En este módulo, aprenderás los principios básicos de la ósmosis inversa, su efectividad para eliminar los sólidos disueltos en agua, las funciones principales de un sistema de ósmosis inversa industrial y cómo puedes aumentar la eficiencia y reducir la complejidad al mismo tiempo con una bomba CRE inteligente.

La ósmosis es un fenómeno natural que consiste en el movimiento del agua a través de una membrana semipermeable de una solución de concentración baja a alta. La membrana es permeable al agua, pero rechaza casi todos los iones y sólidos disueltos. El agua se moverá hasta que se alcance el equilibrio osmótico. Pero si se aplica una presión mayor que la presión osmótica a la solución concentrada, el proceso se puede invertir, de ahí el nombre de ósmosis inversa.

Mientras que la ultrafiltración puede eliminar los sólidos suspendidos del agua, la ósmosis inversa es capaz de eliminar los contaminantes disueltos restantes, tales como los iones, metales pesados, etc. La combinación de ambas tecnologías se aplica normalmente en el tratamiento físico, por ejemplo, en la reutilización de agua.

La configuración más común de una membrana de ósmosis inversa industrial consiste en una hoja plana de varias capas, enrollada en un cilindro para aumentar el área de superficie y ahorrar espacio. Luego, el cilindro se coloca en un recipiente a presión. Cuando el agua entra por la entrada, fluye sobre la superficie de la membrana.

El agua limpia o el permeado se recoge en un tubo central mientras que la parte restante, llamada concentrado o rechazo, se recoge al final. La relación entre el volumen de permeado y el volumen de concentrado comparada con el agua bruta de entrada se denomina tasa de rechazo. Para que la ósmosis inversa funcione se necesita una presión considerable, lo que la convierte en un proceso que requiere energía.

Ahora veremos el mínimo de componentes que necesita un sistema de ósmosis inversa para funcionar: la bomba en el lado de entrada para aumentar la presión del agua bruta, la membrana de ósmosis inversa y, en el otro lado, las dos corrientes de salida, donde una es la salida del permeado por la que sale el agua limpia, y la otra es la salida del concentrado o el rechazo.

Normalmente, se coloca una válvula de contrapresión o de equilibrado en la salida del concentrado para acumular presión dentro de la membrana. También hay dos sensores de caudal: uno en el lado del permeado y otro en el lado del concentrado, que se utilizan para equilibrar la tasa de rechazo durante el proceso.

Cuando se configura el sistema, la válvula de concentrado está totalmente abierta y hay un caudal máximo en el lado del condensado, así como ningún caudal en el lado del permeado, ya que no hay suficiente presión para permitir que el agua atraviese la membrana.

Ajustando la válvula de contrapresión, se puede aumentar la presión hasta la tasa de rechazo óptima, que dependerá del diseño del sistema, y la calidad del agua bruta para el tratamiento.

A ese respecto, la calidad del agua bruta puede contener varios compuestos que podrían dañar las membranas o afectar al rendimiento del sistema. Luego está la fase de tratamiento previo.

Si no se realiza el tratamiento previo, compuestos tales como los carbonatos, sulfatos o sales disueltas pueden provocar la obstrucción de la membrana, lo que se conoce como formación de incrustaciones, pudiendo afectar al rendimiento general del sistema, o sustancias agresivas como el cloro o los cloruros pueden destruir el material de la membrana y comprometer la eficacia del tratamiento.

Normalmente, se implementan filtros de carbón activado o ablandadores para el tratamiento previo, ya que el primer paso es eliminar rastros de productos químicos o pulir el agua cruda para eliminar el cloro o los cloruros antes de entrar en la membrana, pero una estrategia alternativa de tratamiento previo puede ser tratar el agua con diferentes productos químicos, como, por ejemplo, antiincrustantes, usando bombas dosificadoras.

Un tratamiento previo eficaz puede ahorrarte muchos problemas y gastos. Sin embargo, pueden producirse incrustaciones con el tiempo si, por ejemplo, el agua bruta se queda estancada en la membrana.

Esto se puede monitorear instalando un sensor que mida la presión diferencial entre la entrada y la salida del concentrado de la unidad de ósmosis inversa. Esta presión diferencial aumentará a medida que se acumulan depósitos en la membrana.

Y cuando alcanza un máximo predefinido, la membrana debe limpiarse, por ejemplo, mediante un proceso llamado lavado directo. Para habilitar el lavado directo, la válvula de contrapresión tiene un bypass con válvula piloto.

Durante el funcionamiento normal, la válvula está cerrada, pero cuando se debe limpiar la membrana está abierta. Ahora el concentrado tiene paso libre, y esto aumentará el caudal en el lado del concentrado, eliminando así los depósitos.

Algunas aplicaciones realizan el lavado directo con agua bruta y otras, con permeado. Como precaución de seguridad adicional, se puede añadir un sensor de conductividad para medir la calidad del permeado.

Si la integridad de la membrana se ve comprometida, permitiendo que las impurezas o sólidos disueltos la atraviesen, la conductividad del permeado aumenta y, cuando se supera un nivel establecido, el sistema se apaga para evitar la contaminación no deseada en el tanque de permeado.

El control de las distintas funciones y componentes puede ser complejo y normalmente se realizan mediante un PLC o controladores externos, pero hay otra forma: usando una bomba CRE inteligente.

Y, para mayor seguridad, se pueden añadir otros componentes, como una válvula piloto que cierre la entrada de agua en caso de avería, un interruptor de presión que evite la marcha en seco, e incluso un interruptor de nivel que asegure que el tanque no se llene demasiado y que el proceso esté en pausa hasta que disminuya el nivel del tanque.

En resumidas cuentas, en un sistema de ósmosis inversa la bomba CRE inteligente y compacta ocupa poco espacio y ofrece una alta eficiencia, lo que asegura un precio bajo por metro cúbico tratado.

Tiene una interfaz intuitiva, las señales medidas se muestran digitalmente, e incluso ofrece la opción de monitorización remota.

Aquí concluye este módulo sobre los principios de la ósmosis inversa y las ventajas de usar una bomba CRE inteligente para reducir la complejidad.