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TEORIA.

Ósmosis

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 inversa

La ósmosis es un proceso natural que ocurre en plantas y animales. De forma esquemática se puede decir que cuando dos soluciones con diferentes concentraciones se unen a través de una membrana, existe una circulación natural de la solución menos concentrada para igualar las concentraciones finales, con lo que la diferencia de altura obtenida se traduce en una diferencia de presión, llamada osmótica.

Sin embargo aplicando una presión externa que sea mayor a la presión osmótica de una disolución respecto de otra, el proceso se puede invertir, haciendo circular agua de la disolución más concentrada y purificando la zona con menor concentración, obteniendo finalmente un agua de pureza admisible, aunque no comparable a la de procesos de destilación. Por eso es altamente recomendable 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 de la diferencia de presiones aplicada a la membrana, sus propiedades y la concentración del agua bruta, y la calidad del agua permeada suele estar en torno a los 300-500 ppm de total de sólidos disueltos, cifra un orden de magnitud mayor al agua obtenida en un proceso de evaporación.

Una membrana para realizar osmosis inversa debe resistir presiones mucho mayores 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 para obtener permeado). Además deber ser permeable al agua para permitir el flujo y rechazar un porcentaje elevado de sales. Sin embargo no se puede considerar la OI como un proceso de filtración normal, ya que la dirección de flujo del agua bruta es paralela y no perpendicular como un caso cualquiera de filtración. Ello implica que tan sólo una parte del agua bruta de alimentación pasa realmente a través de la membrana (un proceso de filtración lo haría en su totalidad), y que no se acumulen sales en la membrana al arrastrarse por el agua bruta que no pasa por la membrana. El proceso de ósmosis inversa es tan simple que a priori solo son necesarias las membranas que filtren el contenido 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 ejemplo las 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 de destilación), 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 de membranas.• Microfiltración (MF) y ultrafiltración (UF) en el caso de aplicaciones industriales 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 sobre lecho de sílex, Filtración de seguridad sobre cartuchos, Dosificación de reactivo reductor, Tratamiento por ósmosis inversa, Bombeo de alta presión, Módulos de ósmosis inversa, Equipo de limpieza de membranas y flushing.

Y las del post - tratamiento:

Dosificación de hipoclorito sódico, Reendurecimiento, Acumulación y bombeo de 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 de Reid fue sometida a la consideración de la Oficina de Aguas Salinas de EUA y surgieron algunas objeciones, una de ellas consideraba a la ósmosis inversa como un proceso impráctico y que en caso de funcionar sería una curiosidad de laboratorio. La duda más seria a la propuesta de Reid fue cuando se hizo ver que el estado del arte carecía de una membrana adecuada para realizar eficientemente el proceso de ósmosis inversa. En efecto, al aprobarse el proyecto Reid se enfrascó en un problema mayúsculo para conseguir la membrana que tuviera la capacidad de realizar ese proceso. Las dificultades básicamente eran las siguientes:

a) Carencia de una membrana que resistiera químicamente las soluciones salinas.

b) Las membranas eran muy poco porosas para permitir el libre tránsito del solvente (agua pura) y demasiado abiertas para tener un adecuado coeficiente de reflexión de Staverman (bajo rechazo de sales). La solución del problema de la separación de agua pura a partir de agua de mar 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 los años de 1960 a 1962 al demostrarse que la membrana de Reid y Breton mejoraba considerablemente el flujo de solvente y rechazo de sales, si la membrana 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 polímero en fase amorfa con secciones cristalinas sobre la superficie de la membrana. Esta película es la parte activa de la membrana y responsable de la exclusión de los solutos. El cuerpo restante de la membrana sirve de soporte y es una estructura polímera esponjada altamente porosa.

Con este tipo de membrana se realizó eficientemente el proceso de ósmosis inversa, acallando a los que pensaron que esa inversión nunca funcionaría. A pesar de este triunfo tecnológico, el precio que se paga es alto, por el costo elevado de energía que cobran las irreversibilidades. En un principio se creyó que el proceso de ósmosis inversa sería altamente eficiente, pues se pensó que bastaría con exceder la presión osmótica del sistema para lograr la inversión osmótica. Aquí no se tomaba muy en cuenta la segunda ley de la termodinámica debido a que se requiere un trabajo extra para su funcionamiento en contra de irreversibilidades y entre más lejos del equilibrio se opere, mayor será ese costo extraordinario de energía. En efecto, resultó que el funcionamiento de dicho efecto requiere de la aplicación de una presión mucho mayor (4 ó 5 veces mayor) al valor de la presión osmótica efectiva e invertir 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 de equipo y mantenimiento elevados.

Uno de los logros de la década de los años sesenta fue hacer económica la aplicación de la ósmosis inversa en la obtención de agua potable a partir de aguas salobres y de mar, y entrar francamente en competencia con otros sistemas de separación de pequeña o gran escala. Esta posibilidad fue una consecuencia de la perfección de la membrana de acetato de celulosa y un entendimiento más claro de los procesos de interacción de una solución salina con dichas membranas. En esta década se consiguió comprender los efectos de 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 adverso fue decisivo en los avances anteriores. Este efecto se ha señalado como el recíproco del osmótico, tal como se indicó en el capítulo V, y es causa de la formación de una capa de iones cuando durante el tránsito del flujo volumétrico se acumulan solutos que no pueden pasar y se concentran a la entrada de la membrana. Esta capa de iones salinos elevan la presión osmótica local de la solución frente a la membrana y por lo mismo aumenta la presión de operación para 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 esta manera, las celdas donde las membranas ejecutan la separación presentan diseños geométricos de manera que los flujos sean violentos (altos números de Reynolds).

Otro de los avances de la década de los sesenta fue la elaboración de modelos que 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. El año siguiente se conocen las contribuciones de Spiegler y Kedem, Gradzinski y Kedem, Mears y Merten. Estos modelos siguen los lineamientos teóricos dados por Kedem Katchalsky en 1958 y predicen relaciones entre distintas variables del sistema, como los flujos de soluto y solvente, porcentaje de rechazo, espesor y permeabilidad de la membrana. Esto permitió un manejo adecuado de los parámetros de diseño en la construcción y venficación de plantas de prueba 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 de rehúso, como la purificación de agua de desechos industriales y de drenaje. Por otra parte, en la década de los setenta se consiguió un conocimiento más detallado sobre el funcionamiento de la membrana; en particular se discutió el mecanismo por el que una membrana de acetato de celulosa permite el paso del solvente e impide el tránsito de los solutos. El fenómeno de la causa de la selectividad de una membrana fue discutido primeramente en los trabajos de Reid y Breton en 1959, constituyendo una constante preocupación en las explicaciones físicas de los modelos de la década anterior.

Algunos puntos se establecieron en la década de los sesenta y aparecen en nuestra época como un conocimiento fraccionado. Algunas teorías han formulado una explicación sobre la causa del fenómeno de la selectividad de una membrana, sin que existan correlaciones de observaciones experimentales donde se observe claramente la influencia de las propiedades de las estructuras poliméricas. Este problema al parecer no está resuelto y pone de relieve la necesidad de estudiar a nivel fundamental la interacción de una solución electrolítica con un material polimérico. La información básica que se obtiene del mecanismo de la selectividad en la década de los sesenta, es su relación con la presencia de grupos químicos o radicales en las cadenas poliméricas en el material de la membrana. Estos grupos químicos rechazan los iones por acciones electromagnéticas, a la vez que se permite el acceso de las moléculas de agua por propiedades hidrofílicas de la membrana; es decir, el agua es absorbida por el material polimérico y transmitido de un punto a otro por influencia de transiciones en los puentes de hidrógeno; esto ocurre cuando no hay espacios porosos para un flujo volumétrico. De manera que se confirma la importancia de aglutinar centros de rechazo en la superficie de una membrana hidrofílica.

El conocimiento de estos mecanismos de selectividad permitió predecir el comportamiento de las membranas en variadas aplicaciones. También aparecieron nuevas membranas utilizando otro tipo de polímeros que presentan más ventajas en comparación con las de acetato de celulosa. En esta 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 a su vez relacionada con su estructura. Después de todo, la ósmosis inversa ha ganado gran popularidad, se recrearon métodos de operación con diversas membranas, y actualmente existe un sinnúmero de aplicaciones industriales.

Desalación por medio de osmosis inversa:

Mediante este procedimiento es posible obtener agua desalinizada (menos de 5.000 microsiemens/cm de conductividad eléctrica) partiendo de una fuente de agua salobre, agua de mar, que en condiciones normales puede tener entre 20.000 y 55.000 microsiemens/cm de conductividad.

La medida de la conductividad del agua da una indicación de la cantidad de sales 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 en barcos, aviones, industrias, hospitales y domicilios.

Mediante ósmosis inversa se consigue que el agua bruta que llega a la desaladora 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 centro del sistema. Como hay un flujo de entrada y dos flujos de salida, al uno se le conoce como rechazo salino y al otro como flujo de permeado y sus valores dependerán de la presión de entrada impuesta al sistema. Por lo general es factible encontrar membranas confeccionadas con poliamida o acetato de celulosa (este último material está en desaparición) con un rechazo salino de entre 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 de membranas interconectadas entre sí, una bomba de alta presión, medidores de TDS, pH y caudalímetros de columna. Existen equipos que se ubican en grandes salas debido a su enorme tamaño.

Para el óptimo funcionamiento de estos sistemas, se requiere mantener un anti-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 químicas que 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 una modificación 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 la eficiencia del equipo, esto ocurre cuando se pretende forzar el caudal de permeado, ocurriendo frentes de saturación en la superficie de la membrana. Otras sustancias son incrustantes, tales como la mencionada sílice, biomasas de microorganismos. Una vez incrustada la membrana, solo es posible revertir la situación desmontando la unidad y tratándola con mezclas de ácidos fuertes y sometiéndolas a contracorriente.

Un desarrollo tecnológico reciente especialmente relevante es el de la ósmosis inversa para desalinización basada en energía solar fotovoltaica, empleando sólo y exclusivamente una pequeña batería para que todo funcione correctamente.

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

- Agua de Mar:

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

- Agua salobre:

La cantidad de sales disueltas en el agua es mucho menor que en el caso de agua de mar lo que nos permite trabajar a bajas presiones con lo que supone un ahorro considerable de energía y económico, dando como resultados unas conversiones 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 se ha experimentado un incremento en la población y escasez de fuentes de agua potable.

- Turísticos: Orientados para abastecimiento de complejos hoteleros y para riego de campos de golf en ubicaciones turísticas donde resulta complicada la obtención de agua para dicho fines.

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

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

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

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• El consumo eléctrico específico de una instalación de ósmosis inversa es el menor de los estudiados hasta ahora (6-8 kWh/m^3), pero se puede aprovechar la energía contenida en la salmuera rechazada a alta presión para rebajar 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 de 8 ptas. /kWh.

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

• Permite una adaptabilidad mayor que otras plantas a una ampliación de su capacidad 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 con algunos tipos de aguas marinas impiden su implantación total en el resto del mundo.

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 técnicas comunes de pre tratamiento del agua de alimentación, consistentes en filtración, suavización y adición de reactivos químicos son costosas y de efectos limitados.

Se describen sistemas anti-ensuciamiento basados en un diseño único de capacitancia de alto voltaje los cuales han sido usados desde 1994 para evitar el ensuciamiento mineral y orgánico de superficies de transferencia de calor en sistemas 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 las membranas. En comparación con los principios conocidos de la metodología de la dispersión electrostática de coloides con las teorías aceptadas del ensuciamiento de las membranas por los mismos, revela un alto nivel de correlación teórica y práctica entre ambas. Los resultados que se presentan en este trabajo fueron tomados del desempeño y datos de la operación de tres diferentes sistemas de ósmosis inversa en los que esta tecnología descrita fue utilizada.

Ensuciamiento coloidal de las membranas en los cuales se incluyen partículas minerales y biológicas encontradas en todas las aguas crudas de todas las fuentes. Los coloides varían en tamaños desde unos cuantos nanómetros a unos cuantas micras, e incluyen una amplia variedad de ambos componentes

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

El modelo de la teoría de la capa doble explica las fuerzas repulsivas entre los coloides. Está enfocada en el efecto que los coloides negativamente cargados tienen sobre los iones positivos en el seno de la solución. Los iones positivos forman una capa firmemente adherida alrededor de la superficie del coloide. Los iones positivos adicionales atraídos por las partículas negativamente cargadas confrontan una fuerza repulsiva de los contra-iones adheridos en la capa, y de los otros contra-iones aproximándose al coloide. La densidad de esta capa, conocida como la capa difusa, gradualmente disminuye con la distancia de la partícula coloidal, hasta que alcanza el equilibrio con el resto de los iones en la solución. Es la capa difusa rodeando al coloide la que crea la mayor fuerza repulsiva entre las partículas coloidales: a mayor densidad de la capa difusa, mayor será la distancia en la que las fuerzas repulsivas son significativas.

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

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

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

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

La dispersión electrostática de los coloides ha sido sugerida por muchos autores como un medio de mantener las membranas de OI libres de ensuciamiento coloidal. Sin embargo, todos los intentos de incrementar su carga 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 de transferencia incrementan la presión en el con lo que puede pasar al pre-tratamiento. En el pre-tratamiento los sólidos son removidos y un desinfectante es inyectado para prevenir la actividad microbiológica en las tuberías y en el sistema. Acidificarlo también es necesario corriente arriba de la unidad filtradora. El proceso de coagulación es ayudado por coagulaciones sucesivas en el agua acidificada, posteriormente los microfoculos que se han formado se retiran por un filtro multitamaño. Los filtros se hallan divididos en compartimentos independientes, los cuales consisten en múltiples capas con diferentes tamaños de poro. Siendo cada filtro purgado o cambiado periódicamente según la carrera que tenga. Dicha limpieza se hace pasando aire desde el fondo hacia la parte superior del efluente que será descargado en el mar. También un agente descolorante es inyectado en el agua para eliminar el desinfectante. Cerca de un cincuenta porciento del agua tratada es convertida en permeable la cual es bombeada a través de la membrana a una presión suficiente para que pase a través de ella. El concentrado que posteriormente queda es descargado al mar, pudiéndose recuperar energía a través de una turbina con lo cual el consumo será inferior al 35%. Además un limo puede ser añadido al tanque del agua para alterar el valor del pH. Por otra parte la capacidad de almacenamiento puede prevenir las fluctuaciones en el abastecimiento mediante bombeo.

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La concentración hidrostática final representa la aparente presión osmótica que brinda la solución la cual varía con la temperatura. Si la presión externa es mayor que la presión osmótica aplicada, la osmosis inversa tendrá lugar. Por lo cual 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 del agua dulce se incrementara mientras que la del agua salada permanecerá constante. Las redes de operación bajo presión en la osmosis inversa requieren proporcionar un agua económica, típicamente mayor que 20 bar. Mientras que la presión osmótica del agua salada esta entre los 34-43 bar, las operaciones 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 mediante presión el paso de moléculas de agua a través de una membrana semi-impermeable, que permite el paso a su través de dichas  moléculas, pero no de los iones disueltos. El agua marina debe recibir un tratamiento previo antes de su paso por las membranas, como la eliminación de sólidos en suspensión y de materia orgánica o una acidificación para impedir que los carbonatos precipiten sobre las membranas. A medida que se obtiene agua dulce queda una salmuera residual desechable.

INSTALACION Y PROCEDIMIENTO DE DESALINIZACION DE AGUA DEL MAR POR OSMOSIS INVERSA Y POR PRESION HIDROSTATICA.

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 DEL AGUA

SALADA (5) Y METODOS PORTADORES DE LA SALMUERA (6). LOS MEDIOS (3) QUE

FORMAN LA COLUMNA DE AGUA SALADA, TIENEN UNA ALTURA TAL, QUE SU PESO

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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 en los 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 figura siguiente. Una Bomba de alta presión bombea la solución a tratar hacia un compartimiento donde está ubicada la membrana semipermeable manteniendo permanentemente una presión elevada en uno de sus lados (compartimiento de alta presión), por lo que una parte del solvente y una cantidad muy pequeña del soluto atraviesan la membrana. La otra parte de la solución de aporte es rechazada, dando lugar a la salmuera o rechazo, con un alto contenido del soluto y la parte restante del solvente.

Uso de la energía solar y eólica acoplada a la ósmosis inversa(OI)

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Existen dos tipos fundamentales de energía renovable que pudieran servir de fuente de abasto de energía para los sistemas de OI, la energía solar y la eólica. En la primera se emplean 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 cinética del viento en energía eléctrica. Debido a que ambos sistemas producen energía eléctrica, y ésta es la fuente de suministro de energía del proceso de OI, entonces, podrían utilizarse para 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 el factor meteorológico predominante, ya sea bien, el sol o el viento; y por el análisis económico.

Las partes principales que pudieran formar parte de las instalaciones de OI para la desalinización de agua de mar y salobre mediante el uso de energías renovables se representan 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 agua subterránea que únicamente se puede usar una sola vez. El desarrollo no convencional de los recursos hidráulicos 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 áridos para el siglo XXI. El uso de la potencia hidráulica y solar para desalinización por osmosis inversa, que es un nuevo tipo de cogeneración que puede ser ampliamente utiizada en el futuro, pero será seguramente el desarrollo tecnológico clave en esas regiónes para alcanzar los objetivos, los cuales están enfocados a valuar 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.