Sistema de ósmosis inversa STARK. ¿Cómo funciona la ósmosis inversa?

Este artículo está dirigido a una audiencia que tiene poca o ninguna experiencia con el agua de ósmosis inversa e intentará explicar los conceptos básicos en términos simples que deberían dejar al lector con una mejor comprensión general de la tecnología del agua de ósmosis inversa y sus aplicaciones.

Comprender la ósmosis inversa
La ósmosis inversa, comúnmente conocida como RO, es un proceso en el que se desmineraliza o desioniza el agua empujándola a presión a través de una membrana de ósmosis inversa semipermeable.

¿Cómo funciona la ósmosis inversa?
La ósmosis inversa funciona mediante el uso de una bomba de alta presión para aumentar la presión en el lado de la sal de la OI y forzar el agua a través de la membrana de ósmosis inversa semipermeable, dejando casi todas (alrededor del 95% al 99%) de las sales disueltas en la corriente de rechazo. La cantidad de presión requerida depende de la concentración de sal del agua de alimentación. Cuanto más concentrada sea el agua de alimentación, más presión se requiere para superar la presión osmótica.

El agua desalinizada que se desmineraliza o desioniza, se llama agua permeada (o producto). La corriente de agua que transporta los contaminantes concentrados que no pasaron a través de la membrana de ósmosis inversa se denomina corriente de rechazo (o concentrado).


A medida que el agua de alimentación ingresa a la membrana de ósmosis inversa bajo presión (presión suficiente para superar la presión osmótica), las moléculas de agua pasan a través de la membrana semipermeable y las sales y otros contaminantes no se dejan pasar y se descargan a través de la corriente de rechazo (también conocida como corriente de concentrado o salmuera), que va a drenar o puede ser alimentada de nuevo al suministro de agua de alimentación en algunas circunstancias para ser reciclada a través del sistema de ósmosis inversa para ahorrar agua. El agua que llega a través de la membrana de ósmosis inversa se llama permeado o agua de producto y generalmente tiene alrededor del 95% al 99% de las sales disueltas eliminadas de ella.

Es importante entender que un sistema de ósmosis inversa emplea filtración cruzada en lugar de filtración estándar donde los contaminantes se recogen dentro del medio filtrante. Con la filtración cruzada, la solución pasa a través del filtro, o cruza el filtro, con dos salidas: el agua filtrada va en una dirección y el agua contaminada va en otra dirección. Para evitar la acumulación de contaminantes, la filtración de flujo cruzado permite que el agua barre la acumulación de contaminantes y también permite suficiente turbulencia para mantener limpia la superficie de la membrana.

¿Qué contaminantes eliminará la ósmosis inversa del agua?
La ósmosis inversa es capaz de eliminar hasta un 99% + de las sales disueltas (iones), partículas, coloides, compuestos orgánicos, bacterias y pirógenos del agua de alimentación (aunque no se debe confiar en un sistema de ósmosis inversa para eliminar el 100% de las bacterias y virus). Una membrana de ósmosis inversa rechaza los contaminantes en función de su tamaño y carga. Cualquier contaminante que tenga un peso molecular superior a 200 es probablemente rechazado por un sistema de ósmosis inversa que funcione correctamente (para comparar, una molécula de agua tiene un MW de 18). Del mismo modo, cuanto mayor sea la carga iónica del contaminante, más probable es que no pueda pasar a través de la membrana de ósmosis inversa. Por ejemplo, un ion de sodio tiene una sola carga (monovalente) y no es rechazado por la membrana de ósmosis inversa, así como el calcio, por ejemplo, que tiene dos cargas. Asimismo, esta es la razón por la que un sistema de ósmosis inversa no elimina muy bien gases como el CO2 porque no están altamente ionizados (cargados) mientras están en solución y tienen un peso molecular muy bajo. Debido a que un sistema de ósmosis inversa no elimina los gases, el agua permeada puede tener un nivel de pH ligeramente más bajo de lo normal dependiendo de los niveles de CO2 en el agua de alimentación, ya que el CO2 se convierte en ácido carbónico.

La ósmosis inversa es muy eficaz en el tratamiento de aguas salobres, superficiales y subterráneas para aplicaciones de flujos grandes y pequeños. Algunos ejemplos de industrias que utilizan agua de ósmosis inversa incluyen productos farmacéuticos, agua de alimentación de calderas, alimentos y bebidas, acabado de metales y fabricación de semiconductores, por nombrar algunos.

Cálculos de rendimiento y diseño de ósmosis inversa
Hay un puñado de cálculos que se utilizan para juzgar el rendimiento de un sistema de ósmosis inversa y también para consideraciones de diseño. Un sistema de ósmosis inversa tiene instrumentación que muestra la calidad, el flujo, la presión y, a veces, otros datos como la temperatura o las horas de operación. Para medir con precisión el rendimiento de un sistema de ósmosis inversa, necesita los siguientes parámetros de operación como mínimo:

• Presión de alimentación
• Presión de permeado
• Presión de concentrado
• Conductividad del alimento
• Conductividad de permeado
• Flujo de alimentación
• Flujo de permeado
• Temperatura

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