¿Qué es la osmosis inversa? una explicación detallada

La osmosis inversa, comúnmente conocida como RO, es un proceso en el que se desmineraliza o desioniza el agua empujándola bajo presión a través de una membrana de osmosis inversa semipermeable. Para comprender el propósito y el proceso de la ósmosis inversa, primero se debe comprender el proceso natural de la osmosis.

El proceso de osmosis

La osmosis es un fenómeno natural y uno de los procesos más importantes en la naturaleza. Es un proceso en el que una solución salina más débil tenderá a migrar a una solución salina fuerte. Ejemplos de ósmosis son cuando las raíces de las plantas absorben el agua del suelo y nuestros riñones absorben el agua de la sangre.
A continuación se muestra un diagrama que muestra cómo funciona la osmosis. Una solución que está menos concentrada tendrá una tendencia natural a migrar a una solución con una concentración más alta. Por ejemplo, si tuviera un recipiente lleno de agua con una baja concentración de sal y otro recipiente lleno de agua con una alta concentración de sal y estuvieran separados por una membrana semipermeable, entonces el agua con la menor concentración de sal comenzaría a migrar Hacia el recipiente de agua con mayor concentración de sal.

Una membrana semipermeable es una membrana que permitirá que algunos átomos o moléculas pasen, pero no otros. Un ejemplo simple es una puerta de pantalla. Permite que las moléculas de aire pasen, pero no las plagas ni nada más grande que los orificios en la puerta de la pantalla. Otro ejemplo es el tejido de ropa Gore-tex que contiene una película de plástico extremadamente delgada en la que se han cortado miles de millones de poros pequeños. Los poros son lo suficientemente grandes para dejar que el agua se vaporice, pero lo suficientemente pequeños para evitar que el agua líquida pase.

¿Qué es la osmosis inversa?

La ósmosis inversa es el proceso de ósmosis inversa. Mientras que la ósmosis se produce de forma natural sin necesidad de energía, para revertir el proceso de ósmosis, debe aplicar energía a la solución más salina. Una membrana de ósmosis inversa es una membrana semipermeable que permite el paso de moléculas de agua pero no la mayoría de sales disueltas, sustancias orgánicas, bacterias y pirógenos. Sin embargo, debe “empujar” el agua a través de la membrana de ósmosis inversa aplicando una presión mayor que la presión osmótica natural para desalinizar (desmineralizar o desionizar) el agua en el proceso, permitiendo que el agua pura fluya mientras retiene la mayoría. de contaminantes.

A continuación se muestra un diagrama que describe el proceso de ósmosis inversa. Cuando se aplica presión a la solución concentrada, las moléculas de agua son forzadas a través de la membrana semipermeable y no se permiten los contaminantes.

¿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 del RO y forzar el agua a través de la membrana del RO semipermeable, dejando casi todas (alrededor del 95% al ​​99%) de sales disueltas en el rechazo corriente. La cantidad de presión requerida depende de la concentración de sal del agua de alimentación. Cuanto más concentrada está 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 RO se denomina corriente de rechazo (o concentrado).

A medida que el agua de alimentación ingresa a la membrana de RO 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 pueden pasar y se descargan a través de la corriente de rechazo (también conocida como el concentrado o la corriente de salmuera), que se drena o puede devolverse al suministro de agua de alimentación en algunas circunstancias para ser reciclado a través del sistema de RO para ahorrar agua. El agua que lo hace a través de la membrana de RO se llama agua permeada o producto y generalmente tiene alrededor del 95% al ​​99% de las sales disueltas eliminadas de ella.

Es importante comprender que un sistema de RO emplea una filtración cruzada en lugar de una filtración estándar donde los contaminantes se recolectan 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 elimine la acumulación de contaminantes y también permite que haya suficiente turbulencia para mantener limpia la superficie de la membrana.

¿Qué contaminantes eliminará la osmosis inversa del agua?

La ósmosis inversa es capaz de eliminar hasta el 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 RO para eliminar el 100% de las bacterias y los virus). ). Una membrana de RO rechaza los contaminantes en función de su tamaño y carga. Cualquier contaminante que tenga un peso molecular mayor que 200 probablemente sea rechazado por un sistema de RO que funcione correctamente (para comparación, una molécula de agua tiene un MW de 18). Del mismo modo, cuanto mayor sea la carga iónica del contaminante, más probable será que no pueda pasar a través de la membrana de RO. Por ejemplo, un ion de sodio tiene solo una carga (monovalente) y no es rechazado por la membrana de RO, como el calcio, por ejemplo, que tiene dos cargas. Del mismo modo, es por esto que un sistema de RO no elimina gases como el CO2 muy bien porque no están altamente ionizados (cargados) mientras están en solución y tienen un peso molecular muy bajo. Debido a que un sistema de RO no elimina gases, el agua permeada puede tener un nivel de pH ligeramente más bajo que el 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 grandes y pequeños flujos. Algunos ejemplos de industrias que utilizan agua RO son productos farmacéuticos, agua de alimentación de calderas, alimentos y bebidas, acabado de metales y fabricación de semiconductores, por nombrar algunos.

Tipos de sistemas caseros de ósmosis inversa

Sistema de casa de ósmosis inversa

Hay un par de opciones para elegir cuando decidas comprar una unidad de RO para tu castillo.
1. Sistema de tanque tradicional

Esta es una unidad que se instala debajo de su fregadero y usa una serie de filtros por los cuales se empuja el agua del grifo para limpiarla y luego se almacena en un tanque. Estos tipos de sistemas tienen un grifo adicional separado del grifo del fregadero para dispensar el agua. Asegúrese de obtener un modelo con una válvula de cierre automático para que deje de producir agua cuando el tanque está lleno en lugar de que el agua se desperdicie por el desagüe.
2. Sistema sin tanque

Estos son relativamente nuevos en el mercado. Las ventajas de tener un sistema sin tanque son:

Se conecta directamente al grifo de agua del grifo y dispensa el agua a pedido.
Se necesita menos espacio en el gabinete porque no hay tanque de almacenamiento
Este tipo de sistema puede dispensar un gran volumen de agua purificada de numerosos grifos en el hogar

La desventaja de un modelo sin tanque es el mayor costo de la unidad, tiene muchos más filtros y membranas para reemplazar, y puede requerir una compra adicional de una bomba de presión para mantener el flujo de agua.

Las etapas de la ósmosis inversa

Aquí es cómo funcionará su unidad y para qué sirve cada filtro y membrana.

Fase 1: el agua pasa a través de un filtro de sedimentos para eliminar el sedimento, el polvo y las partículas grandes

Fase 2: el filtro GAC (carbón activado granular) elimina el cloro, los olores, el aceite mineral y los malos sabores del agua

Fase 3: un filtro de carbón más denso elimina el cloro restante o los malos olores o sabores que todavía pueden estar al acecho.

Fase 4 – esta es la grande; osmosis inversa. El agua es empujada a través de un filtro muy fino que puede eliminar alrededor del 95% (o más) de las impurezas restantes en el agua como el fluoruro.

Fase 5: un filtro de carbón pulido evita que el agua en el tanque se vuelva obsoleta mientras permanece almacenada

Fase 6: aquí es donde el agua se alcaliniza, lo que significa que el pH se ajusta a 7 o más usando buenos minerales como el calcio y el magnesio.

Fase 7: este último paso emplea un filtro UV para matar cualquier bacteria o virus en el agua

Ahora que tiene una respuesta sobre cómo funciona la ósmosis inversa, puede ver las ventajas de instalar un sistema doméstico de RO. El agua potable fresca, limpia y alcalinizada es más atractiva para beber directamente, usarla para hacer café o té e incluirla en nuestra cocina.

Tabla de comparación de sistemas de ósmosis inversa

Aquí hay una tabla de comparación de algunos de los sistemas de ósmosis inversa más vendidos. Hemos incluido sistemas que solo proporcionan agua filtrada (5 etapas), así como sistemas de 6 o más etapas que alcalinizarán el agua.

Conclusión

La ósmosis inversa es una tecnología efectiva y probada para producir agua que es adecuada para muchas aplicaciones industriales que requieren agua desmineralizada o desionizada. Un tratamiento posterior posterior al sistema de RO, como la desionización en lecho mixto, puede aumentar la calidad del permeado de RO y hacer que sea adecuado para las aplicaciones más exigentes. El pretratamiento y la supervisión adecuados de un sistema de RO son cruciales para evitar reparaciones costosas y mantenimiento no programado. Con el diseño correcto del sistema, el programa de mantenimiento y la asistencia técnica experimentada, su sistema de RO debe proporcionarle muchos años de agua de alta pureza.