osmosis inversa

miércoles, 2 de diciembre de 2009

INTRODUCCION

OBJETIVO:

Este blog esta hecho para informarles sobre la purificación del agua por medio de la osmosis inversa, espero sea de gran interés y pueda servir para despejar dudas que tengan sobre el tema.

explicación:

Con el crecimiento de la población mundial la demanda de agua dulce a aumentado, si sumamos ha esto el crecimiento industrial, el tratamiento de aguas y efluentes se ha transformado en algo importantísimo para el desarrollo de esta sociedad. Es por esta razón que se ha declarado al agua como un recurso escaso, de acuerdo a la ubicación y recursos económicos de los distintos países, estos adoptan distintas técnicas de tratamientos de efluentes y aguas. Por ejemplo, en países donde la energía es barata, se opta por tratamientos como la evaporación de aguas salobres, en otros países ricos en aguas subterráneas se opta por el tratamiento de intercambio iónico. Con el desarrollo de la tecnología actual, se han creado nuevas alternativas para el tratamiento de aguas y efluentes, esta alternativa es la osmosis inversa la cual a tenido un desarrollo masivo en el campo de la desalación de aguas salobres, sobre todo en el campo industrial, reemplazando o complementando a los métodos anteriores, ya que es un método no excluyente de los otros. Y en algunos países se ha transformado en la única opción factible.

OSMOSIS INVERSA

El consumo de agua crece en todas partes del mundo: se estima que dobla cada diez años, haciendo indispensable el uso de métodos para purificar aguas residuales y desalinizar el agua del mar.
Resulta imperiosa la implantación de estas tecnologías en todos los rincones del planeta, pero el gran inconveniente es el gasto energético que implican, principalmente en los países en desarrollo.
Entre los tratamientos de purificación del agua destacamos la ósmosis inversa como uno de los más efectivos, llegando a una eficacia de 99% en retención de contaminantes.

En este proceso, se usa una membrana semipermeable para separar y quitar los sólidos disueltos en el agua. El agua pasa por la membrana por medio de presión hidráulica o evaporación térmica. Bacterias, virus, partículas en suspensión y pirógenos se eliminan.

Si bien se trata del método más usado actualmente en el mundo para purificar el agua, tiene un gran gasto energético, que se traduce en un importe de entre 0,68 y 0,90 dólares por metro cúbico. Actualmente, científicos de la Universidad de Harvard están estudiando una técnica nueva, variante de la ósmosis inversa convencional, que promete reducir estos costos casi a la mitad.

¿Que es la osmosis inversa?

La ósmosis es un fenómeno físico-químico relacionado con el comportamiento del agua como solvente de una solución ante una membrana semipermeable para el solvente (agua) pero no para los solutos. Tal comportamiento entraña una difusión simple a través de la membrana del agua, sin "gasto de energía". La ósmosis es un fenómeno biológico importante para la fisiología celular de los seres vivos.

OSMOSIS NATURAL

Para entender el proceso de la ósmosis inversa, empecemos por recordar la ósmosis natural, mecanismo de transferencia de nutrientes en las células de los seres vivos a través de las membranas que la recubren.
En tal sentido, cuando se ponen en contacto dos soluciones de diferentes concentraciones de un determinado soluto (por ejemplo sales), se genera un flujo de solvente (por ejemplo agua) desde la solución más diluida a la más concentrada, hasta igualar las concentraciones de ambas.

Es decir, en otras palabras: si ponemos en contacto, a través de una membrana, agua salada y agua destilada obtendremos un equilibrio entre ambas y quedarán moderadamente saladas. El agua que atraviesa la membrana es "empujada" por la presión osmótica de la solución más salada y el equilibrio del proceso se alcanza cuando la columna hidrostática iguala dicha presión osmótica.

"Osmosis Inversa"

De aquí se deduce que si nuestro interés en el tratamiento es obtener una corriente de agua lo más diluida posible deberemos invertir el fenómeno. Para ello hay que vencer la presión osmótica natural mediante la aplicación en sentido contrario de una presión mayor.

Cuando se logra invertir el fenómeno estamos en presencia de ósmosis inversa o invertida como se ha dado en llamarla.

En resumen: si a una corriente de agua salada se le aplica una fuerte presión, lograremos obtener un equilibrio distinto del anteriormente descripto en el cual se generan simultáneamente dos corrientes:

Ø Una que es la que atraviesa la membrana, queda libre de sólidos disueltos (minerales, materia orgánica, etc.) y de microorganismos (virus, bacterias, etc.): producto o permeado.
Ø La otra se va concentrando en esos mismos productos sin que lleguen a depositarse en la membrana, porque la taparían y se eliminarían en forma continua, constituyendo el concentrado.

NANOFILTRACION

PLANTA DE NANOFILTRACIÓN

"Tecnología de membrana"

Nanofiltración y ósmosis inversa son ambas técnicas que utilizan iones univalentes y bivalentes.

La nanofiltración es una técnica que ha prosperado a lo largo de los últimos años. Hoy, la nanofiltración es básicamente aplicada en pasos de purificación de agua potable, tales como ablandamiento del agua, decoloración y eliminación de micro contaminantes.
Durante los procesos industriales la nanofiltración se aplica para la eliminación de sustancias orgánicas, tales como agentes colorantes.La nanofiltración es un proceso relacionado con la presión durante el cual ocurre una separación basada en el tamaño molecular. Las membranas producen la separación. La técnica es principalmente aplicada para la eliminación de sustancias orgánicas, tales como micros contaminantes e iones multivalentes. Las membranas de nanofiltración retienen moderadamente las sales univalentes.

Otras aplicaciones de la nanofiltración son:

Ï La eliminación de pesticidas de las aguas subterráneas
Ï La eliminación de metales pesados de las aguas residuales
Ï Reciclaje de aguas residuales en lavanderías
Ï Ablandamiento del agua
Ï Eliminación de nitratos

TRATAMIENTO DEL AGUA

El agua en su estado natural, muchas veces no es adecuada para ciertos procesos industriales o bien para consumo humano.
Por lo tanto se puede realizar operaciones físicas o químicas a fin de acondicionarla para un uso específico.Este acondicionamiento se basa en la combinación de los procesos físico-químicos de la filtración, la difusión y la adsorción. Estas nuevas tecnologías son la Micro filtración, la Ultrafiltración, la Nanofiltración y la Ósmosis Inversa.

"Agua Salada"

La alta salinidad del agua de distintos orígenes por ejemplo mar, pozo, efluentes, etc. producen grandes inconvenientes, en la vida útil de muchos materiales, ya sea cañerías, torres de enfriamientos, mas aun en aquellos equipos que calientan al agua como calderas, termo tanques, lavadoras, etc.
Generalmente esta agua con alto contenido de “sal” suelen ser aguas duras y cuya dureza puede ser temporaria o permanente.
La que nos interesa es la dureza temporaria, porque es la que precipita con elevar la temperatura o por evaporación (ejemplo en una torre de enfriamiento).
La dureza temporaria esta dada por los carbonatos de calcio y magnesio lo que comúnmente llamamos “sarro” cuando se depositan.
Un método para el acondicionamiento de este tipo de agua es usar un ablandador de agua de resina, la que absorbe los iones de calcio y magnesio.
La resina de estos ablandadores de agua luego de saturarse se puede regenerar manual o automáticamente logrando así su nueva utilización.

FENOMENOS DE LA OSMOSIS INVERSA

El fenómeno de la Ósmosis está basado en la búsqueda del equilibrio. Cuando se ponen en contacto dos fluidos con diferentes concentraciones de sólidos disueltos se mezclarán hasta que la concentración sea uniforme. Si estos fluidos están separados por una membrana permeable (la cual permite el paso a su través de uno de los fluidos), el fluido que se moverá a través de la membrana será el de menor concentración de tal forma que pasa al fluido de mayor concentración.

Al cabo de un tiempo el contenido en agua será mayor en uno de los lados de la membrana. La diferencia de altura entre ambos fluidos se conoce como Presión Osmótica.

Los filtros de agua por osmosis se utilizan para eliminar los siguientes problemas del agua potable: