domingo, 18 de abril de 2010

Membranas y Módulos de Ósmosis Inversa



Como se deduce de todo lo anterior la parte más importante del proceso es la membrana de ósmosis inversa (O.I.)

Básicamente son dos los materiales utilizados en la construcción de membranas semi-permeables para ósmosis:

Acetato de Celulosa.
En este material se fabricaron las primeras membranas utilizadas industrialmente.

Poliamida.
Dado que los métodos de fabricación y tecnología de los materiales están avanzando considerablemente en los últimos años, se están logrando membranas de tamaño de poro y permeabilidad controlada lo cual permite la separación de substancias tanto orgánicas como inorgánicas con tamaños entre 1 y 10  y de peso molecular muy próximos.

Las membranas de O.I. se encuentran de forma comercial agrupadas en el interior de contenedores, normalmente cilíndricos, y dispuestas en diferentes configuraciones.

Al conjunto membrana-contenedor se le denomina MÓDULO de Ósmosis 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 más utilizadas son:

Tubular: Consisten en largos tubos porosos con longitudes que oscilan entre los 1,5 y 3 m. y con diámetros entre 0,5 y 1 pulgada, los cuales llevan, concéntricamente, en su interior la membrana. El agua bruta se hace circular por el interior, recogiéndose el agua permeada entre la pared exterior de la membrana y la interior del tubo contenedor.

Fibra Hueca: Están 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 diámetro 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 través de la pared del capilar de espesor aproximado de 20 micras.


Espirales: Consisten en hojas de membrana que se sitúan sobre un soporte poroso y un espaciador, ese conjunto se enrolla sobre un tubo de PVC que servirá como colector de agua permeada. Hoy en día el 60% de las membranas utilizadas son de este tipo.


La razón para esta popularidad son dos ventajas apreciables:

1) Buena relación área de membrana / volumen del módulo.
2) Un diseño que permite ser usado en la mayoría de las aplicaciones, admite una turbiedad más de tres veces mayor que los otros sistemas, y permite trabajar con régimen turbulento.

Según los materiales en que están fabricadas las membranas, el comportamiento respecto a diferentes contenidos en el agua o diferentes parámetros indicadores de la misma es muy diferente:

pH
La poliamida es estable dentro de una gama de pH de 3 a 11, pudiendo resistir durante cortos periodos, máximo 30 minutos, un pH comprendido entre 1 y 12.

El acetato de celulosa al ser un éster orgánico está sometido a hidrólisis con pH ácido y alcalino, por lo cual la gama de trabajo óptima se encuentra con pH entre 4 y 7.

Oxidantes
La 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 acción de oxidantes pudiendo soportar cantidades de cloro libre del orden de 2 ppm.

Temperatura
El efecto que la temperatura del agua de alimentación produce en las membranas es una característica importante a tener en cuenta para el proyecto de una instalación, ya que influye considerablemente en el rendimiento.

Los rendimientos de todos los módulos están dados en unas condiciones prefijadas de salinidad, recuperación, presión y temperatura.

Para el parámetro temperatura se consideran 25 ºC, favoreciendo el rendimiento las temperaturas altas hasta cierto límite.

Por cada grado centígrado de variación sobre la temperatura base, se producirá una disminución, en el caso de agua más fría, o un aumento, en el caso de agua más caliente, de 2,5 a 3% en el rendimiento de la instalación.

Las temperaturas máximas de trabajo oscilan entre los 30 ºC para el acetato y 45 ºC para la poliamida.

El trabajar a temperaturas altas favorece el fenómeno de compactación que sufre la membrana debido a la presión de trabajo, produciendo con el tiempo una disminución de la producción.

Diferencias entre Membranas
Dependiendo de la configuración de membranas adoptadas, también existen diferencias en los rendimientos y operación.

Una diferencia fundamental entre un módulo de fibra hueca y uno en espiral es el régimen de circulación del agua por su interior, siendo éste laminar para la fibra hueca y turbulento para la espiral.

Este fenómeno tiene mucha importancia ya que en función del régimen de flujo que vayamos a tener, exigirá en el agua de alimentación grados de filtración más rigurosos para la fibra hueca que para la espiral, dado que la deposición de partículas sobre la superficie de la membrana se ve favorecida en régimen 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 mecánica, que se realiza con “pelotas” de esponja que se hacen circular por el interior de los tubos aprovechando la fuerza hidráulica.

Este tipo de módulos está recomendado para el tratamiento de líquidos muy cargados, como puede ser la concentración de jugos de frutas, caso típico en el que lo “aprovechable” es el concentrado.

14 comentarios:

fernando piretro dijo...

necesito adquirir un filtro de estos.

donde me puedo dirigir??????

Membranas Osmosis Inversa dijo...

Muy buena la Explicacion. Fernando puedes adquirir equipos de tratamiento de agua o de osmosis en muchos lugares seguro que si buscas en google algo vas a encontrar.

Anónimo dijo...

¿Alguien conoce algún proveedor de módulos de ósmosis inversa?

Anónimo dijo...

Pues es sencillo la empresa a la que pertenece este blog, indudablemente lo es. Puedes pinchar en cualquier enlace, en la TV o lo mejor pasar una consulta y ellos te dirán

Anónimo dijo...

en www.nosslin.es tambien se pueden encontrar estos elementos

Anónimo dijo...

Es una técnica muy antigua el utilizar el Blog de una empresa de la competencia para anunciarse, pero es perfectamente válida.

Anónimo dijo...

buenas noches tengo una osmosis inversa pero tengo problemas con el permeado pues continuamente me baja la calidada, ademas de que se me satura las menbranas obligandome a hacer limpiezas con NaOH Lo extraño e sque uso un buen antiincrustante y ademas la alimento con agua suavizada, por ende no tiene dureza, otro punto es que no adiciono acido para bajar ph y es posible que tenga alta concentracion de cloruros. que me puedes recomendar para que no se me sature tan rapido las menbranas
att;
vialpi1122@hotmail.com

Aguapasion dijo...

Hola.

En el post dices que lo más importante para que la osmosis sea buena es la membrana. ¿Qué papel tienen los filtros en el proceso?

Anónimo dijo...

Los filtros acondicionan el agua para hacer que la membrana trabaje mejor, el sedimentos pues retiene sólidos en suspensión de hasta 5 micras y los de carbón eliminan olores y sabores del agua, además de eliminar el cloro libre que pueda llevar el agua si es de red ya que dañaría la membrana de ósmosis inversa.

Anónimo dijo...

Para que una limpieza sea efectiva debes hacer lavado acido-alcalino, de esta manera primero reciculas solucion acida por las membranas y despues enjuagas, entonces recirculas solucion alcalina y enjuagas hasta tener el ph que desees en el agua. Soy operador de un equipo de R.O. y se que el problema de calidad se debe principalmente al lavado incorrecto. Si tienes membranas de poliamida entoces los cloruros van a ser un problema para ti, en ese entoces dberias pensar en dosificar un secuestrante para eliminarlos. recuerda que la dureza no es la unica ocasionante de incrustacion en tus membranas, si no tienes un medio filtrante previo a la R.O. entonces puedes tener problemas con materia organica y solidos en el agua.

para cualquier duda o comentario

borjas_xtreme@hotmail.com

Anónimo dijo...

si las membranas de poliamida se secan se pueden reactivar teniendo la consideracion que estas son nuevas y ademas que es recomendable para dar la primera partida a una membrana

Roberto García dijo...

Hasta hace un tiempo las membranas estaban protegidas por un producto (teóricamente protector) y cerradas al vacio. Ultimamente se considera que no es necesario y los fabricantes las envian sin ningún producto y cerradas; la razón, es que una membrana no debe almacenarse mucho tiempo, y por lo tanto no hace falta ese tipo de embalaje. Siempre es conveniente al arrancar una membrana, hacer pasar unos litros de agua que después no se utilizan. En las domésticas suele decirse que 2 depósitos (aproximadamente 12 litros). Lo cual también vendrá muy bien para el lavado inicial de los filtros, una vez que el agua organolépticamente es correcta, podemos poner el equipo en servicio.

Francisco Robledillo dijo...

Hola, tengo una duda, tengo un osmosis doméstico y mi pregunta es, lo que hace que reduzca el tds es la membrana o también los filtros?

Roberto A. Garcia dijo...

Hola,buenos días,los TDS, es el Total de Solidos Disueltos y se mide en ppm, los Filtros unicamente retienen SS, es decir, Sólidos en Suspensión. Por lo tanto es el proceso de ósmosis que se realiza en la membrana el que retiene las sales minerales disueltas o TDS

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