Aplicaciones[editar]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[editar]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 20000 y 55000 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 elagua brutaque 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 industriales 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[editar]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 efluentes[editar]Vase 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:5 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 nitratos[editar]Las 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 nitratos[editar]Los 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 10ppm, puede ser reutilizado.Eliminacin del color y de los precursores de trihalometanos[editar]El 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[editar]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.Alpechines[editar]Vase 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[editar]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.6Usos industriales[editar]Produccin de aguas de alta calidad[editar] 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 semiabiertos[editar]Vase 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[editar]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[editar]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[editar]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[editar]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[editar]La misma capacidad de concentrar molculas ha sido ampliamente utilizada para conseguir concentrados alimenticios.Fabricacin de fcula de patata[editar]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[editar]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[editar]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[editar]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[editar]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[editar]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 alcohol[editar]Lacervezafermentadacon 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 alcohlica[editar]Artculo 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.