Cómo funciona la Ósmosis Inversa y el proceso de potabilización de agua de mar

En la década de los 60 en los estados unidos se promocionó un método llamado ósmosis inversa, considerado hasta ahora como el método más avanzado de filtración para la purificación y desalinización del agua sin utilizar ninguna sustancia química. Es utilizado en algunos países para convertir el agua del mar en agua potable , así como también en los viajes espaciales que realiza la NASA convirtiendo la orina en agua apta para el consumo humano. También tiene aplicaciones médicas como en equipos de diálisis para limpiar y purificar la sangre de los enfermos renales y reinsertarla en su cuerpo. Además de su aplicación en las industrias como método de desmineralización radical del agua para posteriores usos. Este proceso de tratamiento de agua se realiza gracias a la aplicación de una fuerza o energía exterior en forma de presión, y que vence a la presión osmótica natural presente en dicha solución.

La desalinización o desalación del agua contempla un proceso de tratamiento o modificación del fluido por el cual el agua del mar o agua salobre se convierte en agua dulce.

Existen diversos procesos para reducir los niveles de salinidad en el agua, pero el proceso de ósmosis inversa es el mecanismo de desalinización más extendido y de tecnología más avanzada en todo el mundo. Su implantación supone más del 60 % en relación al resto de otros métodos. El planeta tierra está cubierto en su mayoría por agua, abarca casi los dos tercios de su superficie y solo el 2,5% de toda esa agua, es dulce, pero solo un 0,3% es apta para el ser humano.

¿Cómo purificamos el agua del mar?

Existen diversos procesos de purificación o desalinización del agua, entre ellos encontramos:

La destilación

Este proceso consiste en elevar la temperatura del agua hasta conseguir su punto de  evaporación, y seguidamente condensarla para obtener agua dulce. Este proceso de desalinización se realiza en varias fases, la temperatura y la presión van bajando en cada fase hasta conseguir el producto deseado. Además, el calor obtenido de la condensación puede ser aprovechado también para volver a destilar el agua.

La congelación

Dentro de una cámara refrigerada, se pulveriza el agua de mar con baja presión ya que el agua está en estado sólido. Al aplicar esta presión se forman cristales de hielo encima de la sal, lo que precede a obtener una separación del agua y la sal, dejándola libre de sodio.

La Electrodiálisis

Consiste en el fenómeno en el cual se transporta una corriente eléctrica a través de una solución iónica. Los iones positivos llamados cationes se moverán hacia el electrodo negativo llamado cátodo, a la vez que los iones negativos nombrados aniones lo hacen hacia el electrodo positivo (ánodo). En medio de ambos electrodos se dispone de dos membranas semi-impermeables que selectivamente permiten solo el paso del Na+ o del Cl-, el agua contenida en el centro de la celda electrolítica se desaliniza paulatinamente, obteniendo agua dulce.

Formación de Hidratos

Este proceso de desalinización supone una gran dificultad tecnológica por lo que  no se utiliza a gran escala. La adición de hidrocarburos a la salmuera da como resultado la formación de hidratos en forma cristalina, lo que hace que sea más fácil de separar, dando como resultado agua sin sal.

Al poner en contacto dos fluidos con concentraciones diferentes, el fenómeno de osmosis busca el equilibrio, haciendo que al mezclarlos su concentración se mantenga uniforme.

Si estos fluidos están separados por una membrana semipermeable la cual permite el paso a través de ella de uno de los fluidos, el que la atravesara será el fluido de menor concentración de sólidos disueltos. De tal manera que este pasará al de mayor concentración para establecer un equilibrio natural.

Ósmosis inversa

Lo que se conoce como ósmosis inversa es lo que se utiliza para purificar el agua, lo que es contrario al osmosis natural.

La ósmosis inversa es el proceso en el cual se fuerza al agua a pasar a través de una membrana semipermeable desde una solución más concentrada en sólidos disueltos, para obtener una solución menos concentrada aplicando presión.

El objetivo de la ósmosis inversa es obtener agua purificada partiendo de un caudal de aguas de pozo o con gran cantidad de sales como puede ser el agua de mar.

En los equipos de ósmosis inversa destinados a obtener agua para el consumo humano se utiliza una membrana a través de la cual hacemos circular el agua. La membrana permitirá que el agua libre de impurezas atraviese para luego ser depositada y así pueda ser consumida. El residuo de esta técnica, es lanzado al desagüe sin contaminante alguno.

A los equipos de osmosis inversa de gran escala se les puede incorporar una cantidad de filtros dependiendo de los parámetros y condiciones del agua a filtrar, para mejorar la calidad del producto final y el buen funcionamiento del equipo. Entre los filtros que se pueden incorporar a este proceso se encuentran los que se menciona a continuación en diferentes etapas o niveles de filtrado:

Etapa 1

Filtro de sedimentos, es un filtro de tipo mecánico cuya función es retener partículas en suspensión y evitar el paso al usuario y proteger las membranas de ósmosis como el resto del equipo de filtración.

Etapa 2

Filtro de carbón prensado, su principal función es la de eliminar el cloro que contiene el agua, así como compuestos químicos que puedan dar mal sabor u olor al agua teniendo como principal objetivo proteger las membranas del ataque del cloro que provoca perforaciones.

Etapa 3

Filtro de carbón granulado, continúa con el proceso de filtración del agua para garantizar un agua de buena calidad. Se ubica a la entrada del filtro de ósmosis inversa para conseguir una mayor duración del equipo de ósmosis, y una menor cantidad de agua en el rechazo o desagüe como desperdicio del proceso.

Etapa 4

Membrana de ósmosis, son los elementos filtrantes más sofisticados. Con esta membrana conseguimos un agua de mucha calidad y libre de muchos elementos que pueden ser nocivos para la salud.

Etapa 5

Filtro de remineralización, su función es eliminar el sabor que se pueda producir al pasar el agua por la membrana y ajustar el valor del PH de salida, para que podamos conseguir agua mineral en el grifo.