Ósmosis inversa: Una esperanza de que nunca nos falte el agua

Aquiles Ocampo, Ph.D

El recurso fundamental del desarrollo económico, social y cultural del mundo es el agua y una cantidad muy pequeña del agua global está disponible para acceso directo. Desafortunadamente, esta cantidad limitada de agua global disponible está siendo contaminada por plantas industriales. Los estándares regulatorios estrictos en constante evolución y aumento para la descarga de efluentes de las industrias plantean enormes implicaciones ambientales y económicas debido a la afectación masiva en el medio ambiente. Si bien el mundo enfrenta una mayor escasez en el suministro de agua dulce, es de gran importancia que las aguas residuales de las industrias puedan ser tratadas, recicladas y reutilizadas.

La ósmosis es el fenómeno que permite el movimiento de una sustancia a través de una membrana semipermeable. Esto significa, en el caso de agua, solo ésta puede moverse a través de la membrana y no los solutos (como por ejemplo la sal). La ósmosis inversa (OR, por sus siglas en inglés) es una tecnología de proceso basada en membranas para purificar el agua mediante la separación de los sólidos disueltos de la corriente de alimentación, lo que da como resultado una corriente permeada y de rechazo para una amplia gama de contaminantes del agua, con aplicaciones tanto domésticas como industriales.

La ósmosis inversa es un proceso de membrana impulsado por presión que ha sido ampliamente aplicado y reconocido como la tecnología líder del proceso de desalinización donde tiene las mayores aplicaciones. Para operar el proceso de ósmosis inversa y desalinizar el agua, se aplica presión al agua salada por medio de una bomba de alta presión que fuerza las moléculas de agua a pasar través de la membrana y atrapa las sales. El resultado es un filtrado de agua altamente purificado y una solución de salmuera que se bombea por ejemplo de regreso al océano.

La ósmosis inversa está encontrando un uso cada vez mayor para el tratamiento de aguas residuales municipales e industriales debido a la creciente demanda de agua de alta calidad en las grandes áreas urbanas y a las restricciones de vertimiento exigidas por las autoridades ambientales. El incremento del uso de las membranas en sus diferentes aplicaciones está relacionado con diseños de procesos mejorados y con el desarrollo de membranas mejoradas. Los factores que desempeñan un papel clave en el uso de membranas de ósmosis inversa incluyen el pretratamiento convencional de procesos fisicoquímicos o biológicos, complementados con microfiltración (MF) y de ultra filtración (UF)), el desarrollo de membranas de bajo ensuciamiento, el control de la tasa de flujo y la recuperación y control del ensuciamiento y de las incrustaciones. La figura siguiente muestra un sistema de tratamiento que incluye dos filtros MF y UF, y tres filtros RO.

La ósmosis inversa se puede aplicar para procesar o convertir aguas residuales industriales en agua limpia o en efluentes que se pueden reciclar directamente en el medio ambiente o reutilizar para otros fines. Se utiliza ampliamente para purificar el agua mediante la separación de los sólidos disueltos de la corriente de alimentación para eliminar los sólidos disueltos, el color, los contaminantes orgánicos y los nitratos de la corriente de alimentación. Además, la tecnología RO se utilice en el tratamiento de aguas y residuos peligrosos, procesos de separación en la industria de alimentos, bebidas y papel, así como la recuperación de materiales orgánicos e inorgánicos de procesos químicos como método alternativo.

La mejora en la tecnología de ósmosis inversa, incluido el material de membrana avanzado, el diseño de módulos y procesos, y la recuperación de energía ha llevado a una reducción de costos que, a su vez, ha ganado interés en sus aplicaciones comerciales. RO ahora se está utilizando en varias aplicaciones, incluidos los procesos de separación selectiva, purificación y concentración.

Los mayores problemas significativos que se han encontrado para el uso de las membranas de RO son la presencia de incrustaciones generadas generalmente por la presencia de material orgánico y la incrustación debido a la saturación de sales marginalmente solubles. Por esta razón, se debe combinar el uso de pretratamiento anterior a la membrana con la cloraminación del agua de alimentación mediante la adición de cloro. El uso de cloramina se ha convertido en un medio comprobado para controlar la bioincrustación en una membrana para aplicaciones de aguas residuales.

Aquiles Ocampo

Referencias

Garud R. M., Kore S. V., Kore V. S., Kulkarni G. S. “A Short Review on Process and Applications of Reverse Osmosis”. Universal Journal of Environmental Research and Technology All Rights Reserved Euresian Publications. Volume 1, Issue 3: 233-238

Bhattacharyya, D., Barranger, T., Jevtitch, M., and Greenleaf, S., (1987): "Separation of Dilute Hazardous Organics by Low Pressure Composite Membranes", EPA Report, EPA/600/87/053.

Bodalo-Santoyo, A., J.L. Gomez-Carrasco, E. Gomez-Gomez, F.Maximo-Martin and A.M. Hidalgo-Montesinos,(2003):,”Application of reverse osmosis membrane to reduce pollutants present in industrial waste water , “Desalination, 155: 101-108

Murthy,G.V.P, and Choudhari,L.B, (2009):,” Treatment Of Distillery Spent Wash By Combined Uf And Ro Processes “,Global NEST Journal, Vol 11, 2:235-240.

S. Lee, M. Elimelech, C.Booa, S. Honga, (2010):,” Comparison of fouling behavior in forward osmosis (FO) and reverse osmosis (RO)”, Journal of Membrane Science,365, 34–39.