monografia osmosis inversa

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RESUMEN: En resumen, la ósmosis inversa como tecnología; es una fuente sencilla y económica de agua pretratada para sistemas de desionización. Como usted puede ver, es indispensable conocer la composición del agua de entrada, para así poder seleccionar el mejor material que debe usarse en la membrana para el sistema de ósmosis inversa. CAPITULO I OSMOSIS INVERSA INTRODUCCIÓN El presente escrito tiene por finalidad dar a conocer el tratamiento de aguas por ÓSMOSIS INVERSA. En estos momentos bastará con definir la ósmosis, que es la base del proceso que permitirá eliminar las sales del agua: “hacer pasar “substancias” a través de una membrana semi-permeable, sin consumo de energía exterior” Alrededor de la Ósmosis Inversa (O.I.), hay desde que se descubrió y empezó a hablar sobre ella una controversia muy importante, por ello, creemos necesario establecer unas bases científicas técnicas sobre el sistema, su utilización y los tratamientos necesarios para obtener un buen resultado. El desarrollo tecnológico, la industrialización, el aumento de la población mundial, etc. han provocado un aumento en la demanda de agua dulce en general y por supuesto de agua potable.

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monografia de ingenieria de alimentos 2,osmosis inversa

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RESUMEN:En resumen, la smosis inversa como tecnologa; es una fuente sencilla y econmica de agua pretratada para sistemas de desionizacin. Como usted puede ver, es indispensable conocer la composicin del agua de entrada, para as poder seleccionar el mejor material que debe usarse en la membrana para el sistema de smosis inversa.

CAPITULO IOSMOSIS INVERSA

INTRODUCCINEl presente escrito tiene por finalidad dar a conocer el tratamiento de aguas por SMOSIS INVERSA.En estos momentos bastar con definir la smosis, que es la base del proceso que permitir eliminar las sales del agua: hacer pasar substancias a travs de una membrana semi-permeable, sin consumo de energa exteriorAlrededor de la smosis Inversa (O.I.), hay desde que se descubri y empez a hablar sobre ella una controversia muy importante, por ello, creemos necesario establecer unas bases cientficas tcnicas sobre el sistema, su utilizacin y los tratamientos necesarios para obtener un buen resultado.El desarrollo tecnolgico, la industrializacin, el aumento de la poblacin mundial, etc. han provocado un aumento en la demanda de agua dulce en general y por supuesto de agua potable.Los ros se han ido deteriorando y lo mismo podemos decir de los acuferos subterrneos, la calidad de las aguas freticas ha cado de tal modo que en muchos casos es imposible utilizar dicho efluente sin un tratamiento previo, incluso para aplicaciones industriales.Pero dado que cinco partes de la superficie de nuestro Mundo estn cubiertas por las aguas cabra pensar que no tenemos problema de agua, y desde luego as ser si seguimos investigando y desarrollando sistemas de reutilizacin, ahorro, conservacin medioambiental y sobre todo sistemas de utilizacin del agua salada, o mejor dicho salobre, de una forma competitiva.Es fcil entender que el coste de cualquier tratamiento de potabilizacin de agua salobre estar muy ligado al coste de la energa, esto implicar que en pases donde la energa sea barata podremos optar por tratamientos caros en energa como la evaporacin de aguas salobres, etc.Pero influyen otros muchos parmetros adems de la energa, disponibilidad de agua cerca, calidad del agua, tipo de proceso final, etc.Entendamos desde este mismo momento que al referirnos a aguas salobres no lo hacemos especficamente al agua del mar, a la cual la llamaremos directamente salada, ms adelante veremos claramente los umbrales de concentraciones de diferentes contaminantes que justifican esta clasificacin.Sin lugar a dudas el tratamiento que ms se ha popularizado, tanto industrialmente como para obtencin de agua potable en pases con gran escasez de agua, ha sido la smosis Inversa (O.I.). Es un mtodo muy sencillo en su realizacin, que no necesita de mano de obra especializada para su funcionamiento, que permite la amortizacin de las inversiones iniciales de una forma asequible, sobre todo cuando no existen opciones diferentes, y que adems est por desarrollarse mucho ms en un futuro muy prximo.Hemos anticipado que se trataba de un mtodo sencillo en su realizacin, e incluso como veremos bastante fcil de explicar y de entender, pero que pese a lo que mucha gente crea, incluso tcnicos y cientficos no especialistas, el fenmeno osmtico no est suficientemente explicado.Existen numerosas teoras que nos aproximan al fenmeno, est perfectamente descrito y sus resultados y puesta en prctica es totalmente conocida, pero todava no se ha dado una explicacin fsico-qumico-tcnica totalmente convincente y que permita matemticamente modelizar el fenmeno y poder explicarlo.Comprendemos que para muchas personas que trabajan o vayan a trabajar con equipos de smosis inversa, lo nico que les importa es que el sistema funcione, que por un lado entra agua salobre y aplicando una forma de energa, por el otro sale agua dulce, evidentemente este modelo es simplificado pero sirve para explicar lo que ocurre diariamente en miles de lugares en los que se aplica la smosis inversa.

DEFINICION:La smosis es el movimiento neto espontnea de molculas de disolvente a travs de una membrana parcialmente permeable en una regin de mayor concentracin de soluto, en la direccin que tiende a igualar las concentraciones de soluto en los dos lados. Tambin puede ser usado para describir un proceso fsico en el que cualquier movimiento de disolvente, sin aporte de energa, a travs de una membrana semipermeable que separa dos soluciones de diferentes concentraciones. Aunque osmosis no requiere aporte de energa, se hace uso de la energa cintica y se puede hacer para hacer el trabajo.Movimiento neto de disolvente es de la menos concentrada a la solucin ms concentrada, que tiende a reducir la diferencia en las concentraciones. Este efecto puede ser contrarrestado por el aumento de la presin de la solucin hipertnica, con respecto a la hipotnica. La presin osmtica se define como la presin requerida para mantener un equilibrio, sin ningn movimiento neto de disolvente. La presin osmtica es una propiedad coligativa, lo que significa que la presin osmtica depende de la concentracin molar del soluto, pero no de su identidad.

Figura 1La smosis es esencial en los sistemas biolgicos, como las membranas biolgicas son semipermeables. En general, estas membranas son impermeables a las molculas grandes y polares, tales como iones, protenas, y polisacridos, mientras que es permeable a las molculas no polares y/o hidrfobos, como los lpidos, as como a pequeas molculas como el oxgeno, dixido de carbono, nitrgeno, xido ntrico, etc permeabilidad depende de la solubilidad, carga, o de la qumica, as como el tamao del soluto. Las molculas de agua viajan a travs de la membrana plasmtica, la membrana tonoplasto o protoplastos por difusin a travs de la bicapa de fosfolpidos a travs de acuaporinas. smosis proporciona el medio principal por el cual el agua es transportada al interior y fuera de las clulas. La presin de turgencia de una clula se mantiene en gran medida por smosis, a travs de la membrana de la clula, entre el interior de la clula y su entorno relativamente hipotnica.Qu es Osmosis Inversa?

La smosis inversa, como una forma de tratamiento de agua, es una tecnologa nueva y de rpido crecimiento. La primera membrana fue desarrollada en 1958.La membrana de smosis inversa es utilizada en varias aplicaciones; incluyendo metales preciosos, qumica, recuperacin de desperdicios nucleares, procesamiento de alimentos, purificacin de agua de laboratorio y otros. Nuestra discusin se limitar a la smosis inversa cuando esta se relacione con la purificacin de agua en aplicaciones de laboratorio.

Para entender completamente la tecnologa de smosis inversa, se debe entender primero el concepto de smosis normal. En smosis normal, el agua fluye a travs de una membrana semipermeable, de una solucin menos concentrada hacia una ms concentrada (ver figura 1). La smosis inversa, utiliza presin para invertir el flujo osmtico normal. En esta forma, la presin empuja el agua a travs de la membrana semipermeable del lado ms concentrado (contaminado), hacia el lado menos concentrado (agua pura), (vea las figuras 2 y 3).Sobre la superficie de la membrana hay una capa porosa delgada, la cual contiene una multitud de microporos. Debido a la interaccin fsica qumica entre la solucin y la membrana, la mayora de las sales son rechazadas y solo el agua de baja concentracin inica para a travs de la membrana. La mayora de los componentes orgnicos son removidos, dependiendo de su peso molecular.El agua que alimenta al sistema de smosis inversa fluye sobre la superficie de la membrana.La presin forza un porcentaje del agua a travs de la membrana, mientras que el agua remanente, alta en contaminantes, es enviada hacia el drenaje. El movimiento de agua sobre la membrana la mantiene limpia, previniendo la acumulacin de contaminantes que potencialmente pudiesen daarla.La smosis inversa es una tecnologa de remocin porcentual. Un sistema tpico de smosis inversa, rechaza hasta el 98% de las impurezas encontradas en la mayora de las fuentes de agua potable. Si se usa un suavizador de agua antes del tratamiento con el sistema de smosis inversa, la tasa de reduccin de sales ser an mayor. Debido a que solo un porcentaje de los contaminantes son removidos de una fuente de agua determinada, es imprctico predecir la pureza del agua con esta tecnologa. Cuando se utiliza smosis inversa, ciertos contaminantes son removidos ms efectivamente que otros: Los iones polivalentes son removidos ms fcilmente (99%) que los monovalentes (sodio 90%). Los componentes orgnicos de alto peso molecular (de ms de 200 Daltons) son removidos efectivamente, mientras que los de menor tamao pasan a travs de la membrana. Los gases pasan fcilmente a travs del sistema de smosis inversa y afectarn la pureza del agua. Debido al gran tamao de las bacterias y los pirgenos, la smosis inversa remueve efectivamente el 99% de esta clase de impurezas.En vista de la limitada capacidad de remocin de esta tecnologa, su uso principal es el pretatramiento del agua utilizada para alimentar un sistema de desionizacin que produzca agua de calidad reactiva Tipo I. La smosis inversa es tambin apropiada en aplicaciones que requieran agua para laboratorio Tipo II o III.Dependiendo del material de la membrana, ciertos factores afectarn la calidad y la cantidad del agua producida a travs de esta tecnologa. En la actualidad hay tres tipos de materiales para membrana que son usados en sistemas de smosis inversa, para crear agua pura en el laboratorio: ACETATO DE CELULOSA, POLIAMIDAS Y MEMBRANA DE PELICULA DELGADA (TFM).Cada uno de los materiales de las membranas exige ciertos requisitos sobre el agua de entrada, los cuales deben cumplirse si se aspira a lograr la vida normal de la membrana.Los factores que ms afectan el material de la membrana; son la temperatura, el pH, las bacterias, el cloro libre y el Indice de Saturacin de Langlier.Casi todos estos factores son normalmente entendidos, con excepcin del Indice de Saturacin de Langlier. Este Indice, es la medida de la tendencia del agua a formar incrustaciones sobre las superficies por donde pasa. En la mayora de los casos, el Indice de Langlier es calculado y considerado, bien sea positivo o negativo.Cuando se calcula el Indice de Langlier, se deben medir algunas caractersticas del agua de entrada Estas son: temperatura del agua, slidos totales ionizados, dureza del calcio, alcalinidad y pH. Si el ndice es positivo, se considera que el agua de alimentacin muestra un alto potencial a formar incrustaciones y pude daar la membrana. Si este es el caso, se requiere de un pretratamiento del agua antes de entrar al sistema de smosis inversa. La tabla 1 muestra los cinco factores que ms afectan las membranas y las limitaciones que estos imponen en cada uno de los tipos de materiales para membrana.TABLA1

ACETATO DE CELULOSA TMD2730/ TMD2731POLIAMIDA TMD2732MEMBRANA DE PELCULA DELGADA TMD2734MEMBRANA TRI ACETATO DE CELULOSA TMD6317MEMBRANA TFM (MEMBRANA DE PELCULA DELGADA ) TMD6318

pH4 -81 - 114 - 114 - 84 - 11

NDICE LANGLIERNegativoNegativoNegativoNegativoNegativo

CLORO LIBRE0.2 - 1.0 ppm de cloro libre0.00.00.2 - 1.0 ppm de cloro libre0.1 ppm

BACTERIAAfectado por bacteria, requiere cloroNo lo afectaNo lo afectaAfectado por bactera, requiere cloroNo lo afecta

TEMPERATURA4 -30C4 - 30C4-50C4- 31C4-31C

Nota: Los volmenes de agua producidos, son afectados por la temperatura del agua de entrada. Por cada grado C por debajo de 25C se disminuir en un 3% el volumen de agua producida.

*Das ppm = En el agua de entrada con 1 ppm de cloro libre, la membrana funcionar 500 das antes de que se presenten dificultades.

Puesto que los materiales de las membranas pueden ser afectados por algunos contaminantes existentes en el agua, muchos sistemas de smosis inversa requieren de algn tipo de pretratamiento para maximizar la vida til de la membrana. La suavizacin, es una de las formas ms usadas de pretratar el agua para corregir un ndice de Langlier positivo. A travs del proceso de suavizacin, los iones que producen dureza son reemplazados con iones de sodio, los cuales reducen la tendencia de incrustacin en la membrana.Si la modificacin del pH requiere ser ajustada para corregir un alto nivel de pH del agua de alimentacin, posiblemente ser necesaria la injeccin de cido. Normalmente el cido sulfrico es inyectado al agua de entrada en una cantidad limitada para obtener un nivel de pH aceptable.Esto se logra convirtiendo la alcalinidad a dixido de carbono.Las membranas de acetato de celulosa pueden ser afectadas por la presencia de bacterias. Si el agua de suministro no se encuentra suficientemente cloratada, ser necesario un pretratamiento con inyeccin de cloro para evitar daos causados por bacterias.Por otro lado, las membranas poliamidas, no son afectadas por bacterias, pero pueden ser destruidas por el cloro y otros agentes oxidantes. En este caso, el agua de entrada debe ser pretratada para removerle el cloro y otros componentes dainos. El carbn puede ser efectivo para remover el cloro, mientras que la inyeccin de bisulfato de sodio puede ser utilizada para remover otros agentes oxidantes.La temperatura y la presin pueden afectar tambin la operacin de un sistema de smosis inversa. La temperatura del agua de entrada, tiene un efecto marcado en la cantidad de agua que una determinada membrana es capaz de producir. Las caractersticas de funcionamiento de esta membrana se basan en una temperatura de agua de entrada de 25C. Por cada grado C que sta disminuya por debajo de 25C, habr una reduccin del 3% en la cantidad de agua producida. Por esta razn, en algunos casos se recomienda ajustar la temperatura del agua de entrada. Aquellas temperaturas que sean superiores a 35C, causarn daos en la mayora de las membranas. Por consiguiente, al seleccionar la membrana que proporcione la cantidad adecuada de agua, se debe medir la temperatura del agua de entrada.La presin del agua de entrada puede afectar tanto la cantidad como la calidad del agua producida por un sistema de smosis inversa. Presiones tan altas como hasta de 400 psig (27.2 bar), no causarn daos en las membranas; por otro lado, la efectividad de la membrana para remover impurezas se ver reducida por las bajas presiones de operacin. Un sistema de smosis inversa, operando a 200 psig (13.6 bar), mejorar la calidad de un 5 a 10%, si se compara con su operacin a 60 psig (4.1 bar). Por debajo de 50 psig (3.4 bar), la calidad es afectada ms drsticamente. La cantidad de agua producida puede ser tambin afectada por la presin. Generalmente, entre ms baja sea la presin, menor ser la cantidad de agua pura producida.

EXPLICACIONES BSICASsmosis puede ocurrir cuando hay una membrana parcialmente permeable, tal como una membrana celular. Cuando una clula se sumerge en agua, las molculas de agua pasan a travs de la membrana celular a partir de un rea de baja concentracin de soluto a la alta concentracin de soluto; esto se llama smosis. La membrana celular es selectivamente permeable, por lo que slo los materiales necesarios se dej entrar en la clula y los residuos se dejan fuera. La palabra 'smosis' es particular, a la difusin de molculas de agua en la clula.Cuando la membrana tiene un volumen de agua pura en ambos lados, las molculas de agua entrar y salir en cada direccin exactamente a la misma velocidad, no hay flujo neto de agua a travs de la membrana.Osmosis puede explicarse mediante el concepto de energa libre termodinmica: la solucin menos concentrada contiene ms energa libre, por lo que sus molculas de disolvente tiende a difundirse a un lugar de menor energa libre con el fin de igualar la energa libre. Puesto que la membrana semipermeable solamente permite que las molculas de disolvente pasen a travs de l, el resultado es un flujo neto de agua hacia el lado con la solucin ms concentrada. Suponiendo que la membrana no se rompe, este flujo neto se ralentizar y, finalmente, dejar que la presin disminuye en los laterales ms concentradas y el movimiento en cada direccin se hace igual: este estado se llama equilibrio dinmico.Osmosis tambin puede explicarse mediante el concepto de entropa, de la mecnica estadstica. Un sistema que tiene dos soluciones de diferentes concentraciones separadas por una membrana semipermeable que tiene menos entropa que un sistema similar que tiene dos soluciones de igual concentracin. El sistema con las concentraciones diferentes se dice que es ms ordenada, y por lo tanto tiene menos entropa. La segunda ley de la termodinmica requiere la presencia de un flujo osmtico que tendr el sistema desde un estado ordenado de baja entropa a un estado desordenado de mayor entropa. Equilibrio termodinmico se consigue cuando el gradiente de entropa entre las dos soluciones se convierte en cero.Tamao de las partculas no influye en la presin osmtica, lo que es el postulado fundamental de las propiedades coligativas.La presin osmtica es la causa principal de apoyo en muchas plantas. La entrada osmtica de agua eleva la presin de turgencia ejercida contra la pared de la clula, hasta que es igual a la presin osmtica, la creacin de un estado de equilibrio.Cuando se coloca una clula vegetal en una solucin hipertnica, el agua en las clulas se mueve a un rea mayor en la concentracin de soluto y las clulas se encoge, y al hacerlo, se vuelve flcido. Esto significa que la clula se ha convertido en plasmolyzed - la membrana de la clula ha dejado completamente la pared celular debido a la falta de presin del agua en l; lo contrario de turgentes.Tambin, la smosis es responsable de la capacidad de races de las plantas para extraer agua de la tierra. Puesto que hay muchas races finas, que tienen un rea superficial grande, y el agua entra en las races por smosis.smosis tambin se puede ver cuando se aaden rodajas de patata a una alta concentracin de la solucin de sal. El agua desde el interior de la patata se mueve a la solucin de sal, provocando la patata a encogerse y a perder su 'presin de turgencia'. Cuanto ms se concentr la solucin de sal, ms grande es la diferencia en el tamao y el peso de la rodaja de patata.En ambientes inusuales, smosis puede ser muy perjudicial para los organismos. Por ejemplo, el agua dulce y el agua salada de peces de acuario se coloca en agua de una salinidad diferente a aquel al que se adaptan a la voluntad de morir rpidamente, y en el caso de los peces de agua salada, de forma espectacular. Otro ejemplo de un efecto osmtico perjudicial es el uso de sal de mesa para matar sanguijuelas y babosas.Supongamos que un animal o una clula de la planta se coloca en una solucin de azcar o sal en agua. Si el medio es hipotnica - una solucin diluida, con una concentracin de agua ms alta que la clula - la clula ganar agua a travs de smosis. Si el medio es isotnica - una solucin con exactamente la misma concentracin de agua como la clula - no habr ningn movimiento neto de agua a travs de la membrana celular. Si el medio es hipertnica - una solucin concentrada, con una concentracin de agua ms baja que la clula - la clula se pierda agua por smosis.Esencialmente, esto significa que si una clula se pone en una solucin que tiene una concentracin de soluto mayor que su propia, entonces se encoger, y si se pone en una solucin con una concentracin de soluto ms baja que su propia, la clula se expandir y se rompen. Electronucleal intercambio es la difusin pasiva de cationes y aniones a travs de una membrana semi-permeable de acuerdo con carga elctrica.Jardines qumica demuestran el efecto de la smosis en la qumica inorgnica.PRINCIPALES FACTORES QUE INFLUYEN EN EL FLUJO: La presin osmticaComo se ha mencionado antes, la smosis puede ser opuesta mediante el aumento de la presin en la regin de alta concentracin de soluto con respecto a que en la regin de baja concentracin de soluto. La fuerza por unidad de rea, o la presin, necesaria para impedir el paso de agua a travs de una membrana selectivamente permeable y en una solucin de mayor concentracin es equivalente a la presin osmtica de la solucin, o turgencia. La presin osmtica es una propiedad coligativa, lo que significa que la propiedad depende de la concentracin del soluto, pero no de su identidad.Gradiente osmticoEl gradiente osmtico es la diferencia de concentracin entre dos soluciones a cada lado de una membrana semipermeable, y se utiliza para distinguir la diferencia en porcentajes de la concentracin de una partcula especfica disuelto en una solucin.Por lo general, el gradiente osmtico se utiliza, mientras que la comparacin de soluciones que tienen una membrana semipermeable entre ellos permitiendo que el agua se difunda entre las dos soluciones, hacia la solucin hipertnica. Eventualmente, la fuerza de la columna de agua en el lado hipertnica de la membrana semipermeable ser igual a la fuerza de la difusin en el lado hipotnico, la creacin de equilibrio. Cuando se alcanza el equilibrio, el agua contina fluyendo, pero fluye en ambos sentidos en cantidades iguales, as como la fuerza, por lo tanto, la estabilizacin de la solucin.

Factores de Funcionamiento de Osmosis Inversa

Los principales factores que intervienen en el funcionamiento de una planta de Osmosis Inversa son los siguientes:

Presin Temperatura Calidad del agua cruda Conversin

En la tabla 2 se indican las condiciones lmites de agua de alimentacin compatibles con el sistema.

FACTORES

Presin

Tiene una relacin directa con el flujo a travs de la membrana (producto) y el grado de retencin de sales de la misma.Con el incremento de esta variable aumentan ambos parmetros, hasta los lmites permisibles de diseo.

Temperatura

La temperatura es un punto muy importante en el diseo de una O.I.. Su incremento tiene efecto sobre el caudal y la calidad del producto.Para una configuracin y un caudal predeterminados la calidad del agua producto vara directamente con la temperatura. A mayor temperatura mayor contenido salino en el producto.

Calidad de Agua Cruda

La temperatura es un punto muy importante en el diseo de una O.I.. Su incremento tiene efecto sobre el caudal y la calidad del producto.Para una configuracin y un caudal predeterminados la calidad del agua producto vara directamente con la temperatura. A mayor temperatura mayor contenido salino en el producto.

TIPOS DE MEMBRANAS Y MDULOS DE SMOSIS INVERSA:Como se deduce de todo lo anterior la parte ms importante del proceso es la membrana de smosis inversa (O.I.)Bsicamente son dos los materiales utilizados en la construccin de membranas semipermeables para smosis:Acetato de Celulosa.En este material se fabricaron las primeras membranas utilizadas industrialmente.Poliamida.Dado que los mtodos de fabricacin y tecnologa de los materiales estn avanzando considerablemente en los ltimos aos, se estn logrando membranas de tamao de poro y permeabilidad controlada lo cual permite la separacin de substancias tanto orgnicas como inorgnicas con tamaos entre 1 y 10 y de peso molecular muy prximos.Las membranas de O.I. se encuentran de forma comercial agrupadas en el interior de contenedores, normalmente cilndricos, y dispuestas en diferentes configuraciones.Al conjunto membrana-contenedor se le denomina MDULO de smosis Inversa.El contenedor tiene que ser resistente a altas presiones, recordemos que las presiones de trabajo en instalaciones de tipo industrial oscilan entre los 14 y 60 bar o lo que es lo mismo 200 y 850 lbf/in2, los contenedores disponen generalmente, de tres tomas: una para el agua de entrada y otras dos para la salida del agua permeada u osmotizada y la salida de concentrados.Las configuraciones comerciales ms utilizadas son:Tubular:Consisten en largos tubos porosos con longitudes que oscilan entre los 1,5 y 3 m. y con dimetros entre 0,5 y 1 pulgada, los cuales llevan, concntricamente, en su interior la membrana. El agua bruta se hace circular por el interior, recogindose el agua permeada entre la pared exterior de la membrana y la interior del tubo contenedor.

Fibra Hueca:Estn constituidas por miles de fibras huecas (tubos capilares) formando un haz en el interior del contenedor y cuyos extremos se insertan en un soporte de resina epoxi. El dimetro exterior de estos capilares oscila entre 60 y 80 micras para la poliamida y 200 a 300 micras para el acetato. El agua es obligada a pasar a travs de la pared del capilar de espesor aproximado de 20 micras.

Espirales:Consisten en hojas de membrana que se sitan sobre un soporte poroso y un espaciador, ese conjunto se enrolla sobre un tubo de PVC que servir como colector de agua permeada. Hoy en da el 60% de las membranas utilizadas son de este tipo.La razn para esta popularidad son dos ventajas apreciables:1) Buena relacin rea de membrana / volumen del mdulo.2) Un diseo que permite ser usado en la mayora de las aplicaciones, admite una turbiedad ms de tres veces mayor que los otros sistemas, y permite trabajar con rgimen turbulento.Segn los materiales en que estn fabricadas las membranas, el comportamiento respecto a diferentes contenidos en el agua o diferentes parmetros indicadores de la misma es muy diferente:pHLa poliamida es estable dentro de una gama de pH de 3 a 11, pudiendo resistir durante cortos periodos, mximo 30 minutos, un pH comprendido entre 1 y 12.El acetato de celulosa al ser un ster orgnico est sometido a hidrlisis con pH cido y alcalino, por lo cual la gama de trabajo ptima se encuentra con pH entre 4 y 7.OxidantesLa poliamida es atacada por los oxidantes, por lo que el cloro libre superior a 0,1 ppm destruye la membrana.El acetato de celulosa resiste la accin de oxidantes pudiendo soportar cantidades de cloro libre del orden de 2 ppm.TemperaturaEl efecto que la temperatura del agua de alimentacin produce en las membranas es una caracterstica importante a tener en cuenta para el proyecto de una instalacin, ya que influye considerablemente en el rendimiento.Los rendimientos de todos los mdulos estn dados en unas condiciones prefijadas de salinidad, recuperacin, presin y temperatura.Para el parmetro temperatura se consideran 25 C, favoreciendo el rendimiento las temperaturas altas hasta cierto lmite.Por cada grado centgrado de variacin sobre la temperatura base, se producir una disminucin, en el caso de agua ms fra, o un aumento, en el caso de agua ms caliente, de 2,5 a 3% en el rendimiento de la instalacin.Las temperaturas mximas de trabajo oscilan entre los 30 C para el acetato y 45 C para la poliamida. El trabajar a temperaturas altas favorece el fenmeno de compactacin que sufre la membrana debido a la presin de trabajo, produciendo con el tiempo una disminucin de la produccin.Diferencias entre MembranasDependiendo de la configuracin de membranas adoptadas, tambin existen diferencias en los rendimientos y operacin.Una diferencia fundamental entre un mdulo de fibra hueca y uno en espiral es el rgimen de circulacin del agua por su interior, siendo ste laminar para la fibra hueca y turbulento para la espiral.Este fenmeno tiene mucha importancia ya que en funcin del rgimen de flujo que vayamos a tener, exigir en el agua de alimentacin grados de filtracin ms rigurosos para la fibra hueca que para la espiral, dado que la deposicin de partculas sobre la superficie de la membrana se ve favorecida en rgimen laminar.Por otro lado, la facilidad de limpieza de las membranas en espiral es superior a las de fibra hueca pero, en cualquier caso, las que presentan mejores condiciones para la limpieza son las tubulares, pues permiten una limpieza mecnica, que se realiza con pelotas de esponja que se hacen circular por el interior de los tubos aprovechando la fuerza hidrulica.Este tipo de mdulos est recomendado para el tratamiento de lquidos muy cargados, como puede ser la concentracin de jugos de frutas, caso tpico en el que lo aprovechable es el concentrado.

FACTORES QUE MODIFICAN LA PRODUCCIN DE LAS MEMBRANAS:

Los principales factores que influyen en la eficacia de las membranas son los siguientes: Presin aplicada sobre la membrana.La presin aplicada influye directamente sobre la cantidad de agua que atraviesa la membrana de tal forma que a mayor presin mayor ser la cantidad de agua osmotizada que obtendremos y mejor ser su calidad. Concentracin de sales en el agua de entrada.Un aumento de la concentracin de sales provocar una disminucin de la cantidad de agua permeada y adems una prdida de calidad de dicha agua que se obtendr con mayor concentracin de sales. Del mismo modo a mayor concentracin de sales mayor presin se necesita para obtener un caudal determinado de permeado. Temperatura.La temperatura es un factor a tener muy en cuenta ya que afecta al rendimiento de las membranas. Un aumento de la temperatura produce un aumento del caudal de permeado mientras que una disminucin de temperatura provocar un descenso de este caudal. Este fenmeno se produce por la variacin de la viscosidad del agua en funcin de la temperatura y afecta en forma muy significativa a la produccin de permeado: por cada 1 C que aumenta la temperatura, la membrana puede producir aproximadamente un 3 % ms de permeado. Partculas en suspensin.Las membranas de smosis inversa son impermeables a las partculas en suspensin, no obstante estas partculas cuando son muy finas no se retienen en los filtros previos y pueden acumularse en la membrana e interferir en su correcto funcionamiento. Para ms informacin ver el apartado especfico sobreSDI. Agentes oxidantes.Las membranas de poliamida, son sensibles a los agentes oxidantes enrgicos como el cloro que se utiliza frecuentemente para la desinfeccin del agua. Gases solubles.Los gases disueltos en el agua se difunden a travs de las membranas. En forma particular el anhdrido carbnico las atraviesa y, como consecuencia, el agua permeada posee un pH relativamente bajo alrededor de 6,0 - 6,5 e incluso inferior. Contaminacin bacteriana.Las membranas de smosis inversa no permiten el paso de bacterias ni de virus, pero la presencia de una contaminacin bacteriana importante en el agua de aporte puede causar subproductos orgnicos que se acumulen en las membranas y reduzcan su efectividad.Pre-tratamientosUno de los factores ms importantes para conseguir el perfecto funcionamiento de una instalacin de smosis inversa, y para garantizar una larga vida de las membranas, es un adecuado pre-tratamiento del agua antes de su entrada al equipo.Para aguas de pozo o manantial cuya composicin sea totalmente desconocida, el pre-tratamiento deber decidirse a partir de un anlisis qumico completo del agua de entrada.Para aguas de red municipal, que ya han sufrido un tratamiento previo y cumplen con la legislacin vigente, el pre-tratamiento habitualmente incluye las siguientes etapas: FiltracinSe realiza una filtracin inicial del agua de aporte para eliminar la mayor parte de las partculas en suspensin y otra de 1 a 5 micras, como ltimo paso previo a la entrada a las membranas para la retencin de partculas finas en suspensin Tratamiento contra incrustacionesCuando el agua se concentra en las membranas, varias de las sales presentes pueden superar su solubilidad y precipitar obstruyndolas. En funcin de las sustancias que el agua incorpore, los tratamientos se basan en: Descalcificacin mediante resinas de intercambio inico Acidificacin para evitar la precipitacin de sales de dureza Dosificacin de inhibidores de incrustaciones especificos para las sales disuelta Eliminacin de cloroLa presencia de cloro perjudica la estabilidad de las membranas de poliamida. Para su eliminacin se incorpora un filtro de carbn activo o bien se dosifica un producto reductor como un sulfito o un bisulfito sdico.

TCNICAS DE SEPARACIN POR MEMBRANASLa utilizacin de membranas representa el campo de la aplicacin de los materiales polimricos que en los ltimos aos han inundado de problemas los laboratorios de investigacin.

UNAde las sorpresas que se han llevado los fisicoqumicos en el campo de la aplicacin de las membranas ha sido descubrir su versatilidad, porque han servido en el tratamiento de un sinnmero de mezclas, sea para concentrarlas o diluirlas. Las reas de la ingeniera que ms se han visto favorecidas con estas aplicaciones son principalmente las industrias de los alimentos, del papel, la biomedicina, la petroqumica, la nuclear y, entre otras, la de separacin o purificacin de gases, donde se obtiene hidrgeno de la disociacin del amonio, el sulfuro de hidrgeno del gas natural de las refineras, helio del gas natural, as como el enriquecimiento del oxgeno a partir del aire. Debemos hacer especial mencin en las aplicaciones de las membranas, la recuperacin de sustancias valiosas en aguas o gases de desechos industriales y que como desperdicio simplemente son causa de una severa contaminacin ambiental. En todos los aspectos de las aplicaciones, la literatura aumenta considerablemente bajo la sospecha de convertir estas aplicaciones, en un futuro prximo, en una tecnologa corriente en todos los pases.En lo referente a la industria de los alimentos tenemos el caso de un lquido de desecho cuando se manufacturan y refinan alimentos como el queso y productos de soya, llamado "suero", que contiene una gran cantidad de nutrientes de alto valor, en nmero suficiente para que su extraccin sea econmicamente posible. La concentracin de suero puede hacerse por evaporacin o secado, pero los requerimientos energticos involucrados lo hacen poco atractivo econmicamente. Una evaluacin econmica de los procesos de membranas sugiere que es requerido 20% menos energa como en la evaporacin directa. La concentracin por membranas, en el caso del suero del queso, logra productos con concentraciones hasta del 20% de protenas y en el caso del contenido de lactosa hasta 24%. Asimismo, del suero producido por alimentos de soya se obtiene un producto de alto contenido de protenas y otro rico en carbohidratos y minerales (vase la figura 15).

Figura . Extraccin de protenas de suero de soya. En el primer paso se concentra la protena por acumulacin a travs de filtracin. El lquido que atraviesa la membrana (de permeacin) es un residuo de alto contenido de carbohidratos que se concentran, a su vez, por un proceso de smosis inversa. Los procesos de membranas requieren menos energa y dejan menos volmenes de desperdicio que un sistema de extraccin por centrifugacin con tratamiento qumico.En la actualidad se ha considerado una fuente de obtencin de lquidos y gases combustibles a las fermentaciones. La utilizacin de membranas polimricas hace eficiente la obtencin de estos combustibles. En esta forma se obtiene la segregacin de gases cidos y la recuperacin del metano del biogas (vase la figura 16)

Figura . La tecnologa de membranas sirve como separador de algas de 5 micras promedio y que por otras medias sus cosechas resultara bastante cara. Una membrana adicional permite la obtencin de subproductos como gases cidos, haciendo costeable la transformacin de la biomasa.Una de las grandes industrias que utiliza las membranas porosas es la de la separacin difusiva del uranio U 235 de una mezcla con U 238, enriqueciendo un material de fisin de alto valor comercial para equipos de reaccin atmica (para usos pacficos en reactores y uso militar) Esta separacin involucra un sistema que no es del tipo de fases acuosas como las que se han realizado en mayor medida. El efecto en que se basa esta separacin est representado por la ley de Graham que expusimos en el captulo 1. Relativo a que el flujo de un gas a travs de un tapn poroso o membrana abierta es inversamente proporcional a la masa de las partculas, de manera que la velocidad de difusin de molculas ser mayor mientras menor sea su peso molecular.Ahora bien, la separacin de los componentes de una mezcla gaseosa de dos especies de diferentes pesos moleculares no ocurre en el interior de la membrana como resultado de una competencia entre los flujos difusivos de dichos componentes, sino que ocurre en la superficie de la membrana y se reconoce como "efecto de entrada". Lo cierto es que las partculas ms rpidas penetran a la membrana en un nmero mayor que las partculas lentas, de tal forma que un enriquecimiento relativo de las molculas lentas ocurre de inmediato a la entrada de la membrana. Se trata, pues, de una seleccin por efecto cintico.La necesidad de separar los istopos de uranio y otros gases como el 02, que aparecen mezclados con otros gases en forma natural, ha llevado a la aplicacin del efecto Graham a gran escala. Esto se efecta por un proceso de difusin a contracorriente. Se contemplan varias etapas en que el gas rechazado (concentrado en el componente de mayor peso) es recirculado para iniciar una siguiente etapa. En cambio, el gas enriquecido en el componente ligero pasa a otro mdulo para un enriquecimiento adicional. De aqu, pues, la necesidad de un sistema "en cascada" para una separacin eficiente.La separacin del hidrgeno en la disociacin del amonio se presenta por medio de una barrera metlica porosa que constituye una membrana abierta. En este caso aparecen discrepancias cualitativas y cuantitativas con una teora de transporte indicada en el captulo IV, ya que los valores de los flujos del gas hidrgeno a travs de la membrana son altos, de manera que el sistema se aleja suficientemente del equilibrio para considerar efectos no lineales.Lo anterior ocurre porque es necesaria una temperatura elevada en el sistema para propiciar la disociacin del amonio. En todo caso, es necesario aplicar una teora diferente a la expuesta aqu, pero en el consenso actual de la fsica, una teora termodinmica no lineal es an tema de discusin.En la separacin de gases de muy bajo peso molecular como el hidrgeno y el helio es posible usar membranas semipermeables en lugar de membranas abiertas, y la disociacin ya no se apoya en el efecto Graham, sino que se debe a una criba que selecciona las partculas de acuerdo a su radio. Por ejemplo, el hidrgeno se puede separar con membranas de paladio. stas se disponen concntricamente alrededor de un tubo de entrada (vase la figura 17). Las membranas delgadas de paladio son permeables al hidrgeno pero impermeables a otros gases, por lo que el hidrgeno puro se difunde a travs de los tubos colectores. Los gases de desecho contienen a su vez hidrgeno y son retroalimentados a la mezcla de entrada. Asimismo, un interesante ejemplo de estos casos es tambin la obtencin del helio purificado a partir del gas natural. Esto resulta de la aplicacin de membranas de vitroslica, permeables a los tomos de helio e impermeables a los gases restantes.

Figura . Purificacin de un gas o separacin de una mezcla de gases, por medio de un flujo de contracorriente usando membranas.Hay una posibilidad de separacin de mezclas por intercambio de iones a travs de membranas que poseen una carga neta. En este caso, el principio de separacin obedece a un rechazo por interaccin coulombiana entre la membrana y, los iones de la misma carga. Esta posibilidad ha simplificado en muchos casos los procesos de separacin, pues, la energa se suministra por medio de campos elctricos y no por efecto mecnico de presurizacin. Existe la ventaja de no involucrar al flujo osmtico ni al electroosmtico, ya que la separacin o purificacin de un fluido se efecta por transporte de iones (solutos) a travs de las membranas. Esto reduce el gasto de energa por irreversibilidades internas en procesos muy fuera de equilibrio. A este proceso de separacin se le conoce como "electrodilisis". En la figura 18 se observa el esquema de un separador de agua potable a partir de una solucin salina por medio de la electrodilisis.

Figura. La electrodilisis emplea membranas con carga fija para extraer agua pura de una solucin salina. El campo elctrico aplicado, pone los iones salinos (solutos) en movimiento hacia el electrodo de signo contrario. Las membranas resultan impermeables en los iones con carga de igual signo. Las membranas de distintas cargas se alternan.El descubrimiento del principio de la electrodilisis fue realizada por el bioqumico Leonor Michaelis en 1923, cuando mostr que las membranas de nitrocelulosa son permeables a iones positivos. En 1929, Karl Sollner realiz una investigacin sistemtica para estudiar la estructura de esas membranas y explicar el mecanismo de selectividad de tal efecto. Poco despus, Sollner, en compaa de Charles Carr y Harry P. Gregor, fabricaron la primera membrana que combinaba ptimamente dos parmetros: alta selectividad y alta permeabilidad. Estos conocimientos bsicos hicieron posible una tecnologa de aplicacin de las electromembranas en plantas de mediana y gran escala, en el tratamiento de aguas de todo tipo y otras aplicaciones en la fisicoqumica y biomedicina.En un artctilo delScientific American(julio, 1978), Harry P. Gregor y Charles D. Gregor hicieron notar que todos los procesos de aplicacin industriales de membranas tienen una contrapartida biolgica, pero que esas membranas sintticas no se aproximan a las biolgicas en velocidad de separacin, compactacin, selectividad y eficiencia.

TENEMOS 3 LNEAS DE EQUIPOS DE OSMOSIS INVERSA:

Osmosis inversa industrial

Laosmosis inversaen el mbitoindustrialmejora la calidad del agua de aportacin necesaria en los procesos de produccin, eliminando gran parte de las impurezas presentes.FuncionamientoLa smosis inversa consiste en presurizar una solucin salina sobre una membrana semipermeable en una magnitud suficiente para provocar o facilitar el paso del agua pura a travs de ella.Estos equipos permiten obtener agua destinada a usos industriales a partir de aguas de alto contenido salino entre 1,5 y 7,0 g/l.Ventajas Las membranas de smosis inversa utilizada eliminan el 97-99% de las sales originales del agua a tratar. Presentan una relacin muy favorable entre el consumo de energa elctrica y el volumen de agua obtenida. El consumo de productos para el acondicionamiento del agua a tratar es mnimo.AplicacionesCualquier industria con necesidades de agua de calidad para sus procesos productivos. Industria farmacutica Industria alimentaria Lacado y anodizado de aluminio Galvanotecnia

Equipos de osmosis industrial, mantenimiento y servicio tcnicoEn Aguas del Mare Nostrum disponemos de una amplia gama de equipos de smosis para la industria, preparados para cubrir las necesidades de todos los sectores.

Tenemos una completa serie de equipos estndar y fabricamos equipos de smosis a medida con caractersticas especiales.

Todos nuestros equipos de smosis tienen garanta europea de dos aos.

Ofrecemos servicio tcnico y de mantenimiento para toda clase de equipos de smosis industriales.

Aguas del Mare Nostrum S.L. tambin le ofrece la posibilidad de alquiler de equipos de osmosis industrial con mantenimiento incluido.smosis industrial serie PequeaLos equipos de smosis industrial serie Pequea constan de prefiltro de 5 micras, bomba de alta presin, membrana tipo TFC, vlvula de arrastre, caudalmetro de permeado, regulador de rechazo, llave de recirculacin, cuadro elctrico con sinptico y leds de funcionamiento, estructura en inoxidable, etc. Caudales para TDS de aporte mximo de 2000 ppm. smosis Industrial serie AIncluye prefiltro 5 micras, presostato de mnima, electrovlvulas de aporte y arrastre, caudalmetro permeado y recirculacin, bomba de alta presin (paletas o vertical), membrana tipo TFC, regulador de rechazo, manmetros (tipo glicerina), vlvula de regulacin tipo punzn, estructura en acero inoxidable, cuadro elctrico con sinptico y leds de funcionamiento (modelos E), centralita electrnica con conductivmetro (modelos Simply) y mltiples programaciones, etc. Conversin del 30% al 50%. Caudales para TDS de aporte mximo de 2000 ppm. smosis industrial serie BEstos equipos de smosis incluyen prefiltro 5 micras, electrovlvula de aporte, presostato de mnima, bomba de alta (tipo vertical), tubera de alta acero inoxidable, membranas tipo TFC, 3 caudalmetros (permeado, rechazo y recirculacin), electrovlvula de arrastre, vlvulas de regulacin en inox, manmetros tipo glicerina, estructura en inox, centralita electrnica equipada con conductivmetro y mltiples parmetros de programacin. Conversin del 50% al 75%. Equipo opcional de flushing con depsito de agua osmotizada. Caudales para TDS de aporte mximo de 2000 ppm. smosis Industrial serie AmtecNuestros equipos de smosis incluyen prefiltro de 5 micras, electrovlvulas de aporte y arrastre, presostato de mnima, bomba alta tipo vertical, membrana TFC, 2 caudalmetros (rechazo y permeado), 3 manmetros tipo glicerina, vlvulas de regulacin tipo punzn en inox, centralita electrnica equipada con conductivmetro y mltiples parmetros de programacin. Medidas: Ancho 660 mm, Profundo 650 mm, Alto 1700 mm. Conversin el 50% al 75 %. Caudales para TDS de aporte mximo de 2000 ppm. Equipos de smosis - serie Amtec PreredEspecial para aguas de red o cloradas.

Incluye smosis inversa amtec + pretratamiento compuesto por prefiltracin 25 micras, descalcificador Twin 9000 o dosificador de antiincrustante y reductor, declorador automtico y filtracin 50micras. Medidas: Ancho 1800 mm, Profundo 650 mm, Alto 1700 mm. smosis industrial serie Amtec PrepouEspecial aguas de pozo o aguas no cloradas.Incluye smosis inversa amtec + pretratamiento compuesto por prefiltracin slex-antracita, prefiltracin 25 micras, descalcificador Twin 9000 o dosificador de anttncrustante y reductor y filtracin 5 micras. Medidas: Ancho 1800 mm, Profundo 650 mm, Alto 1700 mm.

Equipos domsticosLas aguas de consumo humano suministradas a travs de una red de distribucin pblica cumplen con lo establecido en la legislacin vigente y, por consiguiente, son absolutamente aptas para su consumo sin que el usuario deba realizar ningn tratamiento adicional; no obstante, existen personas que deciden instalar en su vivienda un sistema domestico de smosis inversa, normalmente en zonas de aguas duras o de relativamente alta mineralizacin (lo cual puede conferir un sabor desagradable) para conseguir una mejora adicional de la calidad del agua de bebida.Estos equipos proporcionan un agua de bajo contenido en sales, que puede utilizarse para beber, cocinar, alimentacin de la plancha, hacer cubitos de hielo transparentes...etc.Normalmente estn aislados del circuito hidrulico principal de la vivienda y proporcionan agua a travs de un grifo auxiliar. Su produccin es variable y se sita en general alrededor de los 50 250 litros al da, por lo cual disponen de un depsito de acumulacin, (normalmente presurizado) para satisfacer los consumos punta; existen tambin unidades dotadas de bombas de presin que proporcionan caudal mayores, por ejemplo, 1.000 litros al da, y que no requieren acumulacin.Funcionan con una conversin alrededor del 15 20 % utilizando la propia presin de red y por ello no precisan de un importante pre-tratamiento. Se suministran generalmente como un equipo compacto para situar debajo del fregadero.

Los equipos domsticos de smosis inversa estn normalmente constituidos por los siguientes elementos que en algunos casos pueden estar combinados en un solo componente (ver esquema): Toma de agua para alimentacin del equipo (1) Cartucho de filtracin de 1/5/10 micras, carbn activo para decloracin y/o eliminacin de materia orgnica (2). Mdulo de smosis inversa (3) Depsito presurizado para acumulacin de agua osmotizada (4) Conexin a desage para rechazo (5) Filtro desodorizador de agua osmotizada a la salida del depsito presurizado (6) Equipo de seguridad opcional para desinfeccin del agua osmotizada (previa al consumo) mediante radiacin ultravioleta (7) Dispositivo de seguridad para cerrar el aporte de agua al equipo cuando el depsito presurizado est lleno (8) Grifo dispensador de agua osmotizada (9)

Es importante destacar que en un equipo de smosis inversa domstico el mantenimiento es esencial para poder garantizar la calidad del agua de consumo. En particular, con la periodicidad especificada por el fabricante, se debe:* Sustituir los filtros de partculas y carbn activo* Vaciar y desinfectar el depsito de acumulacin (si existe)* Reemplazar la lmpara del sistema de desinfeccin por radiacin ultravioleta

RENDIMIENTO DE LOS EQUIPOS DE OSMOSIS INVERSAPara determinar el rendimiento de los equipos de smosis inversa, es preciso tener en consideracin laconversinde las membranas as como su relacin con el factor de concentracin de sales, conceptos que han sido ya descritos anteriormente.La conversin de las membranas con arrollamiento en espiral se sita normalmente (segn modelo) alrededor del 10 - 15 - 20 %; esto significa que partiendo de 100 litros de aporte, para obtener 10 / 15 / 20 litros de permeado, se debern rechazar 90 / 85 /80 litros respectivamente.Cuando el consumo de agua osmotizada es muy reducido (por ejemplo, en una vivienda sera habitual 1-2 litros por persona y da) es posible y frecuente que los equipos posean una sola membrana y que funcionen con ese rendimiento (10-15-20 %) ya la cantidad real de agua rechazada, no es muy elevada.Con esta baja conversin, la concentracin de sales que se produce en la membrana es muy reducida (las sales se concentran aproximadamente un 11 25 %) y este hecho influye principalmente en dos factores: La presin necesaria para que el agua atraviese las membranas es relativamente baja, por lo cual los equipos pueden utilizar la propia presin de la red, si bien en algunos casos disponen de una bomba adicional de elevacin de presin para aumentar el caudal de agua suministrada. Generalmente el pre-tratamiento para evitar incrustaciones en las membranas es muy reducido o no se requiere.

Si bien una membrana con arrollamiento en espiral posee una conversin del 1015-20 %, en muchas aplicaciones podemos desear o necesitar aumentar este rendimiento para un mejor aprovechamiento del agua.Para conseguirlo se pueden conectar varias membranas en serie de tal forma que el rechazo de una sea la alimentacin de otra, con lo cual pueden obtenerse valores de conversin ms elevados en funcin de las caractersticas del agua a tratar. Asimismo, tambin es posible recircular una parte del rechazo del equipo a la alimentacin.

Al aumentar la conversin del equipo siempre debemos considerar que: Aumenta el factor de concentracin de las sales disueltas con lo cual puede existir un riesgo muy elevado de incrustaciones y precipitaciones en las membranas. De esta forma el pre-tratamiento necesario ser generalmente importante y complejo. La presin osmtica ser ms alta lo que obligar en la mayora de casos a trabajar con una bomba para aumentar la presin.

FUNCIONAMIENTO DE UN EQUIPO DE OSMOSIS INVERSALa mayora de aficionados noveles utilizan para sus acuariosagua del grifo tratada con acondicionadorespara reducir el cloro, la cloramina y los metales pesados si los hubiera. Adems de estos elementos nocivos las aguas garantizadas con un mnimo de calidad contienen otros elementos perjudiciales para el conjunto del acuario que a menudo se pasan por alto.Entre ellos figuran nutrientes que sern aprovechados por las algas para desarrollarse:Fosfatos, nitratos y silicatos. Otros elementos que pueden estar presentes en nuestra agua corriente y estos si son de carcter peligroso para nuestros animales son restos de metales como sonel hierro o el cobre. El determinar al 100% la calidad del agua es una tarea fuera del alcance del aficionado medio y requiere la realizacin de anlisis en laboratorio.Aun en los casos de las aguas de mayor calidad restos de los elementos anteriormente citados siempre estn presentes. En particular nos interesa saber quedesinfectantes como el cloro y cloraminasforman parte de nuestras aguas puesto que son empleados por todas las compaas para la desinfeccin. El Cloro podemos eliminarlo por decantacin, fuerte aireacin o por la adicin de disoluciones comerciales. En cambiolas cloraminasson ms difciles de eliminar ya que debemos tambin eliminar el amonio que las acompaa.A la vista de todo lo anterior y puntualizando que losniveles de nitratospor ejemplo presentes en el agua para consumo humano superan en algunos casos lo tolerable por nuestros peces es conveniente para aquellos que se decidan por mantener especies ms sensibles o acuarios marinos la utilizacin de un equipo de osmosis inversa.

En el caso de aquellos que no dispongan de aguas con un nivel de garanta mnimo su utilizacin se vuelve imprescindible.Simplificando hasta el concepto su funcionamiento el equipo de osmosis es unfiltro avanzadoformado por una membrana capaz de filtrar el agua hasta que sta sale pura. En esta filtracin quedan retenidos tanto los elementos qumicos como los residuos bacteriolgicos. El agua producida por el equipono alcanza el grado de pureza mximolo que la hara totalmente incompatible y daina para nuestros animales perosi carece de cualquier oligoelemento o elementos de traza. Por esta causa el agua lograda deber ser acondicionada en lo relacionado a su dureza y nivel de alcalinidad o acidez en funcin de las especies a mantener.Otro aspecto que debemos considerar para determinar la utilidad de los equipos de osmosis inversa es suempleo en acuarios marinoso acuarios de agua dulce de condiciones especiales, es decir; que requieran de sales o acondicionadores para lograr la calidad acutica ptima para los animales que mantengamos. En estas instalaciones requeriremos de aguas puras tanto para la elaboracin de agua acondicionada como para la reposicin de la evaporada. De lo contrario podran cambiar los parmetros idneos.Una vez visto las causas que recomiendan el empleo de los equipos de osmosis vamos a centrarnos en los distintos elementos que deberemos tener en cuenta a la hora de elegir el equipo en concreto para nuestro acuario: Caudal o rendimiento:El total de litros que produce el equipo al da. Sobre este aspecto influyen elementos tales como la dureza temporal o Kh, la presin del agua a aplicar sobre el equipo y la temperatura. En condiciones diferentes a las indicadas para el equipo su efectividad disminuye. La membrana de filtrado:En este elemento no conviene escatimar. Las membranas sintticas son algo ms caras que las naturales pero tienen la ventaja de ser ms resistentes y duraderas. Los Prefiltros:Los prefiltros son muy necesarios puesto que alargan la vida de la membrana al ahorrarle trabajo. Al igual que los filtros de acuario estos tambin requieren de cierto mantenimiento. Deberemos de tener en cuenta que las membranas sintticas son sensibles al cloro. Es por ello por lo que deberemos dotar de un prefiltro de carbn activo para eliminar esta sustancia.En conclusin: para una buena eleccin de nuestro equipo de osmosis debemos decantarnos por aquel que nos garantice un caudal mayor que el necesario. De este modo como inexorablemente su rendimiento mermar debido a los elementos citados anteriormente garantizamos el caudal que necesitamos.En este artculo hemos realizado una primera aproximacina los equipos de osmosis inversa aptos para su uso en acuariofilia. Est aproximacin ha sido leve y tena como objetivo conocer para qu sirve el aparato y cules son sus partes esenciales para poder elegir uno. En prximos artculos veremos ms en profundidad su funcionamiento, su mantenimiento y lo compararemos con el uso de aguas destiladas.

APLICACIONES:

La mayora de las aplicaciones4de la smosis vienen de la capacidad de separar solutos en disolucin de forma activa mediante smosis inversa utilizando membranas semipermeables.Desalinizacin.Vase tambin:DesalinizacinMediante este procedimiento es posible obtener agua desalinizada (menos de 5.000microsiemens/cm deconductividad elctrica) partiendo de una fuente de agua salobre, agua de mar, que en condiciones normales puede tener entre 20.000 y 55.000 microsiemens/cm de conductividad.La medida de la conductividad del agua da una indicacin de la cantidad de sales disueltas que contiene, dado que el agua pura no es un buenconductorde la electricidad (su potencial de disociacin es menor de 0.00001).La smosis inversa o reversa (RO) se ha convertido hoy en da en uno de los sistemas ms eficientes para desalinizar y potabilizar elagua, siendo usada en barcos, aviones, industrias, hospitales y domicilios.Mediante smosis inversa se consigue que el agua bruta que llega a la desaladora se convierta por un lado en un 40% de agua producto y un 55-60% de agua salobre.La clave est en la constitucin del fajo de membranas que intercalan redes-canales de circulacin entre capa y capa y finalmente convergen en el centro del sistema. Como hay un flujo de entrada y dos flujos de salida, al uno se le conoce como rechazo salino y al otro como flujo de permeado y sus valores dependern de la presin de entrada impuesta al sistema. Por lo general es factible encontrar membranas confeccionadas conpoliamidaoacetato de celulosa(este ltimo material est en desaparicin) con un rechazo salino de entre 96.5-99.8%. Existen membranas especializadas para cada tipo de agua, desde agua de mar hasta aguas salobres.Los equipos de smosis inversa industrial montan varios trenes o carros de membranas interconectadas entre s, una bomba de alta presin, medidores de TDS,pHy caudalmetros de columna. Existen equipos que se ubican en grandes salas debido a su enorme tamao.Para el ptimo funcionamiento de estos sistemas, se requiere mantener unanti-incrustantecontraslice(slice gelificada neutra) que obtura el sistema, adems de unbiocidapara mantener libre debiomasaslas capas del sistema.La smosis inversa tiene algunas restricciones, hay ciertas especies qumicas que el sistema no es capaz de retener, estos son elarsenito(As+3), lasliceneutra (ya mencionada) y elboro. Para retener estas especies hay que realizar una modificacin del estado qumico de la especie, ya sea vaoxidacin,co-precipitacino cambios depHdel medio. Por ejemplo el arsenito (As+3) experimenta un rechazo de menos de 25%, elarsenato(As+5) es capaz de ser retenida en un 95-98%.Las incrustaciones en las membranas son un factor no despreciable en la eficiencia del equipo, esto ocurre cuando se pretende forzar el caudal de permeado, ocurriendo frentes de saturacin en la superficie de la membrana. Otras sustancias son incrustantes, tales como la mencionada slice, biomasas de microorganismos. Una vez incrustada la membrana, solo es posible revertir la situacin desmontando la unidad y tratndola con mezclas de cidos fuertes y sometindolas a contracorriente.Un desarrollo tecnolgico reciente especialmente relevante es el de la smosis inversa para desalinizacin basada enenerga solar fotovoltaica, empleando slo y exclusivamente una pequea batera para que todo funcione correctamente.Reduccin de la dureza.Las aguas duras contienen iones decalcioymagnesioque pueden precipitar combinados con iones comocarbonatos,sulfatosohidrxidosestos precipitados se van acumulando (obstruyendo) en las tuberas de distribucin, calentadores, etc. Con la smosis inversa se reducen estos precipitados. En el caso de equipos industriales muy costosos es muy recomendable un tratamiento adicional de intercambio de iones de calcio por iones de sodio mediante cadenas descalcificadoras con resinas.Descontaminacin y tratamiento de efluentesVase tambin:efluentesPara la eliminacin de contaminantes en disolucin principalmente encaminado al ahorro de agua. Si se tiene agua con contaminante "X" cuyas molculas tienen un tamao de "Y"micras, siendo "Y" mayor que el tamao de la molcula de agua. Si se busca una membrana semipermeable que deje pasar molculas de tamao de las del agua pero no de "Y", al aplicar presin (smosis inversa) se obtendr agua sin contaminante.La utilizacin de la smosis inversa en el tratamiento de efluentes persigue alguno de los tres objetivos siguientes: Concentrar la contaminacin en un reducido volumen. Recuperar productos de alto valor econmico. Recircular el agua.La smosis inversa no destruye la contaminacin sino que, como mucho, permite concentrarla en un pequeo volumen.Reduccin del contenido de nitratosLas aguas subterrneas suelen incorporar altas concentraciones denitratos, superiores a las admitidas por la reglamentacin tcnico-sanitaria. Con las membranas de smosis inversa con un alto porcentaje de rechazo del ion nitrito permite obtener agua con un bajo contenido en dichos iones.Concentracin de nitritos y nitratosLos efluentes procedentes de la limpieza de depsitos contenedores de tetrxidos de nitrgeno (N2O4) estn contaminados con iones nitrito (NO2-) y nitrato (NO3-). Los efluentes son neutralizados previamente consosa custicatras lo cual son enviados a un primer paso de una smosis inversa que trabaja con una recuperacin del 95%. El rechazo de este primer paso es enviado hasta una segunda etapa de smosis inversa que trabaja con una recuperacin del 75%. El rechazo de este segundo paso es recirculado al depsito situado en cabeza de la instalacin y el perneado, con un contenido inferior a 10 ppm, puede ser reutilizado.Eliminacin del color y de los precursores de trihalometanosEl color procedente de la descomposicin de la materia orgnica natural disuelta por las aguas. El color, adems de no admitirse en el agua potable por motivos estticos, es un precursor de lostrihalometanos(THM).Vinazas.Vase tambin:VinazasLas vinazas sufren en primer lugar un proceso de filtracin para eliminar las materias en suspensin que pudiesen atascar las membranas. Continuacin son impulsadas hacia unas membranas de smosis inversa que permiten el paso tanto del agua como delalcohol etlico. El permeado de la smosis inversa, que constituye el 90% del volumen inicial de las vinazas, se enva hacia una columna dedestilacinque permite recuperar el alcohol y otros productos nobles. El residuo de la columna de destilacin es agua con un bajo contenido en DBO que puede enviarse hacia una planta convencional de aguas residuales urbanas. El rechazo de la smosis inversa, que constituye el 10% del volumen inicial de las vinazas, se enva a una columna donde se destila a baja temperatura para evitar la degradacin de productos termosensibles permitiendo se recuperacin.AlpechinesVase tambin:AlpechinesLos efluentes de lasalmazaras, compuestas por el agua de laaceitunay el agua utilizada para extraer elaceitede oliva, es altamente contaminante y difcilmentebiodegradable. La smosis inversa, combinada con una ultrafiltracin, permite recuperar de los efluentes materiales de alto valor econmico y obtener agua reutilizable.Uso como agua potable.Cada vez es ms frecuente el uso de la desalinizacin para produciragua para consumo humano, y la tendencia probablemente continuar conforme aumenta laescasez de aguaa causa de las presiones que produce elcrecimiento demogrfico, la sobreexplotacin de losrecursos hdricosy la contaminacin de otras fuentes de agua.Los sistemas de desalinizacin actuales estn diseados para tratar tanto el agua estuarina, costera y marina, como tambin aguas salobres interiores (tanto superficiales como subterrneas).El agua producida mediante la smosis inversa esagresivapara los materiales utilizados, por ejemplo en la distribucin del agua y en las tuberas y dispositivos de fontanera domsticos.Los materiales generalmente utilizados en las instalaciones domsticas pueden ser atacados por estas aguas agresivas, por este motivo tambin despus de la desalacin se suele estabilizar el agua. Este proceso se hace sustancias qumicas como carbonato clcico y magnsico con dixido de carbono. Una vez aplicado este tratamiento, el agua desalinizada no debera ser ms agresiva que el agua de consumo habitual.El agua desalinizada suele mezclarse con volmenes pequeos de agua ms rica en minerales para mejorar su aceptabilidad y, en particular, para reducir su agresividad. Algunas aguas subterrneas o superficiales pueden utilizarse, tras un tratamiento adecuado, para mezclar en proporciones mayores y pueden mejorar la dureza y el equilibrio inico.Usos industrialesProduccin de aguas de alta calidad Produccin deagua desmineralizada: las membranas de baja presin eliminan la mayor parte de las sales en el agua, finalizando su desmineralizacin total con el intercambio inico. Produccin deagua ultrapura: adems de eliminar las sales en el agua y una gran variedad de sustancias orgnicas, tambin depuramicroorganismosconsiguiendo un agua ultrapura.Circuitos de refrigeracin semiabiertosVase tambin:refrigeracinLas centrales de produccin de energa elctrica deben ceder al foco fro grandes cantidades de energa en forma de calor. El medio utilizado para esta transferencia es habitualmente el agua de uncircuito de refrigeracin. Con el fin de economizar la mxima cantidad de agua posible se concentra el agua de aporte tantas veces como lo permita su composicin inica y la resistencia a lacorrosinde los materiales del circuito. Al mismo tiempo, con tal finalidad y para cumplir con la legislacin vigente en algunos pases, reduciendo el impacto ecolgico que supondra el vertido de las aguas de alta salinidad de la purga del circuito, se procede a tratar estas para obtener un vertido practicante nulo donde la smosis inversa juega un papel importante en la concentracin del vertido.Pintado por electrodeposicin.Vase tambin:electrodeposicinEn este proceso la carrocera se sumerge en unadispersin coloidalen agua de partcula de pintura elctricamente cargada. La aplicacin de un gradiente de potencial origina una migracin de las partculas de pintura hacia la carrocera sobre la que se depositan. Cuando la carrocera emerge del bao de electropintado arrastra pintura sin depositar, por lo que se lava pulverizando agua a contracorriente. De esta forma, la pintura arrastrada es recuperada y devuelta de nuevo al bao.El bao de pintura es bombeado hacia unas membranas de ultrafiltracin cuyo permeado contiene mayoritariamente agua, pequeas cantidades de resina, solvente solubilizador y sales inorgnicas disueltas. El rechazo de la ultrafiltracion es mayoritariamente pintura del bao que es devuelta al mismo.El permeado de la ultrafiltracion es impulsado de nuevo hacia una smosis inversa cuyo permeado es agua de alta pureza que se utiliza, junto con una pequea cantidad de agua desmineralizada de aporte, para el lavado final de la carrocera.El rechazo de la smosis inversa contiene solventes, solubilizadores, sales disueltas, etc. y se utiliza por un lado para arrastrar la pintura no depositada sobre las carroceras tras su salida del bao de electropintado y por otro lado para desconcentrar el circuito de las sales que se van acumulando.Tintado de fibras textiles.La utilizacin de la smosis inversa y de la nanofiltracin para el tratamiento de los efluentes procedentes del tintado de fibras textiles permite por un lado recircular aproximadamente el 95% de los productos qumicos usados en los baos de tintado y, por otro, reutilizar alrededor del 90% de las aguas residuales generadas.Fabricacin de catalizadores.Vase tambin:Convertidor catalticoAlgunos catalizadores utilizados de automviles se fabrican a partir de una pasta dealuminio,cerioynquel. La combinacin de una ultrafiltracin y una smosis inversa permite recuperar tanto la materia prima de fabricacin como el agua del proceso. El efluente de la fabricacin de catalizadores es una lechada que incorpora los constituyentes de la pasta diluidos entre 3 y 50 veces as como un conjunto de aditivos. La lechada, cuya concentracin oscila entre 1 y el 15% de slidos, pasa en primer lugar a travs de una ultrafiltracin con un poder de corte del orden de 100.000, obtenindose un concentrado con un contenido en slidos del 50%, que se puede reutilizar directamente en el proceso. El permeado de la ultrafiltracin pasa a continuacin por una smosis inversa que permite recuperar la mayor parte del agua del proceso.Procesado de papel fotogrfico.Vase tambin:papel fotogrficoEl elevado coste tanto de laplatacomo del agua de alta calidad hace rentable recuperar ambos elementos de los efluentes del procesado de papel fotogrfico. Los efluentes con un contenido en plata del orden de las 30 ppm, son enviados hacia unas membranas de smosis inversa que presentan un rechazo medio deltiosulfato de platadel 99,7%. El permeado es recirculado de nuevo al proceso y el rechazo de la smosis, con un contenido en plata de 220 a 570 ppm, es sometido a un tratamiento conditionitay aluminio para precipitar la plata. Unacentrifugacinposterior permite separar el precipitado del efluente y recuperar la plata.Usos alimentarios.La misma capacidad de concentrar molculas ha sido ampliamente utilizada para conseguir concentrados alimenticios.Fabricacin de fcula de patata.Las aguas residuales de las fbricas defcula de patatapasan, en primer lugar a travs de una ultrafiltracin cuyo contenido presenta un 10% de la materia seca, de la cual su 60% aproximadamente son protenas que se pueden recuperar por precipitacin.El ultrafiltrado se enva de nuevo hacia una smosis inversa cuyo permeado presenta una contaminacin menor, pudiendo enviarse a una planta convencional de aguas residuales urbanas.En el rechazo de la smosis inversa, en un pequeo volumen se encuentra concentrada toda la contaminacin inicial y debe procesarse en una planta de alta carga.Concentrado de zumos de frutas.La concentracin elimina el agua, y mantiene el aroma y resto de molculas. La produccin dezumosconcentrados mediante smosis inversa tiene las siguientes ventajas: No destruye lasvitaminasni se pierden losaromas, al hacerse a temperatura ambiente. Bajo consumo energtico por lo que hay un abaratamiento de costes de produccin.Pero tambin las siguientes limitaciones: La smosis inversa se debe utilizar con otros procesos de concentracin ya que a medida que aumenta la concentracin se eleva lapresin osmtica. Puede presentar paso de algunos compuestos de bajo peso molecular no deseados a travs de las membranas utilizadas y se concentran an ms.Preconcentracin de jugos azucarados.Con la smosis inversa se puede preconcentrar losjugos azucaradosantes de su evaporacin para eliminar gran parte del agua que poseen. As se puede reducir consumos energa y aumentar capacidad de evaporacin.Preconcentrado de suero lcteo.Vase tambin:Suero lcteoAs se consiguen los siguientes objetivos: Reducir el coste del transporte. Cuando el suero no se procesa en la misma planta donde se obtiene, es preciso transportarlo para su tratamiento. Con la preconcentracin elimina gran parte del agua existente reduciendo considerablemente los gastos de transporte. Reducir el consumo energtico de laevaporacin. Si el suero lcteo se procesa en la misma planta su preconcentracin mediante smosis inversa permite reducir los consumos energticos globales de la fabricacin y aumentar la capacidad de produccin de los evaporadores existentes.Preconcentrado de la clara de huevo.Vase tambin:huevo (alimento)La smosis inversa conserva todas sustancias solubles producto final (glucosa). Reduce costes de secado y mejora la calidad del producto.Estabilizacin de vinos.La estabilizacin delvinotiene por objeto eliminar un precipitado detartrato potsicoque disminuye generalmente su valor comercial y puede hacerse precipitando los tartratos de forma controlada, tras concentrar el vino por smosis inversa.Se hace pasar el vino a travs de una smosis inversa, obtenindose, por un lado, un permeado que representa aproximadamente el 60% del volumen inicial, y por otro, un concentrado que supone el 40% restante en el que los distintos productos que no pueden atravesar las membranas se encuentran concentradas 2,5 veces.Fabricacin de cerveza con bajo contenido en alcoholLacervezafermentadacon un bajo contenido alcohlico no posee ni un sabor ni un aroma satisfactorios. Por lo que es mejor producir una cerveza con un contenido alcohlico normal o alto y reducir o eliminar dicho contenido posteriormente.El proceso de la desalcoholizacin de la cerveza se basa en el hecho de que algunas membranas retienen difcilmente el etanol.La cerveza se bombea hacia la membrana de smosis inversa obtenindose por un lado un permeado formado por agua, la mayor parte del alcohol y algunoscidos orgnicosde bajo peso molecular y por otro un concentrado de cerveza.El agua no destilada, junto con los componentes de bajo peso molecular se mezclan de nuevo con la cerveza concentrada, dando lugar a la cerveza con bajo contenido en alcohol.Fermentacin alcohlicaArtculo principal:Fermentacin alcohlicaLa smosis inversa puede utilizarse para produciralcohola partir de los jugos azucarados.El contenido de la cuba de fermentacin alcohlica se bombea constantemente hacia membranas de smosis inversa permitiendo el paso de agua y alcohol que se destila separando el agua del alcohol.

APLICACIONES OSMOSIS INVERSALa osmosis inversa se puede emplear en diferentes aplicaciones industriales para el tratamiento de agua de proceso y residual, a un bajo costo y alta eficiencia..AplicacionesBeneficios

Produccin de agua ultrapura para uso en calderas de alta presin Reduce costos para obtener agua libre de materia orgnica y dureza, baja en slice y con bajo contenido de sales. Tambin se puede emplear como pretratamiento de resinas de intercambio inico, reduciendo el costo de operacin y alargando la vida til de la resina.

Produccin de agua ultrapura para uso en microcircuitos y pintura electrofortica Produccin de agua libre de impurezas para emplear en el enjuague de la fabricacin de microcircuitos evitando defectos en el producto final. Produccin agua con bajo contenido de slice usando membranas de alto rechazo evitando problemas de adhesin de la pintura electrofortica y degradacin en la calidad del acabo final.

Produccin de agua ultrapura para productos farmacuticos y cosmticos Produccin de agua libre de dureza, controlando el contenido microbiolgico, control de cloruros, slidos disueltos y control de conductividad cumpliendo con normativas de la USP

Produccin de agua potable para consumo humano y elaboracin de alimentos y bebidas Produccin de agua potable libre de slidos suspendidos, permitiendo la reduccin de TOC, eliminacin de coliodes, control microbiolgico y slidos disueltos totales a un bajo costo a partir de agua de mar, rio o pozo. Uso como agua de produccin en la elaboracin de alimentos y bebidas eliminado el contenido de dureza y cloruros

Produccin de agua para riego Produccin de agua libre de cloruros para riego de cultivos a partir de agua de pozos salobres o agua de produccin

Reuso de Agua de produccin La potabilizacin del agua residual industrial permite la reutilizacin de esta en procesos productivos disminuyendo el consumo de agua potable Se logra disminuir el consumo interno de agua en la planta. Permite emplear agua recuperada en puntos del proceso, donde se requiere de agua potable. Reduccin de costos energticos y de costos en el tratamiento de agua cruda Minimizar el volumen de agua residual vertida

Otras Aplicaciones Concentracin de lcteos para procesos de evaporacin Concentracin de alimentos como jugos de frutas, suero de queso, etc.

Dependiendo de cada aplicacin, la configuracin del pretratamiento y del sistema de osmosis inversa puede variar. A continuacin se muestra un diagrama de un sistema de Osmosis Inversa tpico.

Imagen 3. Proceso tpico de tratamiento de agua mediante un sistema de Osmosis Inversa.SISTEMA DE OSMOSIS INVERSA V/S OTROS SISTEMAS DE DESMINERALIZACIN Flexibilidad del sistema frente a la calidad de agua de entrada => Se puede obtener agua de alta calidad a un costo casi constante aun as la conductividad del agua de entrada aumente. En contraste, otras tecnologas como el intercambio inico o la electrodilisis varan sus costos operativos en funcin de la conductividad del agua de entrada. Produccin de agua de alta pureza => Se puede remover con un solo sistema virus y patgenos presentes en la corriente de entrada para potabilizacin de agua Ahorro energtico => Menor consumo de energa por m3/agua potable que los procesos de evaporacin. Costo de inversin competitivo => El costo de inversin es muy competitivo frente a otras tecnologas como procesos de evaporacin.

CAPITULO IISEPARACION POR FLOTACION:

INTRODUCCIN:Una de lasoperacionesrealizadas porla empresaDelphien el tratamiento de aguas residuales es la flotacin.La flotacin es una "operacinfsicaunitaria", esto es, unmtodode tratamiento en el que predominan los fenmenos fsicos, que se emplea para la separacin de partculas de una fase lquida. La separacin se consigue introduciendo finas burbujas degas, normalmente aire, en la fase lquida. Las burbujas se adhieren a las partculas, y lafuerzaascensorial que experimenta el conjunto partcula-burbuja de aire hace que suban hasta la superficie del lquido. De esta forma, es posible hacer ascender a la superficie partculas cuyadensidades mayor que la del lquido, adems de favorecer la ascensin de las partculas cuya densidad es inferior, como el caso delaceiteenel agua. Una vez las partculas se hallan en superficie, pueden recogerse mediante un rascado superficialEn el tratamiento de aguas residuales, la flotacin se emplea para la eliminacin de lamateriasuspendida y para la concentracin de los fangos biolgicos. La principal ventaja delprocesodel proceso de flotacin frente al de sedimentacin consiste en que permite eliminar mejor y en menostiempolas partculas pequeas o ligeras cuya deposicin es lenta. Su uso est generalizado para las aguas industriales y no tanto para las urbanas.

DESCRIPCIN:

Laflotacines un proceso fisicoqumico de tres fases (slido-lquido-gas) que tiene por objetivo la separacin de especies minerales mediante la adhesin selectiva de partculas minerales a burbujas de aire.Los principios bsicos en que se fundamenta el proceso de la flotacin son los siguientes: La hidrofobicidad del mineral que permite la adherencia de las partculas slidas a las burbujas de aire. La formacin de una espuma estable sobre la superficie del agua que permite mantener las partculas sobre la superficie.Para establecer estos principios se requiere la adicin de reactivos qumicos al sistema. Estos reactivos de flotacin son los colectores, depresores, activadores y modificadores, cuyas acciones principales son inducir e inhibir hidrofobicidad de las partculas y darle estabilidad a la espuma formada.Las partculas minerales hidrofbicas tienen la capacidad de adherirse a la burbuja, en tanto que las hidroflicas, como la ganga, no se adhieren. La superficie hidrofbica presenta afinidad por la fase gaseosa y repele la fase lquida, mientras que la superficie hidroflica tiene afinidad por la fase lquida.

La flotacin como proceso de descontaminacin se realiza con microburbujas, de dimetros del orden de 15-100 micrmetros (*m) y con burbujas medianas (100-600 *m). En el primer caso, la capacidad de remocin de carga de estas burbujas es muy pequea, sin embargo, hoy en da existen tcnicas y equipos que generan burbujas de tamao intermedio.

Las burbujas se aaden, o se induce su formacin, mediante uno de los siguientes mtodos:

1. Aireacin a presin atmosfrica (flotacin por aireacin).

2. Saturacin con aire a la presin atmosfrica, seguido de la aplicacin del vaco al lquido (flotacin por vaco).

3. Inyeccin de aire en el lquido sometido a presin y posterior liberacin de la presin a que est sometido el lquido (flotacin por aire disuelto FAD).

Normalmente, se suelen aadir determinados compuestos qumicos para facilitar el proceso de flotacin. En su mayor parte, estos reactivos qumicos funcionan de manera que crean una superficie o una estructura que permite absorber o atrapar fcilmente las burbujas de aire. Los reactivos qumicos inorgnicos, tales como las sales de hierro o de aluminio y la slice activada, se emplean para agregar las partculas slidas, de manera que se cree una estructura que facilite la absorcin de las burbujas de aire. Tambin se pueden emplear diversos polmeros orgnicos para modificar la naturaleza de las interfases aire-lquido, slido lquido, o de ambas a la vez. Por lo general, estos compuestos actan situndose en la interfase para producir los cambios deseados.

Caracterstica de la flotacinLa flotacin puede ser definida como un proceso de separacin de partculas (o agregados) o gotas va adhesin a burbujas deaire. Las unidades burbujas - partculas (gotas) presentan una densidad aparente menor al del medio acuoso y "levitan" o "flotan" hasta la superficie de un reactor (celda de flotacin) o interfase lquido/aire, de donde son removidos.Segn la definicin, la flotacin contempla la presencia de tres fases: slida, lquida y gaseosa. La fase slida est representada por las materias a separar, la fase lquida es elaguay la fase gas es el aire. Los slidos finos y liberados y el agua, antes de la aplicacin del proceso, se preparan en forma de pulpa con porcentaje de slidos variables pero normalmente no superior a 40% de slidos. Una vez ingresada la pulpa al proceso, se inyecta el aire para poder formar las burbujas, que son los centros sobre los cuales se adhieren las partculas slidas.TIPOSExisten tres tipos de flotacin natural, flotacin ayudada y flotacin inducida.Flotacin natural:Vlido si la diferencia en la densidad natural es suficiente para la separacin.Flotacin ayudada:Ocurre cuando se utilizan los medios externos para promover la separacin de las partculas que estn flotando de forma natural.Flotacin inducida:Ocurre cuando la densidad de las partculas es artificialmente disminuida para permitir que las partculas floten. Esto se basa en la capacidad de ciertas partculas slidas y lquidas para unirse con las burbujas de gas (usualmente aire) para formar con una densidad menor que el lquido.Generalmente el equipo consiste en un recipiente cilndrico (cerrado o abierto), y un agitador mecnico, montado en un eje y accionado por un motor elctrico. Las proporciones del tanque varan ampliamente, dependiendo de la naturaleza del problema de agitacin. El fondo del tanque debe ser redondeado, con el fin de eliminar los bordes rectos o regiones en las cuales no penetraran las corrientes del fluido. La altura del lquido, es aproximadamente igual al dimetro del tanque. Sobre un eje suspendido desde la parte superior, va montado un agitador. El eje est accionado por un motor, conectado a veces, directamente al mismo, pero con mayor frecuencia, a travs de una caja de engranajes reductores.REACTIVOS USADOS

Los reactivos de flotacin corresponden a sustancias orgnicas que promueven, intensifican y modifican las condiciones ptimas del mecanismo fsico-qumico del proceso.Pueden clasificarse en:Colectores:Son sustancias orgnicas que se adsorben en la superficie delmineral, confirindole caractersticas de repelencia al agua (hidrofobicidad).

Espumantes:Son agentes tensoactivos que se adicionan a objeto de:1. Estabilizar la espuma2. Disminuir la tensin superficial delagua3. Mejorar la cintica de interaccin burbuja partcula4. Disminuir el fenmeno de unin de dos o ms burbujas (coalescencia)Los reactivos Modificadores, por otro lado, tales como activadores, depresores o modificadores de pH, se usan para intensificar o reducir la accin de los colectores sobre la superficie del material.Mecanismos

Mecanismo de FlotacinPara estudiar el mecanismo de la flotacin es necesario conocer lo que sucede con la partcula de mineral y una burbuja de aire para que ellos formen una unin estable.El proceso de flotacin est basado sobre las propiedades hidroflicas e hidrofbicas de los slidos a separar. Se trata fundamentalmente de un fenmeno de comportamiento de slidos frente al agua, o sea, de mojabilidad de los slidos.Los metales nativos, slfuros de metales o especies tales como grafito, carbn bituminoso, talco y otros, son poco mojables por el agua y se llaman minerales hidrofbicos. Por otra parte, los minerales que son xidos, sulfatos, silicatos, carbonatos y otros son hidroflicos, o sea, mojables por el agua. Se puede observar adems que los minerales hidrof bicos son aeroflicos, es decir, tienen gran afinidad por las burbujas de aire, mientras que los minerales hidroflicos son aerofbicos, o sea, no se adhieren normalmente a ellas.En resumen, es necesario incrementar la propiedad hidrfoba en las partculas minerales de una pulpa para facilitar la flotabilidad. Esto se efecta con los reactivos llamados colectores, que son generalmente compuestos orgnicos de carcter heteropolar, o sea, una parte de la molcula es un compuesto evidentemente apolar (hidrocarburo) y la otra es un grupo polar con las propiedades inicas, es decir, con carga elctrica definida. La partcula queda cubierta por el colector que se adhiere a su superficie por medio de su parte polar, proporcionndole con la parte polar propiedades hidrofbicas.El agregado de espumantes, como se ha dicho, permite la formacin de burbujas de tamao y calidad adecuada para el proceso. Pues bien, el contacto entre las partculas y las burbujas requiere que las primeras estn en constante agitacin, la cual la otorga el rotor de la mquina de flotacin, de modo que para realizar la unin con las burbujas son necesarios: a) su encuentro y b) condiciones favorables para formar el agregado.El contacto partcula-burbuja se acerca hasta el punto en que la pelcula de agua que las separa es muy fina. En este momento para que la partcula pueda acercarse ms a la burbuja tiene que superar lo que se considera una barrera energtica. Para las partculas hidroflicas, en que la asociacin de la partcula con las molculas de agua es muy firme, esta barrera nunca se supera y las partculas no flotan. Para las partculas hidrofbicas, la barrera queda repentinamente rota por fuerzas no bien conocidas, permitiendo un contacto trifsico (slido-lquido-gas)Principales variables operacionalesAlgunas de las variables de mayor importancia para el proceso de flotacin son:Granulometra:Adquiere gran importancia dado que la flotacin requiere que las especies minerales tiles tengan un grado de liberacin adecuado para su concentracin.Tipo de Reactivos:Los reactivos pueden clasificarse en colectores, espumantes y modificadores. La eficiencia del proceso depender de la seleccin de la mejor frmula de reactivos.Dosis de Reactivo:La cantidad de reactivos requerida en el proceso depender de las pruebas metalrgicas preliminares y del balance econmico desprendido de la evaluacin de los consumos.Densidad de Pulpa:Existe un porcentaje de slidos ptimo para el proceso que tiene influencia en el tiempo de residencia del mineral en los circuitos.Aireacin:La aireacin permitir aumentar o retardar la flotacin en beneficio de la recuperacin o de la ley, respectivamente. El aire es uno de los tres elementos imprescindibles en el proceso de flotacin, junto con el mineral y el agua.Regulacin del pH:La flotacin es sumamente sensible al pH, especialmente cuando se trata de flotacin selectiva. Cada frmula de reactivos tiene un pH ptimo ambiente en el cual se obtendra el mejor resultado operacional.Tiempo de Residencia:El tiempo de residencia depender de la cintica de flotacin de los minerales de la cintica de accin de reactivos, del volumen de las celdas, del porcentaje de slidos de las pulpas en las celdas y de las cargas circulantes.Calidad del Agua:En las Plantas la disponibilidad de agua es un problema. Normalmente se utiliza el agua de recirculacin de espesadores que contiene cantidades residuales de reactivos y slidos en suspensin, con las consecuencias respectivas derivadas por este flujo de recirculacin.EvaluacinLos ndices de evaluacin del proceso de flotacin son: recuperacin metalrgica, recuperacin en peso, razn de concentracin, razn de enriquecimiento. Recuperacin metalrgica:Es la razn entre la masa del material til obtenido en el concentrado y la masa de material til de la alimentacin. Recuperacin en peso:Es la razn entre la masa del concentrado y la masa de la alimentacin. Razn de concentracin:Es la razn entre la masa de alimentacin y la masa de concentrado. Razn de enriquecimiento:Es la razn entre la ley del componente deseado en el concentrado y la ley del mismo componente en la alimentacin.

Mtodos de separacin de fases

Cribas de laboratorio para separacin por tamizacin.Losmtodos de separacin de fasesdemezclasson aquellosprocesos fsicospor los cuales se pueden separar los componentes de una mezcla.1Por lo general el mtodo a utilizar se define de acuerdo al tipo de componentes de la mezcla y a sus propiedades particulares, as como las diferencias ms importantes entre las fases.Laseparacines la operacin en la que una mezcla se somete a algn tratamiento que la divide en al menos dossustanciasdiferentes. En el proceso de separacin, las sustancias conservan su identidad, sin cambio alguno en sus propiedades qumicas.Entre las propiedades fsicas de las fases que se aprovechan para su separacin, se encuentra elpunto de ebullicin, lasolubilidad, ladensidady otras ms.Los mtodos de separacin de mezclas ms comunes son los siguientes: Decantacin Filtracin Tamizacin Tra Flotacin CristalizacinDecantacin[editar]Artculo principal:Decantacin

La mezcla de agua y aceite se puede separar por medio de decantacin.Ladecantacinse utiliza para separar lquidos que no se disuelven entre s (comoaguayaceite) o unslidoinsoluble en unlquido(como agua yarena). El aparato utilizado, que se muestra en la fotografa, se llama ampolla o embudo de decantacin. La decantacin es el mtodo de separacin ms sencillo, y comnmente es el prembulo a utilizar otros ms complejos con la finalidad de lograr la mayor pureza posible.Para separar dos fases por medio de decantacin, se debe dejar la mezcla en reposo hasta que la sustancia msdensasesedimenteen el fondo. Luego dejamos caer el lquido por la canilla, cayendo en otro recipiente, dejando arriba solamente uno de los dos fluidos.Filtracin[editar]

Colador de cocina.Artculo principal:FiltracinLa filtracin es el mtodo que se usa para separar un slido insoluble de un lquido. El estado de subdivisin del slido es tal que lo obliga a quedar retenido en un medio poroso ofiltropor el cual se hace pasar la mezcla.Este mtodo es ampliamente usado en varias actividades humanas, teniendo como ejemplos de filtros los percoladores para hacer caf, telas de