Ósmosis inversa: ¿en qué consiste este método de purificación de agua?

El proceso de ósmosis inversa (RO, por sus siglas en inglés) se basa en el fenómeno de la difusión, es decir, el movimiento de moléculas desde una zona de mayor concentración hacia una de menor concentración. En el caso de la RO, el agua contaminada se somete a una alta presión para forzar su paso a través de una membrana semipermeable. Esta membrana osmótica cuenta con poros microscópicos lo suficientemente pequeños como para permitir únicamente el paso de moléculas de agua, reteniendo en el lado opuesto contaminantes como sales minerales, pesticidas, bacterias, virus y otras sustancias químicas.

El proceso de ósmosis inversa permite obtener  agua ultrapura  (también conocida como agua purificada, agua para inyección o WFI - water for injection), la cual tiene múltiples aplicaciones industriales que abordaremos más adelante en este artículo. .

Propiedades del agua obtenida mediante el proceso de ósmosis inversa

Las propiedades del agua ultrapura están definidas por diversas normas y recomendaciones, como las de la ASTM, la Farmacopea Europea, la USP, DIN o ISO. Estas normativas son ampliamente reconocidas a nivel mundial, y muchas empresas las aplican en sus procesos de producción de agua ultrapura.

Una de las propiedades más importantes del agua obtenida mediante ósmosis inversa es su baja conductividad eléctrica. Este proceso elimina la mayor parte de las sales minerales, que son los principales conductores de electricidad en el agua, lo que da como resultado una conductividad significativamente reducida.

El agua purificada puede alcanzar una conductividad de apenas unos pocos microsiemens por centímetro (μS/cm), mientras que el agua no tratada puede presentar valores de varios cientos hasta varios miles de μS/cm, debido a la presencia de sales minerales disueltas.

Agua ultrapura – aplicaciones en la industria

El agua obtenida mediante ósmosis inversa se utiliza en muchas industrias donde se requiere agua de la más alta calidad, libre de impurezas y productos químicos.

Industria alimentaria y de bebidas

El agua obtenida por RO es indispensable en la industria alimentaria y de bebidas. Se utiliza como ingrediente en productos alimenticios, para la preparación de bebidas en la producción de cerveza, vino, refrescos, entre otros.

Industria química

El agua RO en la industria química se utiliza en la producción de fertilizantes, tintes y pinturas, actuando como disolvente y refrigerante.

Industria farmacéutica

En la industria farmacéutica, se utiliza en la producción de medicamentos y como ingrediente en el proceso de fabricación.

Industria cosmética

En la industria cosmética, se emplea como ingrediente en la elaboración de productos cosméticos como cremas, champús y desmaquillantes.

Industria electrónica

El agua se utiliza como ingrediente en los procesos de fabricación de microprocesadores y otros dispositivos electrónicos.

Sistemas de ósmosis inversa – Sensores de medición y soluciones de automatización

Para garantizar la calidad del agua obtenida mediante ósmosis inversa, es necesario monitorizar parámetros de calidad como la conductividad, el pH y la temperatura.

Sistema completo de medición para agua de alta pureza compuesto por:

• Procesador Controlador para agua ultrapura, por ejemplo, JUMO AQUIS 500 CR
• Sensor de conductividad para agua ultrapura, con constante de celda medida con precisión.

La conductividad puede ayudar a evaluar la calidad del agua de forma rápida y fiable. Un sensor de conductividad mide la suma de todos los iones presentes en una solución. Los más adecuados para esta aplicación son los sensores de dos electrodos, como el JUMO tecLine CR.

• Detector de temperatura (normalmente integrado en una celda de medición de conductividad)

Dado que la conductividad también depende de la temperatura, los resultados de medición se ajustan generalmente a una temperatura estándar de 25 °C (mediante compensación de temperatura). La temperatura puede medirse por separado o con un sensor de temperatura que esté integrado en la celda de medición de conductividad.

• Cable de conexión

Opcional:

• Sensor de presión – se utiliza, entre otras cosas, en la prefiltración en la industria farmacéutica y en la desalinización de agua de mar debido al alto contenido de sal.

ection cable

Optional:

• Pressure sensor - used, among other things, in pre-filtration in pharmaceuticals and in marine treatment, due to its high salt content.

Proceso de ósmosis inversa – ¿qué pasos deben seguirse para lograr un rendimiento óptimo?

Para garantizar un rendimiento óptimo del proceso de ósmosis inversa (RO), deben seguirse varios pasos.

1. En primer lugar, es necesario realizar un análisis de la calidad del agua bruta que se someterá al proceso de RO. Esta agua debe tratarse adecuadamente antes de ingresar al sistema de ósmosis inversa, para evitar dañar las membranas.
2. El segundo paso es la correcta construcción y selección de los componentes del sistema RO. El sistema de ósmosis inversa está compuesto por diversos elementos como bombas, filtros, membranas de ósmosis inversa, medidores/controladores de conductividad, electrodos de pH, sensores de temperatura, manómetros y muchos más.
3. El siguiente paso es realizar un mantenimiento y limpieza periódicos del sistema de ósmosis inversa. Si no se realiza esta limpieza, se acumulan impurezas sobre las membranas, lo que reduce la eficiencia del proceso y acorta su vida útil.
4. Otro paso igualmente importante es la monitorización del rendimiento del sistema RO. Esto permite detectar problemas y aplicar medidas correctivas adecuadas para asegurar la continuidad del proceso y lograr un rendimiento óptimo.

Ventajas y desafíos del tratamiento de agua por ósmosis inversa

Una de las principales ventajas es la posibilidad de obtener agua de alta calidad, libre de contaminantes, sales y bacterias. Este tipo de agua es indispensable para muchos sectores industriales, como la fabricación de medicamentos, cosméticos, bebidas y microelectrónica. El tratamiento de agua mediante ósmosis inversa también es más respetuoso con el medio ambiente que otros métodos tradicionales, ya que reduce el consumo de agua y elimina el uso de productos químicos.

Sin embargo, el proceso de ósmosis inversa tiene un alto coste de mantenimiento y requiere muchos recursos. Las plantas de ósmosis inversa deben ser mantenidas regularmente y sus componentes reemplazados, lo que incrementa los costes operativos. Además, el proceso requiere energía, lo que puede contribuir al aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero.

Otro desafío relacionado con la ósmosis inversa es el problema de las incrustaciones de sal, que pueden acumularse en las membranas de ósmosis inversa y dañarlas. Por lo tanto, es necesario controlar y limpiar regularmente las membranas, lo cual también genera costes adicionales.

En resumen, el tratamiento de agua por ósmosis inversa ofrece muchas ventajas, pero también presenta ciertos desafíos y costes. Estos pueden reducirse mediante la selección adecuada de sensores de medición de alta calidad. No debe olvidarse que el agua de alta pureza es esencial para muchas industrias, y la ósmosis inversa es uno de los métodos más eficaces para obtenerla.