Aplicaciones en la industria: ¿Qué es la ósmosis inversa?
En la actualidad existen diversos métodos para tratar el agua y el empleo de uno u otro dependerá del uso y el resultado que deseamos obtener en nuestros procesos productivos. Dicho esto, por ejemplo, no es necesario un sistema ultra complejo, si nuestros objetivos no lo requieren.
Las necesidades varían de industria a industria: ya sea para el agua utilizada en los procesos de producción; el agua residual contaminada de los procesos industriales; el agua para consumo humano o; el agua de uso general empleada en la empresa.
En esta ocasión aprenderemos sobre la ósmosis inversa y sus aplicaciones en la industria. Pero antes, vamos a conocer el principio de este método.
¿Qué es la ósmosis?
La ósmosis es un fenómeno natural que producen los seres vivos cuyo objetivo es equilibrar la concentración de sales de dos soluciones que se encuentran separadas por una membrana semipermeable, es decir que solo permite el paso del agua. En otras palabras, el agua pasará de una solución de menor concentración de sales a una solución de mayor concentración para lograr el llamada equilibrio osmótico.
Este proceso se realiza por difusión pasiva, de forma espontánea y sin gasto energético mediante la presión osmótica. Además, es indispensable para la supervivencia de las células que habitan en nuestro organismo.
¿Qué es la ósmosis inversa?
En este proceso, el objetivo de la ósmosis inversa es separar la sales disueltas en el agua a través de una membrana semipermeable aplicando una presión externa, de modo que de un lado exista una solución con muy alta concentración de sales y del otro lado una solución con mínima concentración.
A pesar de que la ósmosis inversa es un método para desalinizar el agua, aún se puede encontrar un mínimo porcentaje de sales minerales que puede representar desde 0.1 hasta el 2 por ciento dependiendo de la calidad de la membrana y condiciones de operación del equipo.
Componentes principales de una ósmosis inversa
- Estructura: La estructura de una ósmosis inversa dependerá del flujo de agua que requieran para determinado proceso, puesto que el equipo puede variar en las dimensiones dependiendo la cantidad de membranas. También se encuentra el tablero de control que regula la operación del equipo.
- Membranas: Por lo general una membrana puede dar un resultado de producción de agua de 1 galón por minuto. Las membranas también varían en las condiciones de operación como la presión aplicada o la cantidad máxima de sales rechazadas.
- Bomba de alta presión: La presión de la bomba es una característica importante a considerar puesto que entre menor sea la presión, mayor será la cantidad de sólidos disueltos totales en el agua producto.
- Filtro de carbón: Es importante resaltar que el cloro daña las membranas, acortando su vida útil, por lo tanto, es imprescindible este tipo de filtros en agua con concentraciones elevadas en cloro.
- Luz Ultravioleta: Elimina los microorganismos patógenos para potabilizar el agua.
- Interruptor baja de presión: Sirve para detectar la pérdida de presión y evitar daños a la bomba por falta de agua.
- Válvula solenoide: Válvula que opera de forma electromagnética para permitir el paso de agua.
- Válvula de control de rechazo: La ósmosis tendrá agua ‘’producto’’, la cual será baja en sales y agua ‘’rechazo’’ con alta concentración de sales.
- Rotámetros: Sirve para medir el caudal de los líquidos. Se puede expresar en galones por minuto (GPM) o litros por minuto (LPM).
- Manómetros: Sirve para medir la presión de los líquidos.
Contaminantes presentes en el agua
El agua presenta ciertos contaminantes y los podemos distinguir en:
- Sales disueltas
- Compuestos orgánicos disueltos
- Sólidos suspendidos
En el agua podemos encontrar distintas sales que son solubles en mayor o menor medida. Por ejemplo, nos encontramos con el carbonato (CO3) y el calcio (Ca). Este compuesto es mayormente insoluble en el agua y propicia la aparición de sarro o incrustación.
Aunque se puede presenciar en menor medida, el Sílice (Si) también se encuentra presente en el agua y al igual que el carbonato de calcio, al sedimentar, propicia la aparición de incrustación
También existen otras sales más nobles que no representarán problemas mayores en los procesos industriales, como es el caso del sodio (Na), Potasio (K) o Magnesio (Mg).
El principal compuesto inorgánico que puede perjudicar en el uso de una ósmosis inversa es el cloro. Este compuesto oxidante dañará las membranas, acortando su vida útil.
Aplicaciones de la ósmosis inversa en la industria
Producción de agua potable
- La industria es capaz de proveer agua potable en sus instalaciones por medio de la ósmosis inversa, aplicando una luz ultravioleta que elimina los microorganismos y materia orgánica disuelta.
- En la industria alimenticia, por ejemplo, se utiliza para eliminar organismos microbiológicos que afectan a la inocuidad de los productos de consumo humano.
Agua de procesos
- Minimizar incrustación: Para un mejor rendimiento del agua y minimizar problemas por incrustación en los equipos. Se puede utilizar como pretratamiento para una torre de enfriamiento o caldera para minimizar las sales que llegan a estos sistemas y así exista un menor riesgo de incrustación.
- En algunas industrias del giro metálico, en sus procesos directos incluyen agua o vapor de agua que entra en contacto con los materiales, aumentando la posibilidad de oxidación de las piezas. Este tipo de procesos se pueden llevar a cabo con la ósmosis, pues es capaz de proveer agua de baja conductividad para prevenir este tipo de problemas.
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