¿Qué es la Ósmosis Inversa?

¿Qué es la ósmosis?

La ósmosis es un fenómeno físico-químico de difusión pasiva que implica un movimiento neto de agua a través de una membrana selectivamente permeable que limita dos compartimentos, y es provocado por la diferencia de concentración (gradiente) de una solución acuosa entre ambos compartimentos. La ósmosis es un fenómeno biológico importante para la fisiología celular de los seres vivos.

¿En que consiste el proceso de ósmosis inversa?

El proceso de la ósmosis inversa utiliza una membrana semipermeable para separar y para quitar los sólidos disueltos, los orgánicos, los pirogénicos, la materia coloidal submicro organismos, virus, y bacterias del agua. El proceso se llama ósmosis “reversa” cuando se requiere la presión para forzar el agua pura a través de una membrana, saliendo; las impurezas detrás. La ósmosis reversa es capaz de quitar 95%-99% de los sólidos disueltos totales (TDS) y el 99% de todas las bacterias, así proporcionando un agua segura, pura.

En proceso de la osmosis inversa el agua es forzada a cruzar una membrana, dejando las impurezas detrás. La permeabilidad de la membrana puede ser tan pequeña, que prácticamente todas las impurezas, moléculas de la sal, bacterias y los virus son separados del agua.

Principio de la Osmosis Inversa

El solvente (no el soluto) pasa espontáneamente de una solución menos concentrada a otra más concentrada, a través de una membrana semi-permeable. Entre ambas soluciones existe una diferencia de energía, originada en la diferencia de concentraciones. El solvente pasará en el sentido indicado hasta alcanzar el equilibrio. Si se agrega a la solución más concentrada, energía en forma de presión, el flujo de solvente se detendrá cuando la presión aplicada sea igual a la presión osmótica aparente entre las dos soluciones. Esta presión osmótica aparente es una medida de la diferencia de energía potencial entre ambas soluciones. Si se aplica una presión mayor a la solución más concentrada, el solvente comenzará a fluir en el sentido inverso. Se trata de la ósmosis inversa. El flujo de solvente es una función de la presión aplicada, de la presión osmótica aparente y del área de la membrana presurizada.

Componentes de la ósmosis inversa

Los componentes básicos de una instalación típica de osmosis inversa consisten en un tubo de presión conteniendo la membrana, aunque normalmente se utilizan varios de estos tubos, ordenados en serie o paralelo. Una bomba suministra en forma continua el fluido a tratar a los tubos de presión, y, además, es la encargada en la práctica de suministrar la presión necesaria para producir el proceso. Una válvula reguladora en la corriente de concentrado, es la encargada de controlar la misma dentro de los elementos.

Características de la ósmosis inversa

Aplicaciones de la ósmosis inversa

La osmosis inversa puede aplicarse en un campo muy vasto y entre sus diversos usos podemos mencionar:

Proveedores de sistemas de ósmosis inversa

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FESTA-Hidrogel es una empresa dedicada al tratamiento y acondicionamiento de aguas potables y residuales.

La empresa cuenta con la implementación y operación de sistemas de ósmosis inversa para la remoción de sales y contaminantes de las aguas potables. En este aspecto, su especialidad es configurar sistemas de tratamiento por medio de ósmosis inversa que son desde equipos domésticos con capacidad de 25, 50 y 100 galones por día, hasta equipos con capacidad de 100,000 litros por día.

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Las bombas de membranas (diafragmas)

¿Qué son las bombas de membranas?

Este tipo de bombas desplazan el líquido por medio de diafragmas de un material flexible y resistente. Estas bombas son económicas. La mayoría de ellas tienen un motor de corriente continua con escobillas que también deben cambiarse periódicamente (aproximadamente cada cinco años).

Características generales de las bombas de membranas

En la gran variedad de las bombas de membranas encontramos las siguientes características:

• Existen modelos sumergibles y no sumergibles.
• Estas bombas son capaces de manejar inclusive materiales críticos de una manera confiable y segura.
• Trabajo libre de aceite y funcionan sin obstáculos.
• Funcionamiento en seco.
• Antideflagrante.
• Caudal y altura de elevación regulables.
• Regulación final de velocidad y de presión.
• Mantenimiento simple y rápido.

Clasificación de las bombas de membranas

Existen tres tipos principales de las bombas de membranas.

Primer tipo de las bombas de membranas

Las bombas de doble membrana garantizan la máxima seguridad en todas las aplicaciones industriales donde es necesario recurrir a bombas accionadas con aire comprimido o líquido hidráulico.

Ensamble de una bomba de membranas

1. Cambiador automático coaxial 2. Cuerpo bomba 3. Membrana 4. Colector 5. Esfera 6. Membrana

Segundo tipo de las bombas de membranas

Tiene un dispositivo electromecánico para generar el movimiento. Este método dobla la membrana con una acción mecánica simple, y un lado de la membrana está abierto al aire.

Tercer tipo de las bombas de membranas

Cuenta con una o más membranas sin sellar con el líquido que se bombeará en ambos lados. Las membranas se doblan otra vez, haciendo cambiar el volumen.

Principales ventajas de las bombas de membranas

Estas bombas no necesitan un motor eléctrico para su funcionamiento y operan únicamente por aire comprimido. No tienen sellos mecánicos ni partes rotatorias. Diseño sencillo y robusto. No requieren de controles complejos. Cuentan con la particularidad de poder construirse en una amplia gama de materiales, para que sean química y térmicamente compatibles con el producto a bombear.

Aplicaciones y usos de las bombas de membranas

Gracias a su diseño pueden trabajar en muchas industrias y aplicaciones diferentes, en las que destacan:

• Aguas residuales.
• Fangos.
• Industrias alimenticias.
• Concentrados de frutas.
• Derivados del petróleo.
• Industrias de papel.
• Plantas de proceso.
• Industrias químicas.
• Reactivos.

Principio de funcionamiento de las bombas de membranas

El funcionamiento de las bombas de membrana está basado fundamentalmente en la acción conjunta de cuatro elementos: Un par de membranas. Un eje que los une. Una válvula distribuidora de aire. Cuatro válvulas de esfera.

Las diferentes etapas de trabajo de una bomba de membrana

Proveedores de bombas de membranas

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La calidad del agua en los procesos de limpieza

Dependiendo de la fase del proceso de limpieza, se puede requerir un agua de mayor o menor calidad. Un agua de alta calidad en este contexto significa un agua con la mínima cantidad de partículas y materiales disueltos.

El enjuague inicial puede ser con agua normal de red. Sin embargo, el agua del enjuague final debería ser un agua de alta calidad con el mínimo contenido de minerales disueltos. Para mejorar la calidad del agua utilizada para las acciones de limpieza y desinfección existen diferentes métodos que se explican a continuación:

Filtrado
Con la intención de extraer la mayor cantidad de partículas de polvo y suciedad que flotan sobre el agua, ésta es pasada a través de un tamiz o elemento filtrante que recoge todas las pequeñas partículas. A pesar de todo, el tamaño de la malla del filtro permite que pequeñas partículas puedan pasar a través del mismo. Por tanto, el filtrado no es suficiente para purificar el agua completamente, pero con frecuencia, es necesario como primer paso, ya que estas partículas pueden interferir con otros métodos de purificación ó atascarlos rápidamente. Por esta razón, normalmente se instala un sistema de prefiltros.
 
Destilación
La destilación supone la ebullición del agua para producir vapor. El vapor de agua contacta con una superficie fría, con lo que se condensa de nuevo en un líquido que es recogido. Como los solutos no son normalmente vaporizados, permanecen en la solución que está en ebullición. Sin embargo, la destilación no purifica completamente el agua, ya que contaminantes con puntos de ebullición similares puedan quedar contenidos en las gotitas del líquido vaporizado. A pesar de ello, se puede obtener un 99.9% de agua pura por destilación. Por tanto, la destilación genera un agua de alta calidad; sin embargo, se requiere una gran cantidad de energía para este proceso. En situaciones donde se necesita gran cantidad de agua de alta calidad, (como por ejemplo en los procesos de lavado y esterilización), se utilizan otros métodos, como la descalcificación del agua, la desionización y la osmosis inversa.
 
Descalcificación del agua por intercambio iónico
Las sales que provocan la dureza del agua, como el bicarbonato de calcio (CaHCO3) y el cloruro de Magnesio (MgCl2) y que tienden a depositarse, se intercambian con sales de Sodio. Estas sales se disuelven muy bien en agua y por tanto, no se depositan. En un agua descalcificada, los iones duros son intercambiados con los iones Sodio. Esto se efectúa haciendo pasar el agua a través de una columna de resina que posee cadenas que atrapan el calcio, magnesio y otros iones de metales pesados y los reemplazan por iones Sodio. Las sales de sodio son solubles en agua y por tanto, no crearán depósitos. En lugar de resinas, también pueden utilizarse zeolitos (aluminio-silicatos cristalinos).

Cuando la resina se satura de iones duros, puede ser regenerada con iones Sodio mediante el añadido de salmuera (agua con sal), lo que permitirá de nuevo su uso como descalcificador.
 

Desionización en dos pasos mediante intercambio iónico
En este proceso, todos los iones presentes en el agua son extraídos mediante un proceso en dos pasos. En la primera fase, los iones metálicos (cationes cargados positivamente) son intercambiados por iones H+. En una segunda fase, los ácidos y sales remanentes (aniones cargados negativamente), son intercambiados con iones OH-. El enlace entre H+ and OH+ forma H2O: agua. De esta forma, todos los minerales son extraídos.

En muchos laboratorios, este método de purificación ha reemplazado a la destilación, ya que proporciona un mayor volumen de agua muy pura. Así mismo, el agua del enjuague final de los procesos de limpieza normalmente se trata de esta manera. El agua purificada conseguida a través de este método recibe el nombre de agua desionizada o desmineralizada.

Debido a su debilidad de enlace con las resinas, los silicatos causan una capa opaca o azulada sobre los instrumentos de acero inoxidable, y pueden pasar a través de los intercambiadores iónicos, especialmente si las resinas están casi saturadas. Como los silicatos no incrementan la conductividad del agua, la presencia de los mismos puede ser pasada por alto fácilmente.
 

Osmósis inversa
También llamada hiperfiltración. En este caso, se crea una presión mecánica aplicada a la solución que contiene impurezas, forzada a través de una membrana semipermeable. El tamaño de los poros de esta membrana es aproximadamente de 0.0005 micrones (si comparamos con una bacteria, ésta normalmente posee un tamaño entre 0,2-1 micrones). Por tanto, el término aplicado es osmosis inversa, ya que la osmosis normal generaría agua pura si se dirigiera en la otra dirección para diluir las impurezas. La osmosis inversa es teóricamente el método disponible a gran escala más riguroso para la purificación de agua. Como la membrana es muy propensa a ser dañada por las clorinas, los iones metálicos y otras impurezas, normalmente este sistema se combina con filtros de agua y dispositivos descalcificadores.