Ósmosis inversa

La ósmosis inversa es una tecnología de tratamiento y purificación de agua. Se trata básicamente de un proceso físico que tiene como objetivo hacer pasar el agua a purificar a través de una membrana semipermeable.

Para ello, se ejerce sobre el agua una fuerza superior a la presión osmótica en dirección opuesta a la dirección de ósmosis. De modo, que se pueda separar de un lado de la membrana, el agua o líquido concentrado con las sales y sustancias en suspensión (conocido como concentrado) y del otro lado, la solución líquida o agua diluida (conocida como permeado) con una concentración muchísimo menor de sólidos disueltos y demás partículas suspendidas.

Ósmosis inversa definición
Ósmosis inversa y ósmosis. Imagen de kenyaengineer

En este artículo definiremos la ósmosis inversa, sus aplicaciones y cuáles son sus principales ventajas y desventajas dentro de la rama del tratamiento de aguas industrial y el tratamiento de aguas para el consumo humano.


Conceptos básicos

Ósmosis

Inicialmente podemos decir que la ósmosis se basa en la búsqueda del equilibrio, tratándose de dos fluidos con diferentes concentraciones de sólidos disueltos. Estos fluidos se mezclarán hasta que las concentraciones se equiparen uniformemente. Si separamos estos dos fluidos utilizando una membrana semipermeable que permita que éstos pasen a través de ella, se podrá notar que el flujo que se moverá a través de la membrana será el de menor concentración.

Dicho en otras palabras, la ósmosis es un proceso de naturaleza física en el cual un disolvente pasa a través de una membrana semipermeable, desde una solución diluida hasta una solución concentrada, hasta que las concentraciones de ambas soluciones sean iguales. Este comportamiento supone una difusión simple sin gasto energético a través de la membrana. Para que ocurra este fenómeno debe llegarse a una presión que es conocida como presión osmótica, la cual es una propiedad coligativa producida por diferencias de potencial químico del solvente, un parámetro termodinámico.

Ósmosis inversa y su membrana semipermeable

La ósmosis también puede llevarse a cabo en gases, y a nivel biológico, es un proceso muy importante ya que permite el metabolismo celular de los seres vivos.


Membrana semipermeable

Como su nombre lo indica, la membrana semipermeable o parcialmente permeable, es aquella membrana que permite el paso a través de ella de ciertas moléculas o iones mediante difusión. El índice de esta permeabilidad parcial viene dada por la presión osmótica, la concentración de solutos disueltos en el disolvente, la temperatura a la cual se encuentran las soluciones y el gradiente electroquímico. El diseño de estas membranas es todo un reto de ingeniería, mientras mayor pureza se requiera, el diseño debe ser más robusto.


Ósmosis inversa

Dirección del flujo de líquido en ósmosis y ósmosis inversa
Traslado del solvente en ósmosis y ósmosis inversa. Imagen de Smartwatermagazine

Se trata del proceso inverso a la ósmosis, donde se fuerza al disolvente concentrado a pasar a través de la membrana semipermeable, aplicando una fuerza superior a la presión osmótica del disolvente, haciendo posible que los sólidos disueltos queden atrapados de un lado de la membrana, mientras que del otro lado se obtenga el líquido diluido con menor concentración de sólidos disueltos, siendo uno de los métodos más utilizados para el tratamiento del agua.

Como ya hemos comentado, esta tecnología de purificación es utilizada para separar iones, moléculas y partículas de diferentes tamaños que se encuentren en el agua. Estas partículas suspendidas y una gran cantidad de bacterias son eliminadas durante la ósmosis inversa, lo que la convierte en una de las técnicas de purificación más utilizadas en la industria para purificar el agua (ósmosis inversa industrial), así como también, para obtener agua potable (ósmosis inversa para potabilizar el agua).

Para hacer efectiva la ósmosis inversa, se debe contar con un tanque presurizado que contendrá el líquido concentrado, el cual pasará al otro lado de la membrana donde se guardará el líquido purificado.



Aplicaciones de la ósmosis inversa

Por ser un proceso de separación sólido-líquido muy eficiente, la ósmosis inversa es muy utiliza en diversas áreas industriales, entre las cuales podemos destacar:


  • Desalinización del agua de mar.
  • Purificación de aguas industriales.
  • Potabilización de agua para consumo humano.
  • Circuitos de refrigeración semi-abiertos.
  • Fabricación de catalizadores.
  • Industrias de pintura.
  • Procesado de papel.
  • Industrias de alimentos.

Estos son las principales aplicaciones directas, sin embargo se pueden encontrar muchas más.


Ventajas y desventajas del uso de la ósmosis inversa

Resutado de tratamiento de agua con ósmosis inversa
Resultado de un tratamiento de agua con ósmosis inversa. Imagen de Aquacure

Como toda técnica o sistema de purificación de aguas, la ósmosis inversa cuenta con una serie de ventajas y desventajas, las cuales veremos a continuación:

Ventajas:
  • Se logra obtener agua de gran pureza.
  • La ósmosis inversa es un proceso muy sencillo.
  • Ofrece un elevado porcentaje de retención de contaminantes (cerca al 99%).
  • Sistemas fáciles de instalar.
  • Los equipos ocupan poco espacio.
  • Mantenimiento sencillo.
  • Evita la acumulación de sedimentos.
  • Consume muy poca energía.

Desventajas:
  • Los equipos de ósmosis inversa requieren de mantenimiento adecuado.
  • El pH del agua purificada es relativamente bajo, lo que puede ocasionar corrosión en algunos equipos no protegidos y si el proceso es muy riguroso, incluso los niveles de pH pueden bajar a un rango en el cual el agua ya no sea potable. Por ello, hay que estar siempre pendientes de los niveles de pH.
  • Algunas sales minerales se pierden, las cuales son complementarias para el consumo humano.

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