Ósmosis inversa

Introducción a la ósmosis inversa

La ósmosis inversa es una tecnología que permite separar, mediante la aplicación de presión, el solvente de una disolución concentrada. El solvente atraviesa una membrana, semipermeable, pasando de la solución concentrada a la solución diluida. Mediante la ósmosis inversa se acaba obteniendo dos flujos, por un lado, el solvente prácticamente puro y, por el otro lado, una solución aún más concentrada que la solución de partida.

El rechazo de las membranas de ósmosis inversa puede ser recuperado en el proceso, vertido sin más o tratado con otros procedimientos de concentración mediante plantas de evaporación y cristalización para obtener el vertido cero.

Es una tecnología eficiente, limpia y compacta que permite obtener agua de gran calidad a partir de aguas salobres e incluso de agua de mar. También es una gran aliada para el tratamiento de efluentes que deben ser reutilizados. Cada vez se utilizan membranas más avanzadas tecnológicamente las cuales permiten obtener flujos de permeado razonables trabajando a presiones cada vez más bajas.

Oferta de Condorchem Envitech

Condorchem Envitech posee una amplia experiencia en el diseño de equipos de ósmosis inversa, clave para conseguir que éstos se adapten de forma óptima a la variada especificidad de sus clientes.

Diseñamos e instalamos plantas de ósmosis inversa para el tratamiento de aguas, ya sea como parte de un proceso de tratamiento de aguas residuales industriales, o para la obtención de agua ultrapura para procesos productivos.

Entre la variedad de productos diseñados y construidos, se destacan los siguientes grupos en función de la aplicación:

  • Desalación de agua salobre y de agua de mar

    Son equipos dedicados a la producción de agua potable a partir de agua salobre (de entre 1.000 y 10.000 mg/L de sales) o de agua de mar (10.000 mg/L de sales). Los equipos de Condorchem Envitech son capaces de operar a presiones a veces de hasta 5 veces menor que los equipos convencionales (50-70 bar), lo que conlleva una notable disminución de los costes de operación. Estos equipos pueden producir caudales de agua potable de entre 1 y 1.000 m3/día.

  • Purificación de agua de red

    El agua de red, en función de la situación geográfica, puede contener un elevado contenido de sales y otras materias que, aunque no sean nocivas, le confieren una serie de cualidades organolépticas desagradables. Los equipos de purificación de agua de red de Condorchem Envitech permiten producir agua de una excelente calidad organoléptica.

    Su innovador diseño modular permite obtener caudales de 1-3 L/min para aplicaciones domésticas y un amplio rango de caudales mayores para aplicaciones industriales (60 L/min a 14.400 L/min).

  • Aplicación especial o gran escala

    En aquellos casos específicos, Condorchem Envitech tiene una gran experiencia en la ejecución de proyectos a medida, diseñando, construyendo y poniendo en marcha (llaves en mano) procesos de ósmosis inversa, de acuerdo a normas, códigos y requerimientos específicos del cliente. La producción de estas instalaciones puede variar desde los 200 L/h hasta cualquier capacidad que el cliente requiera.

Nuestros equipos de ósmosis inversa

Ventajas y aplicaciones

Ventajas

  • Permite la obtención de agua de una elevada calidad
  • Posibilita la reutilización de efluentes
  • Permite implantar una estrategia de vertido cero de efluentes
  • Se trata de sistemas compactos y completamente automatizados
  • A menudo, para ciertas aplicaciones, es la mejor tecnología aplicable

Aplicaciones

  • Industria alimentaria
  • Industria farmacéutica y médica
  • Industria química y biotecnológica
  • Industria electrónica
  • Producción de agua para el consumo humano
  • Producción de agua de riego en agricultura
  • Reutilización y sistemas de vertido cero

Funcionamiento de la ósmosis inversa

La ósmosis es un fenómeno natural que tiende a igualar la concentración de dos soluciones, una concentrada y la otra diluida, cuando éstas son separadas mediante una membrana semipermeable. Para igualar el potencial químico a ambos lados de la membrana, de forma espontánea aparece un flujo de solvente a través de la membrana que va de la solución diluida a la solución concentrada. Este flujo es proporcional a la diferencia de concentraciones y desaparece cuando las concentraciones se igualan.

Si cuando se produce el flujo osmótico a través de la membrana se ejerciese una ligera presión sobre la solución más concentrada, se observaría que el flujo se reduce. Y si la presión ejercida fuese mayor, llegaría un punto en el que el flujo sería cero. La presión exacta que consigue detener el flujo es la presión osmótica y depende de la naturaleza del soluto y de la concentración de la solución. A partir de este punto, si la presión ejercida es aún mayor, se observa que el flujo se invierte y el solvente atraviesa la membrana desde la solución concentrada hacia la solución diluida.

Cabe destacar que el mecanismo por el cual se produce la ósmosis no se asemeja al del proceso de ultrafiltración, a pesar de que en ambos casos se utilice una membrana. La ósmosis se basa en un fenómeno de difusión del solvente en la membrana, por lo que en función del tipo de membrana, una gran variedad de especies no la pueden atravesar independientemente de su bajo peso molecular.

Mediante la ósmosis inversa se puede separar con una elevada eficacia un solvente de los solutos que lleva disueltos, obteniendo permeados con una concentración de sales del orden del 1-5% de la concentración inicial.

Las membranas semipermeables, que de forma selectiva permiten el paso del solvente a la vez que retiene las sales, son un elemento clave en el proceso. Inicialmente se fabricaban de acetato de celulosa, pero recientemente las de poliamida han demostrado ser más eficientes al facilitar el control del tamaño del poro y, por tanto, de la permeabilidad.

En general, las membranas de ósmosis inversa son muy poco permeables a los iones y a las partículas cargadas electroestáticamente, mientras que presentan muy poca resistencia al paso de los gases disueltos (oxígeno, dióxido de carbono, etc.) y a las moléculas sin carga electroestática de bajo peso molecular.

Un parámetro clave de funcionamiento de la ósmosis inversa, que puede suponer una amenaza para la productividad y que debe de ser estrechamente controlado, es el ensuciamiento de la membrana. Éste es debido a variadas causas, como precipitados de sales presentes en la alimentación y que en el concentrado pueden sobrepasar el producto de solubilidad, sedimentos formados por coloides y otras partículas en suspensión, y por último, el crecimiento de microorganismos sobre la superficie de la membrana.

La técnica de limpieza de las membranas dependerá de la composición del alimento, del tipo de membrana y de la causa principal del ensuciamiento. Por lo general, se alternan periodos de enjuagado de las membranas, en los que se hace circular soluciones limpiadoras a alta velocidad por la superficie de les membranas, con periodos en los que las membranas se sumergen en soluciones limpiadoras. Éstas suelen ser:

  • Para eliminar los precipitados de sales, una solución ácida (de ácido clorhídrico, fosfórico o cítrico) y agentes quelantes como EDTA.
  • Para eliminar sedimentos y compuestos orgánicos, soluciones alcalinas combinadas con surfactantes.
  • Para eliminar microorganismos, soluciones de cloro y derivados del cloro que permiten esterilizar las membranas.

Un buen programa de limpieza de las membranas alarga su vida útil y en la mayoría de los casos es conveniente un proceso de pretratamiento del alimento, en el que a menudo suele ser recomendable que esté formado por una filtración seguida de una ultrafiltración.