trabajo unitarias ii [osmosis inversa]
TRANSCRIPT
5/11/2018 Trabajo Unitarias II [Osmosis Inversa] - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/trabajo-unitarias-ii-osmosis-inversa 1/10
UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL NORTE
FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS GEOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN
Operaciones Unitarias II
“Osmosis Inversa”
Integrantes:
Francisco Álvarez
Jorge Cortes
Jorge Rodríguez
Profesora:
María Gálvez
5/11/2018 Trabajo Unitarias II [Osmosis Inversa] - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/trabajo-unitarias-ii-osmosis-inversa 2/10
1
1. Índice
Resumen ........................................................................................................................................................... 2
Introducción ...................................................................................................................................................... 3
Descripción del proceso de separación .............................................................................................................. 4
Clasificación ....................................................................................................................................................... 5
Aplicaciones....................................................................................................................................................... 6
Conclusiones...................................................................................................................................................... 8
Referencias ........................................................................................................................................................ 9
5/11/2018 Trabajo Unitarias II [Osmosis Inversa] - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/trabajo-unitarias-ii-osmosis-inversa 3/10
2
2. Resumen
En el presente trabajo se abordarán las distintas aristas en torno a la osmosis inversa. Explicando las
características, variables de interés, equipos utilizados y aplicaciones que posee el nombrado proceso de
separación.
La osmosis inversa consiste en invertir la osmosis directa, para obtener agua pura, partiendo de agua
contaminada. Este proceso se realiza realizando una presión exterior hidráulica al agua con mayor
concentración de sales, con tal manera que se crea una corriente inversa de agua pura a través de la
membrana semipermeable. Este proceso se lleva a cabo en un equipo que consiste en un pre y post
filtrado, en conjunto con un tanque de almacenamiento y una bomba que permite generar la presión.
Las distintas aplicaciones que posee la osmosis inversa se divide en técnicas de separación y
concentración. La técnica de separación sirve tanto para el agua potable (desalación) como agua para
procesos industriales. Por otro lado la técnica de concentración sirve para el tratamiento de efluentes,
tales como la recuperación de productos de alto valor y la recirculación. En este trabajo, se abordara
principalmente la utilización en la desalación, ya que es el proceso comúnmente más utilizado por
osmosis inversa.
Finalmente se puede concluir que las grandes ventajas de la técnica de osmosis inversa son su bajo costo,
la sencillez de sus procesos y el bajo requerimiento energético. Como puntos negativos se pueden
encontrar problemas de saturación de las membranas y la vida útil corta.
5/11/2018 Trabajo Unitarias II [Osmosis Inversa] - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/trabajo-unitarias-ii-osmosis-inversa 4/10
3
3. Introducción
La osmosis inversa es una tecnología relativamente moderna, ya que empezó a realizarse de manera
industrial en el año 1965 en Estados Unidos. Sin embargo y debido a su gran desarrollo, se puede
decir que es el tratamiento de aguas más utilizado a escala industrial en la desalinización de agua y cada
día está teniendo más arraigo en la utilización doméstica.
Para comprender el proceso de osmosis inversa es necesario entender que pasa primero en el proceso de
osmosis. La osmosis es un fenómeno de difusión que implica un movimiento de agua a través de una
membrana selectivamente impermeable que corta dos compartimientos, esto es provocado debido a la
diferencia de concentración de una solución acuosa. A modo ilustrativo la figura 1 muestra el proceso
recién explicado.
Figura 1
El agua pasa de la solución diluida (lado izquierdo) a la solución concentrada (lado derecho), de esta
manera al perder agua la solución diluida, aumenta su concentración pero con menos volumen de agua. La
solución de la derecha recibe más agua por lo que disminuye su concentración. Debido a la diferencia de
concentraciones se produce un flujo neto y este proceso se llama osmosis.
Al ya conocer en términos generales el proceso de osmosis directa, se podrá abordar de mejor manera
todas las características que se pueden apreciar dentro del proceso de separación osmosis inversa, las
cuales serán presentadas a continuación.
5/11/2018 Trabajo Unitarias II [Osmosis Inversa] - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/trabajo-unitarias-ii-osmosis-inversa 5/10
4
4. Descripción del proceso de separación
En el proceso de osmosis inversa, se aplica presión a la solución concentrada y de esta forman no solo se
impide que ocurra una osmosis, sino que además la invierte. Con la presión adecuada se obtiene agua pura
que es como básicamente “exprimida” a través de la membrana desde el lado concentrado al lado diluido.
La membrana impermeable de un proceso de osmosis inverso permite que se realicen una ultra filtración
impidiendo el paso de partículas de muy pequeño tamaño, incluyendo microorganismos que sonfísicamente muy grandes para pasar a través de la membrana. La figura 2 nos muestra el proceso recién
explicado.
Figura 2
Al realizar la osmosis inversa en agua, los compuestos químicos, partículas y microorganismos que
quedan retenidos son los que se muestran en la Figura 3
Figura 3
En general un esquema de lo pasa a escala industrial de un proceso de osmosis inversa seria lo que
muestra la Figura 4, en donde se extrae el agua de mar para crear el proceso.
Figura 4
5/11/2018 Trabajo Unitarias II [Osmosis Inversa] - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/trabajo-unitarias-ii-osmosis-inversa 6/10
5
5. Clasificación y descripción de equipos
El proceso mostrado en la figura 4, es una esquema global pero si nos centramos en el proceso de osmosis
inversa y sus equipos encontramos lo que nos muestra la figura 5.
Figura 5
Esta máquina consiste en un pre y post filtrado, el tanque de almacenamiento y la membrana de osmosis
inversa, sumado a ellos un una bomba que permita generar la presión mayor del agua. Los pre-filtros
remueven las partículas de tamaño relativamente grande. Si es que el agua a tratar contiene cloro es
necesito un pre-filtrado de carbón activado para así proteger la membrana de osmosis inversa.
Los materiales más utilizados para la membrana utilizada de osmosis inversa son poliamida o celulosa, a
su vez existen varios tipos de celulosa, tales como: acetato de celulosa, triacetato de celulosa o
combinaciones de ambos. Las membranas son muy finas y están hechas de fibras sintéticas de los
materiales ya mencionados anteriormente. A una escala industrial como una plata se usan membranas
poliamida.
El post-filtrado con carbón activado retienen compuestos que le dan sabor y olor desagradable al agua. El
tanque de almacenamiento debe ser de plástico, acero inoxidable u otro material no tóxico.
5/11/2018 Trabajo Unitarias II [Osmosis Inversa] - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/trabajo-unitarias-ii-osmosis-inversa 7/10
6
6. Aplicaciones
La osmosis inversa ofrece un sinfín de posibilidades, para el caso de estudio, nos enfocaremos en la
desalinización:
a) Desalinización
La desalinización consiste en tomar agua de mar como materia prima y separar el soluto (sales-
minerales) del solvente (agua pura).La ósmosis inversa (OI) es la etapa más importante delproceso, y 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.
Figura 6
b) Módulos Osmosis Inversa:
Se procede a forzar el paso del agua que se encuentra en la corriente de salmuera a la corriente de
agua con baja concentración de sal, aplicando presión mecánica sobre el contenedor de la soluciónmás concentrada, el agua se mueve hacia la dirección contraria, separándose de la sal durante el
proceso. Una bomba a presión hace pasar el agua salada a través de un tubo con siete membranas
semipermeables en su interior, que sólo permiten la salida de las moléculas de agua, reteniendo
las sales en un soporte poroso.
Figura 7
5/11/2018 Trabajo Unitarias II [Osmosis Inversa] - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/trabajo-unitarias-ii-osmosis-inversa 8/10
7
Como consecuencia a este proceso, la salmuera se concentrará más y la cantidad de agua pura iráen aumento.
Figura 8
Presión
Agua de mar (alta
concentración)
Agua Pura (baja
concentración)
Membrana
SemipermeableEl agua pasa por la membrana
dejando atrás las sales.
5/11/2018 Trabajo Unitarias II [Osmosis Inversa] - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/trabajo-unitarias-ii-osmosis-inversa 9/10
8
7. Conclusiones
En un principio, el proceso de desalinización era considerado de alto costo, ya que se consumía mucha
energía (para hacer hervir el agua por ejemplo), es aquí donde la osmosis inversa hizo un gran aporte,
debido a que en comparación con la quema de combustible fósil resulta más rentable y menos
contaminante. Es por ello que esta técnica a sido implementada de diversas formas, como por ejemplo: en
la producción de aguas de alta calidad, circuitos de refrigeración semiabiertos, pintado porelectrodeposición, tintado de fibras textiles, fabricación de catalizadores, etc.
La gran ventaja de la osmosis inversa de otras tecnologías es que tiene un bajo costo y podemos
retirar el 95% de las sales que a él llegan, igualmente elimina prácticamente el 100% de los virus y
bacterias que se encuentran el agua de alimentación.
5/11/2018 Trabajo Unitarias II [Osmosis Inversa] - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/trabajo-unitarias-ii-osmosis-inversa 10/10
9
8. Referencias
http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93smosis#Experimento_ilustrativo_de_.C3.B3smosis
http://es.wikipedia.org/wiki/Desalinizaci%C3%B3n#Desalinizaci.C3.B3n_por_.C3.B3smosis_inver
sa_.28oi.29