Osmosis inversa para el proceso de desalinización del agua

diciembre 13, 2022by Kalstein
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La desalinización es el proceso por el cual se eliminan las sales minerales disueltas en el agua, de tal manera que es posible convertir el agua salobre en agua potable. La transformación que pasa el agua de salada a dulce puede ocurrir de forma natural mediante el ciclo del agua, al ser evaporada y luego condensada. Durante siglos, la desalinización del agua ha sido empleada en barcos y submarinos para proveer de agua dulce a la tripulación durante largos períodos, y fue hasta hace poco tiempo que estuvo disponible a escala industrial.

En la actualidad, este proceso ha ganado importancia, ya que ha sido una opción para mitigar la escasez de recursos hídricos para el consumo humano, la cual se ha acentuado en las últimas décadas.

Con la demanda de recursos, durante la revolución industrial se crearon diversas tecnologías para llevar a cabo este proceso, y que luego han ido evolucionando en cuanto a rendimiento y costos. Dentro de los procesos principales, se encuentran los procesos térmicos y de membranas. Esta última también llamada ósmosis inversa, que en la actualidad es el sistema de desalinización más utilizado y avanzado en el mundo.

Ósmosis inversa para la desalinización del agua de mar

Este proceso consiste en aplicar una presión para superar la presión osmótica, una propiedad coligativa impulsada por el potencial químico (característica termodinámica de la fuente de agua). Por lo general, en el proceso se aplica un sistema de bombeo de alta presión para hacer pasar el flujo de agua salada por la superficie de la membrana, en donde la solución presurizada se separa de las sales disueltas

 La membrana empleada para desalinización suele ser de poliamida ultrafina, y es vulnerable a la contaminación por bacterias, por tal motivo el agua debe pasar un tratamiento previo. El proceso involucra tres corrientes: el agua de solución salina que se extrae de fuentes oceánicas o subterráneas, el agua potabilizada (de baja salinidad), y el concentrado (el remanente o salmuera); durante la transformación no ocurre calentamiento ni cambio de fase.

Características del sistema de ósmosis inversa

La ósmosis inversa consta principalmente de cuatro procesos: 

  • El pretratamiento: el proceso de pretratamiento debe incluir dispositivos para el control microbiológico, ya que las membranas son vulnerables a este tipo de contaminación; el control de sedimentos, cuya configuración depende de la composición mineral de la fuente de agua residual; un filtro de carbón activado para disminuir las cargas de sustancias (solventes orgánicos e inorgánicos), que puedan estar disueltos en el flujo; descalcificadores que disminuyan la dureza del agua, el ajuste del pH y la adición de un inhibidor de umbral para controlar las incrustaciones.
  • La presurización: La bomba eleva la presión del agua de alimentación pretratada a una presión de operación que varían de 250 a 400 psi, y para desalinización de agua de mar de 800 a 1000 psi. El costo en energía depende principalmente del bombeo.
  • La separación con membrana: Las configuraciones de la membrana pueden variar. Estas pueden ser en forma de espiral o de fibra fina hueca. El material utilizado puede ser de acetato de celulosa, polímeros de película delgada o poliamidas aromáticas. 
  • Disposición del remanente: suele realizarse un tratamiento a la corriente de desecho. La finalidad de este es disminuir el impacto ambiental. La Corriente concentrada de sales suele disponerse en el fondo marino o en lagunas de agua salobre. 

Ventajas y desventajas de la ósmosis inversa en la desalinización del agua

  • Es un sistema sencillo y de bajo costo. Sin embargo, la complicación puede llegar a ser el pretratamiento de los caudales de alimentación y el remanente concentrado.
  • Se puede adquirir sistemas estándares a partir de módulos pre-empaquetados. No obstante, es necesario contar con un inventario de piezas de repuesto.
  • Es posible hacer uso del uso de una fuente de agua casi ilimitada y confiable, el mar, pero la salmuera debe eliminarse cuidadosamente.

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