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TEORIA.

Ósmosis

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

Osmosis inversa

La ósmosis es un proceso natural que ocurre en plantas y animales. De forma

esquemática se puede decir que cuando dos soluciones con diferentesconcentraciones se unen a través de una membrana, existe una circulaciónnatural de la solución menos concentrada para igualar las concentracionesfinales, con lo que la diferencia de altura obtenida se traduce en una diferenciade presión, llamada osmótica.

Sin embargo aplicando una presión externa que sea mayor a la presiónosmótica de una disolución respecto de otra, el proceso se puede invertir,haciendo circular agua de la disolución más concentrada y purificando la zonacon menor concentración, obteniendo finalmente un agua de pureza admisible,

aunque no comparable a la de procesos de destilación. Por eso es altamenterecomendable para la filtración de aguas salobres, en las que la sal a rechazar es mucho menor que en aguas marinas. La cantidad de permeado depende dela diferencia de presiones aplicada a la membrana, sus propiedades y laconcentración del agua bruta, y la calidad del agua permeada suele estar entorno a los 300-500 ppm de total de sólidos disueltos, cifra un orden demagnitud mayor al agua obtenida en un proceso de evaporación.

Una membrana para realizar osmosis inversa debe resistir presiones muchomayores a la diferencia de presiones osmóticas de ambas soluciones. Por ejemplo un agua bruta de 35.000 ppm de total de sólidos disueltos a 25ºC tiene

una presión osmótica de alrededor de 25 bar, pero son necesarios 70 bar paraobtener permeado). Además deber ser permeable al agua para permitir el flujoy rechazar un porcentaje elevado de sales. Sin embargo no se puedeconsiderar la OI como un proceso de filtración normal, ya que la dirección deflujo del agua bruta es paralela y no perpendicular como un caso cualquiera defiltración. Ello implica que tan sólo una parte del agua bruta de alimentaciónpasa realmente a través de la membrana (un proceso de filtración lo haría ensu totalidad), y que no se acumulen sales en la membrana al arrastrarse por elagua bruta que no pasa por la membrana. El proceso de ósmosis inversa estan simple que a priori solo son necesarias las membranas que filtren elcontenido salino y el equipo presurizador. Pero una planta de OI es mucho más

compleja que una agrupación de módulos y una o varias bombas, por ejemplolas membranas se ensucian muy fácilmente con la operación continuada y

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necesita un pre-tratamiento intensivo (mucho mayor que en los procesos dedestilación), que comprende entre otros:

• Clorado para reducir la carga orgánica y bacteriológica del agua bruta.• Filtración con arena para reducir la turbidez.

• Acidificación para reducir el pH y limitar la formación de depósitos calcáreos.• Inhibición con polifosfatos de la formación de sulfatos de calcio y bario.• Decolorado para eliminar el cloro residual.• Cartuchos de filtrado de partículas requeridos por los fabricantes demembranas.• Microfiltración (MF) y ultrafiltración (UF) en el caso de aplicacionesindustriales muy específicas ó en reutilización de aguas residuales.

Las etapas del pre-tratamiento son las siguientes:

Bombeo de agua de aporte, Dosificación de ácido clorhídrico, Dosificación de

hipoclorito sódico, Dosificación de reactivo anti incrustante, Filtración sobrelecho de sílex, Filtración de seguridad sobre cartuchos, Dosificación de reactivoreductor, Tratamiento por ósmosis inversa, Bombeo de alta presión, Módulosde ósmosis inversa, Equipo de limpieza de membranas y flushing.

Y las del post - tratamiento:

Dosificación de hipoclorito sódico, Reendurecimiento, Acumulación y bombeode agua producto.

Historia de la osmosis inversa:

El proceso de ósmosis inversa fue propuesto por primera vez por Charles E.Reid en 1953 para obtener agua potable del agua de mar. La propuesta deReid fue sometida a la consideración de la Oficina de Aguas Salinas de EUA ysurgieron algunas objeciones, una de ellas consideraba a la ósmosis inversacomo un proceso impráctico y que en caso de funcionar sería una curiosidadde laboratorio. La duda más seria a la propuesta de Reid fue cuando se hizover que el estado del arte carecía de una membrana adecuada para realizar eficientemente el proceso de ósmosis inversa. En efecto, al aprobarse elproyecto Reid se enfrascó en un problema mayúsculo para conseguir la

membrana que tuviera la capacidad de realizar ese proceso. Las dificultadesbásicamente eran las siguientes:

a) Carencia de una membrana que resistiera químicamente las solucionessalinas. 

b) Las membranas eran muy poco porosas para permitir el libre tránsito delsolvente (agua pura) y demasiado abiertas para tener un adecuado coeficientede reflexión de Staverman (bajo rechazo de sales).La solución del problema de la separación de agua pura a partir de agua demar o salobres fue resuelta por el descubrimiento de la membrana de acetato

de celulosa por el mismo Reid y E. J. Breton en 1959.

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A este descubrimiento siguió otro efectuado por S. Loeb y S. Sourirajan en losaños de 1960 a 1962 al demostrarse que la membrana de Reid y Bretonmejoraba considerablemente el flujo de solvente y rechazo de sales, si lamembrana se hacía asimétrica en lugar de homogénea. Luego se supo, por observaciones al microscopio electrónico, que la asimetría en la membrana de

Loeb y Surirajan se debía a la presencia de una delgada película de polímeroen fase amorfa con secciones cristalinas sobre la superficie de la membrana.Esta película es la parte activa de la membrana y responsable de la exclusiónde los solutos. El cuerpo restante de la membrana sirve de soporte y es unaestructura polímera esponjada altamente porosa.

Con este tipo de membrana se realizó eficientemente el proceso de ósmosisinversa, acallando a los que pensaron que esa inversión nunca funcionaría. Apesar de este triunfo tecnológico, el precio que se paga es alto, por el costoelevado de energía que cobran las irreversibilidades. En un principio se creyóque el proceso de ósmosis inversa sería altamente eficiente, pues se pensó

que bastaría con exceder la presión osmótica del sistema para lograr lainversión osmótica. Aquí no se tomaba muy en cuenta la segunda ley de latermodinámica debido a que se requiere un trabajo extra para sufuncionamiento en contra de irreversibilidades y entre más lejos del equilibriose opere, mayor será ese costo extraordinario de energía. En efecto, resultóque el funcionamiento de dicho efecto requiere de la aplicación de una presiónmucho mayor (4 ó 5 veces mayor) al valor de la presión osmótica efectiva einvertir energías 10 veces más que la requerida, si el proceso fuera reversible,por ejemplo, la presión osmótica del agua de mar es de 24 atmósferas,mientras que los equipos que obtienen agua potable a partir de agua de mar operan con presiones de 100 atmósferas o mayores. Ello implica costos deequipo y mantenimiento elevados.

Uno de los logros de la década de los años sesenta fue hacer económica laaplicación de la ósmosis inversa en la obtención de agua potable a partir deaguas salobres y de mar, y entrar francamente en competencia con otrossistemas de separación de pequeña o gran escala. Esta posibilidad fue unaconsecuencia de la perfección de la membrana de acetato de celulosa y unentendimiento más claro de los procesos de interacción de una solución salinacon dichas membranas. En esta década se consiguió comprender los efectosde compactación y de oclusión de las membranas bajo operación, así como

percibir la necesidad de tratamientos bioquímicos del agua de alimentación, por la presencia de microorganismos que utilizan a la membrana como nutriente.

En particular, el conocimiento de la capa de polarización como efecto adversofue decisivo en los avances anteriores. Este efecto se ha señalado como elrecíproco del osmótico, tal como se indicó en el capítulo V, y es causa de laformación de una capa de iones cuando durante el tránsito del flujo volumétricose acumulan solutos que no pueden pasar y se concentran a la entrada de lamembrana. Esta capa de iones salinos elevan la presión osmótica local de lasolución frente a la membrana y por lo mismo aumenta la presión de operaciónpara mantener un flujo del solvente. La eliminación de este efecto adverso fue

determinante en el diseño de los módulos que sirven de apoyo a la membrana,en vista de que para eliminar esa capa de polarización se utiliza la agitación

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convectiva, provocando un flujo turbulento en la solución alimentadora. De estamanera, las celdas donde las membranas ejecutan la separación presentandiseños geométricos de manera que los flujos sean violentos (altos números deReynolds).

Otro de los avances de la década de los sesenta fue la elaboración de modelosque interpretaban los procesos de transporte de una membrana. Entre otras,están las aportaciones de H. K. Londsdale, U. Merten y R. L. Riley en 1965. Elaño siguiente se conocen las contribuciones de Spiegler y Kedem, Gradzinski yKedem, Mears y Merten. Estos modelos siguen los lineamientos teóricos dadospor Kedem Katchalsky en 1958 y predicen relaciones entre distintas variablesdel sistema, como los flujos de soluto y solvente, porcentaje de rechazo,espesor y permeabilidad de la membrana. Esto permitió un manejo adecuadode los parámetros de diseño en la construcción y venficación de plantas deprueba o pilotos y luego su comercialización en plantas del orden industrial.En la década de los años sesenta, el estudio y aplicación de la ósmosis inversa

se relacionó con la desalación de aguas salinas y del tratamiento de aguas derehúso, como la purificación de agua de desechos industriales y de drenaje.Por otra parte, en la década de los setenta se consiguió un conocimiento másdetallado sobre el funcionamiento de la membrana; en particular se discutió elmecanismo por el que una membrana de acetato de celulosa permite el pasodel solvente e impide el tránsito de los solutos. El fenómeno de la causa de laselectividad de una membrana fue discutido primeramente en los trabajos deReid y Breton en 1959, constituyendo una constante preocupación en lasexplicaciones físicas de los modelos de la década anterior.

Algunos puntos se establecieron en la década de los sesenta y aparecen ennuestra época como un conocimiento fraccionado. Algunas teorías hanformulado una explicación sobre la causa del fenómeno de la selectividad deuna membrana, sin que existan correlaciones de observaciones experimentalesdonde se observe claramente la influencia de las propiedades de lasestructuras poliméricas. Este problema al parecer no está resuelto y pone derelieve la necesidad de estudiar a nivel fundamental la interacción de unasolución electrolítica con un material polimérico. La información básica que seobtiene del mecanismo de la selectividad en la década de los sesenta, es surelación con la presencia de grupos químicos o radicales en las cadenaspoliméricas en el material de la membrana. Estos grupos químicos rechazan

los iones por acciones electromagnéticas, a la vez que se permite el acceso delas moléculas de agua por propiedades hidrofílicas de la membrana; es decir, elagua es absorbida por el material polimérico y transmitido de un punto a otropor influencia de transiciones en los puentes de hidrógeno; esto ocurre cuandono hay espacios porosos para un flujo volumétrico. De manera que se confirmala importancia de aglutinar centros de rechazo en la superficie de unamembrana hidrofílica.

El conocimiento de estos mecanismos de selectividad permitió predecir elcomportamiento de las membranas en variadas aplicaciones. Tambiénaparecieron nuevas membranas utilizando otro tipo de polímeros que

presentan más ventajas en comparación con las de acetato de celulosa. Enesta década de los setenta, se logró dar una clasificación útil de las

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membranas en relación a procesos de separación y el mecanismo de acción asu vez relacionada con su estructura. Después de todo, la ósmosis inversa haganado gran popularidad, se recrearon métodos de operación con diversasmembranas, y actualmente existe un sinnúmero de aplicaciones industriales.

Desalación por medio de osmosis inversa:

Mediante este procedimiento es posible obtener agua desalinizada (menos de5.000 microsiemens/cm de conductividad eléctrica) partiendo de una fuente deagua salobre, agua de mar, que en condiciones normales puede tener entre20.000 y 55.000 microsiemens/cm de conductividad.

La medida de la conductividad del agua da una indicación de la cantidad desales disueltas que contiene, dado que el agua pura no es un buen conductor  de la electricidad (su potencial de disociación es menor de 0.00001).La ósmosis inversa o reversa (RO) se ha convertido hoy en día en uno de los

sistemas más eficientes para desalinizar y potabilizar el agua, siendo usada enbarcos, aviones, industrias, hospitales y domicilios.

Mediante ósmosis inversa se consigue que el agua bruta que llega a ladesaladora se convierta por un lado en un 40% de agua producto y un 55-60%de agua salobre.

La clave está en la constitución del fajo de membranas que intercalan redes-canales de circulación entre capa y capa y finalmente convergen en el centrodel sistema. Como hay un flujo de entrada y dos flujos de salida, al uno se leconoce como rechazo salino y al otro como flujo de permeado y sus valoresdependerán de la presión de entrada impuesta al sistema. Por lo general esfactible encontrar membranas confeccionadas con poliamida o acetato decelulosa (este último material está en desaparición) con un rechazo salino deentre 96.5-99.8%. Existen membranas especializadas para cada tipo de agua,desde agua de mar hasta aguas salobres.

Los equipos de ósmosis inversa industriales montan varios trenes o carros demembranas interconectadas entre sí, una bomba de alta presión, medidores deTDS, pH y caudalímetros de columna. Existen equipos que se ubican engrandes salas debido a su enorme tamaño.

Para el óptimo funcionamiento de estos sistemas, se requiere mantener unanti-incrustante contra sílice (sílice gelificada neutra) que obtura el sistema,además de un biocida para mantener libre de biomasas las capas del sistema.La ósmosis inversa tiene algunas restricciones, hay ciertas especies químicasque el sistema no es capaz de retener, estos el arsenito (As+3), la sílice neutra(ya mencionada) y el boro. Para retener estas especies hay que realizar unamodificación del estado químico de la especie, ya sea vía oxidación, co-precipitación o cambios de pH del medio. Por ejemplo el arsenito (As+3)experimenta un rechazo de menos de 25%, el arsenato (As+5) es capaz de ser retenida en un 95-98%.

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Las incrustaciones en las membranas son un factor no despreciable en laeficiencia del equipo, esto ocurre cuando se pretende forzar el caudal depermeado, ocurriendo frentes de saturación en la superficie de la membrana.Otras sustancias son incrustantes, tales como la mencionada sílice, biomasasde microorganismos. Una vez incrustada la membrana, solo es posible revertir 

la situación desmontando la unidad y tratándola con mezclas de ácidos fuertesy sometiéndolas a contracorriente.

Un desarrollo tecnológico reciente especialmente relevante es el de la ósmosisinversa para desalinización basada en energía solar fotovoltaica, empleandosólo y exclusivamente una pequeña batería para que todo funcionecorrectamente.

La desalación mediante membranas se puede dividir en 2 grandesgrupos, según el agua de origen a tratar:

- Agua de Mar:

Debido a la alta concentración de sales en la misma, los rendimientos en losprocesos de desalación no suelen ser muy altos, trabajando con rendimientosentre el 40 y el 60 %. Además, es necesario aplicar una gran presión de trabajopara obtener el permeado (agua desalinizada).

- Agua salobre:

La cantidad de sales disueltas en el agua es mucho menor que en el caso deagua de mar lo que nos permite trabajar a bajas presiones con lo que suponeun ahorro considerable de energía y económico, dando como resultados unasconversiones de los sistemas entre el 65 y el 75%.

La ósmosis inversa como técnica de desalación se puede usar con fines:

- Urbanos: obtención de agua potable para abastecimiento en zonas donde seha experimentado un incremento en la población y escasez de fuentes de aguapotable.

- Turísticos: Orientados para abastecimiento de complejos hoteleros y para

riego de campos de golf en ubicaciones turísticas donde resulta complicada laobtención de agua para dicho fines.

- Agrícolas: Donde se consigue la reducción de la concentración de sales en elagua de los acuíferos salinos, sobre todo los pozos próximos al mar, debido ala incrustación marina.

- Industriales: Como pre-tratamiento con la obtención de agua ultra pura para larealización de procesos industriales de elaboración (productos farmacéuticos,…) y en hospitales.

Las razones de su imposición con respecto a otras tecnologías son lassiguientes:

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• El consumo eléctrico específico de una instalación de ósmosis inversa es elmenor de los estudiados hasta ahora (6-8 kWh/m^3), pero se puedeaprovechar la energía contenida en la salmuera rechazada a alta presión pararebajar esa cifra hasta por debajo de 3 kW·h/m 3. Ello supone un coste

económico menor de 25 ptas. /m^3, considerando un coste de la electricidad de8 ptas. /kWh.

• Al ser un proceso de filtración, el coste energético depende de laconcentración del agua bruta, cosa que no ocurre en las tecnologías deevaporación.

• Permite una adaptabilidad mayor que otras plantas a una ampliación de sucapacidad si la demanda es creciente en la zona.

• Los costes de inversión de una instalación de OI están por debajo de otras

tecnologías de destilación.

Sin embargo, las limitaciones tecnológicas asociadas a las membranas conalgunos tipos de aguas marinas impiden su implantación total en el resto delmundo.

Control del ensuciamiento de los sistemas de osmosis inversa:

El ensuciamiento mineral y orgánico de las membranas representa el mayor problema operacional de los sistemas de ósmosis inversa. Las técnicascomunes de pre tratamiento del agua de alimentación, consistentes enfiltración, suavización y adición de reactivos químicos son costosas y deefectos limitados.

Se describen sistemas anti-ensuciamiento basados en un diseño único decapacitancia de alto voltaje los cuales han sido usados desde 1994 para evitar el ensuciamiento mineral y orgánico de superficies de transferencia de calor ensistemas acuosos y de procesos industriales.

La electro-tecnología aplicada como pre tratamiento al agua de alimentación de

ósmosis inversa es efectiva y eficaz en eliminar y evitar el ensuciamiento de lasmembranas. En comparación con los principios conocidos de la metodología dela dispersión electrostática de coloides con las teorías aceptadas delensuciamiento de las membranas por los mismos, revela un alto nivel decorrelación teórica y práctica entre ambas. Los resultados que se presentan eneste trabajo fueron tomados del desempeño y datos de la operación de tresdiferentes sistemas de ósmosis inversa en los que esta tecnología descrita fueutilizada.

Ensuciamiento coloidal de las membranas en los cuales se incluyen partículasminerales y biológicas encontradas en todas las aguas crudas de todas las

fuentes. Los coloides varían en tamaños desde unos cuantos nanómetros aunos cuantas micras, e incluyen una amplia variedad de ambos componentes

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minerales y orgánicos, tales como arcillas minerales, sílice coloidal, óxidos dehierro, aluminio y manganeso, diversos tipos de micro organismos, virus,biocoloides, fibrilados, coloides húmicos, y aglomerados de exudados y materiaorgánica macromolecular.

El modelo de la teoría de la capa doble explica las fuerzas repulsivas entre loscoloides. Está enfocada en el efecto que los coloides negativamente cargadostienen sobre los iones positivos en el seno de la solución. Los iones positivosforman una capa firmemente adherida alrededor de la superficie del coloide.Los iones positivos adicionales atraídos por las partículas negativamentecargadas confrontan una fuerza repulsiva de los contra-iones adheridos en lacapa, y de los otros contra-iones aproximándose al coloide. La densidad deesta capa, conocida como la capa difusa, gradualmente disminuye con ladistancia de la partícula coloidal, hasta que alcanza el equilibrio con el resto delos iones en la solución. Es la capa difusa rodeando al coloide la que crea lamayor fuerza repulsiva entre las partículas coloidales: a mayor densidad de la

capa difusa, mayor será la distancia en la que las fuerzas repulsivas sonsignificativas.

La función primordial de la capa doble es neutralizar al coloide negativamentecargado. Esto crea el potencial electrocinético entre la superficie del coloide ycualquier punto en el seno del líquido. Este potencial (típicamente en el ordende los milivolts) se conoce como Potencial Zeta.

Cuando la densidad de carga superficial en las partículas coloidales es losuficientemente baja, o cuando el contenido electrolítico de la solución eselevado, las fuerzas de Van der Waals logran sobre imponerse a las fuerzas dedispersión, y el resultado obtenido es el del proceso de floculación. Esta uniónde partículas es lo que se desea lograr durante los procesos de clarificación enel tratamiento de aguas mediante la sedimentación de sólidos suspendidos.

Este efecto de floculación generalmente se obtiene mediante la adición deelectrolitos (eg: sales de aluminio o fierro) a soluciones acuosas para reducir elpotencial zeta de las partículas. Sin embargo, cuando la resultante entre lasdos fuerzas es positiva, el efecto resultante será el de un estado estable dedispersión. De esta manera, al aumentar el potencial zeta de las partículas, selogra obtener un estado de dispersión más estable.

El ensuciamiento coloidal de membranas de OI es el resultante de que larepulsión de la capa doble el cual se invalida por el arrastre del flujo delpermeado a través de la membrana. Este es una fuerza hidrodinámicaproporcional al flujo del permeado, actuando perpendicular a la superficie de lamembrana.

La dispersión electrostática de los coloides ha sido sugerida por muchosautores como un medio de mantener las membranas de OI libres deensuciamiento coloidal. Sin embargo, todos los intentos de incrementar sucarga superficial con la adición de reactivos químicos dispersantes ha tenido

efectos limitados.

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PROCEDIMIENTO.

El proceso es el siguiente:

El agua del mar pasa a través de los muros tras lo cual las bombas detransferencia incrementan la presión en el con lo que puede pasar al pre-tratamiento. En el pre-tratamiento los sólidos son removidos y un desinfectantees inyectado para prevenir la actividad microbiológica en las tuberías y en elsistema. Acidificarlo también es necesario corriente arriba de la unidadfiltradora. El proceso de coagulación es ayudado por coagulaciones sucesivasen el agua acidificada, posteriormente los microfoculos que se han formado seretiran por un filtro multitamaño. Los filtros se hallan divididos en

compartimentos independientes, los cuales consisten en múltiples capas condiferentes tamaños de poro. Siendo cada filtro purgado o cambiadoperiódicamente según la carrera que tenga. Dicha limpieza se hace pasandoaire desde el fondo hacia la parte superior del efluente que será descargado enel mar. También un agente descolorante es inyectado en el agua para eliminar el desinfectante. Cerca de un cincuenta porciento del agua tratada esconvertida en permeable la cual es bombeada a través de la membrana a unapresión suficiente para que pase a través de ella. El concentrado queposteriormente queda es descargado al mar, pudiéndose recuperar energía através de una turbina con lo cual el consumo será inferior al 35%. Además unlimo puede ser añadido al tanque del agua para alterar el valor del pH. Por otraparte la capacidad de almacenamiento puede prevenir las fluctuaciones en elabastecimiento mediante bombeo.

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La concentración hidrostática final representa la aparente presión osmótica quebrinda la solución la cual varía con la temperatura. Si la presión externa esmayor que la presión osmótica aplicada, la osmosis inversa tendrá lugar. Por locual el ratio de penetración del sal través de la membrana será proporcional a

la diferencia entre ambas presiones. Si esta presión se incrementa el nivel delagua dulce se incrementara mientras que la del agua salada permaneceráconstante. Las redes de operación bajo presión en la osmosis inversarequieren proporcionar un agua económica, típicamente mayor que 20 bar.Mientras que la presión osmótica del agua salada esta entre los 34-43 bar, lasoperaciones están en un rango de entre 54 y 80 bar.

Pao aquí te mando algunos esquemas que encontré y que podrías utilizar 

3) Ósmosis inversa. Consiste en forzar mediantepresión el paso de moléculas de agua a través deuna membrana semi-impermeable, que permite elpaso a su través de dichas moléculas, pero no delos iones disueltos. El agua marina debe recibir untratamiento previo antes de su paso por lasmembranas, como la eliminación de sólidos en

suspensión y de materia orgánica o unaacidificación para impedir que los carbonatosprecipiten sobre las membranas. A medida que seobtiene agua dulce queda una salmuera residualdesechable.

INSTALACION Y PROCEDIMIENTO DE DESALINIZACION DEAGUA DEL MAR POR OSMOSIS INVERSA Y POR PRESIONHIDROSTATICA.

Resumen: LA INVENCION SE RELACIONA CON UNA PLANTA DE DESALACION DE

AGUA MARINA MEDIANTE OSMOSIS INVERSA. LA PLANTA COMPRENDE UNA TOMA

DE AGUA SALADA (1), MEDIOS DE TRANSPORTE DEL AGUA SALADA (2), MEDIOS

FORMADORES DE UNA COLUMNA DE AGUA SALADA (3), MEDIOS DESALADORES

MEDIANTE OSMOSIS INVERSA (4), SITUADOS EN EL EXTREMO INFERIOR (3B) DE

LA COLUMNA DE AGUA SALADA (3) Y QUE PUEDEN ESTAR SITUADOS POR ENCIMA

O POR DEBAJO DE LA SUPERFICIE DEL MAR, MEDIOS TRANSPORTADORES DELAGUA SALADA (5) Y METODOS PORTADORES DE LA SALMUERA (6). LOS MEDIOS

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(3) QUE FORMAN LA COLUMNA DE AGUA SALADA, TIENEN UNA ALTURA TAL, QUE

SU PESO EJERCE UNA PRESION QUE CONTRIBUYE SUSTANCIALMENTE A GENERAR 

UN FENOMENO DE OSMOSIS INVERSA, DE FORMA QUE EL AGUA SALADA ES

SEPARADA EN AGUA DESALADA Y SALMUERA. LA PLANTA INCLUYE AL MENOS UN

TANQUE PARA ALIMENTACION POR GRAVEDAD (7), LOCALIZADO A UNA ALTURA

PREDETERMINADA, EN LA ZONA MAS ELEVADA (3A) DE LA COLUMNA DE AGUA

SALADA (3), ESTANDO DICHO TANQUE (7) EN COMUNICACION FLUIDA CON DICHA

COLUMNA DE AGUA. LA INVENCION SE RELACIONA ASIMISMO CON EL PROCESO

CORRESPONDIENTE.

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Sistemas de ósmosis inversa flexibles se adaptan a diferentes concentraciones de sal enlos mares del planeta (vea figura en inglés).

Esquema de funcionamiento de la ósmosis inversa.

El proceso de la ósmosis inversa funciona en la práctica, tal y como se muestra en la figurasiguiente. Una Bomba de alta presión bombea la solución a tratar hacia un compartimiento

donde está ubicada la membrana semipermeable manteniendo permanentemente unapresión elevada en uno de sus lados (compartimiento de alta presión), por lo que una partedel solvente y una cantidad muy pequeña del soluto atraviesan la membrana. La otra partede la solución de aporte es rechazada, dando lugar a la salmuera o rechazo, con un altocontenido del soluto y la parte restante del solvente.

Uso de la energía solar y eólicaacoplada a la ósmosis

inversa(OI)

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Existen dos tipos fundamentales de energía renovable que pudieran servir de fuente deabasto de energía para los sistemas de OI, la energía solar y la eólica. En la primera seemplean los sistemas fotovoltaicos que transforman la radiación solar en energía eléctrica,mientras que en la segunda, se usan los sistemas eólicos que transforman la energía cinéticadel viento en energía eléctrica. Debido a que ambos sistemas producen energía eléctrica, yésta es la fuente de suministro de energía del proceso de OI, entonces, podrían utilizarsepara la desalinización de agua salobre y de mar dichas fuentes de energía renovable.

El empleo de una y otra energía alternativa en las instalaciones de OI viene dado por elfactor meteorológico predominante, ya sea bien, el sol o el viento; y por el análisiseconómico.

Las partes principales que pudieran formar parte de las instalaciones de OI para ladesalinización de agua de mar y salobre mediante el uso de energías renovables serepresentan en la figura siguiente.

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Desalinización por osmosis inversa aprovechando la hidro-energía para cogeneración:

La mayoría de los países en el medio oriente presentan deficits de agua. En ellos se consume cada gota

de agua disponible en los ríos y acuíferos subterráneos y rápidamente están agotando el aguasubterránea que únicamente se puede usar una sola vez. El desarrollo no convencional de los recursoshidráulicos y de la energía, incluyendo la desalinización de agua de mar y salobre por métodos de co-generación, será punto clave en la planeación de los recursos hidráulicos en países áridos y semi áridospara el siglo XXI. El uso de la potencia hidráulica y solar para desalinización por osmosis inversa, que esun nuevo tipo de cogeneración que puede ser ampliamente utiizada en el futuro, pero será seguramenteel desarrollo tecnológico clave en esas regiónes para alcanzar los objetivos, los cuales están enfocados avaluar los energéticos fósiles y el medio ambiente.

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UNIVERSIDAD DE EL SALVADORFACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA

ASIGNATURA:QUÍMICA GENERAL II

NOMBRE DE LA INVESTIGACIÓN:“DESALINIZACIÓN DE AGUA DE MAR POR OSMOSIS INVERSA”

GRUPO DE DISCUSIÓN:1 - B

APELLIDOS: NOMBRES: CARNET: FIRMA:MELÉNDEZ ALVARADO, DIANA PAOLA MA08021 _________ HERNÁNDEZ CRUZ, GUSTAVO ALBERTO HC08015 _________ RIVAS RIVAS, HÉCTOR ANTONIO RR08003 _________ 

CIUDAD UNIVERSITARIA, LUNES 29 DE JUNIO DE 2009.