cursos técnicos recomendados

calendario de cursos de ingeniería ambiental
curso fotovoltaica madrid
David Nuevo
Últimas entradas de David Nuevo (ver todo)