Definición de Ósmosis Inversa
Ingeniera Química
La ósmosis inversa es una tecnología de purificación del agua mediante la cual se eliminan partículas seleccionadas, haciendo pasar el agua por medio de una membrana semipermeable, por lo tanto, se obtiene como producto un concentrado y un permeado.
La ósmosis es un proceso natural mediante el cual un solvente fluye a través de una membrana desde una zona de baja concentración hacia una zona de altas concentraciones. Al llevarse a cabo este fenómeno físico se genera una presión osmótica, la cual hay que vencer si el proceso se quiere hacer a la inversa, desde una zona de alta concentración hacia una zona de baja concentración. Es decir, si se aumenta la presión en zonas de alta concentración y se vence la presión osmótica, el agua es capaz de traspasar la membrana y obtenerse de manera purificada en lo que se denomina permeado.
Ventajas y Desventajas
Básicamente, este proceso tiene una eficiencia de entre un 93 % y un 98 % dependiendo el sistema y sus recirculaciones. Estas eficiencias resultan altas para el tipo de tecnología y proceso y, además, tiene como ventaja que los equipos suelen ser compactos y automáticos y el gasto energético es mucho menor comparado con otros procesos de purificación de agua como la destilación. Además, si bien no se puede confiar que se eliminen el 100% de virus y bacterias, muchas bacterias causantes de graves enfermedades son retenidas con esta tecnología.
Como cualquier proceso tecnológico, también existen desventajas, como el hecho de que la membrana se agote y se deba limpiar o reemplazar. También se considera en desventaja que el agua obtenida es de calidad desmineralizada, por lo que, dependiendo del equipo en cuestión muchas veces, no es apta para consumo humano. Además, es una tecnología que típicamente se combina con otras para aumentar su eficiencia en el proceso de ablandamiento y purificación, por ejemplo, el uso previo de filtros. En este mismo sentido, se debe revisar y tener definido un tratamiento para el agua de rechazo, ya que es altamente concentrada en sales, iones y contaminantes.
Por otro lado, esta tecnología se utiliza para eliminar iones, moléculas y también sólidos en suspensión. Iones como los sulfatos y los nitratos quedarán retenidos en la membrana mientras que la materia orgánica tiene menor eficiencia en su retención como así también los gases disueltos y moléculas sin carga electrostática. Es decir, el rechazo de contaminantes también depende del tamaño y de la carga.
Equipos domésticos e industriales
Los equipos de ósmosis inversa, en general, cuentan con filtros que serán quienes retengan arenillas y suspensiones previo paso del agua por la bomba. Luego el fluido es impulsado hacia la membrana por medio de una bomba que levanta altas presiones, ya que debe vencer la presión osmótica y, por último, el agua pasa por filtros de carbón activado que tienen la función de eliminar impurezas y otorgar las características de incolora e inolora. El rechazo puede ser descartado con el tratamiento requerido o bien recirculado con nueva agua de alimentación para aumentar la eficiencia del proceso.
Ahora bien, el pasaje del fluido a través de la membrana se lleva a cabo de manera particular y no como una simple filtración. Este experimenta una difusión radial al pasar por membranas concéntricas, es por lo que, el permeado se recoge por la parte central del tubo que contiene la membrana mientras que el concentrado se recoge por el lateral. En este sentido, la eficiencia del proceso en cuanto a la purificación del agua dependerá de la presión osmótica, de la concentración del agua de alimentación, de la fuerza impulsora o gradiente electroquímico del proceso, la temperatura y la permeabilidad de la membrana, su selectividad en cuanto al solvente y soluto como así también el grado de agotamiento que esta tenga.
Las membranas de ósmosis inversa requieren una limpieza en intervalos definidos en función de los requerimientos del proceso y la calidad del agua de alimentación (como así también procesos previos como filtraciones, microfiltraciones, pasaje por filtros de carbón activado granular y demás). Los fabricantes sugieren monitorear la eficiencia del proceso y, cuando se observe un aumento del 15% de sales en el permeado, se identifica la necesidad de limpieza.
En función de los contaminantes que tenga la membrana se requerirán limpiados de distintos valores de pH y de distintos flujos de agua, temperatura y demás.
Trabajo publicado en: Feb., 2022.
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