Unidades de Osmosis Inversa.
En la anterior publicación se hizo una presentación, muy breve, de las principales tecnologías de membranas y se decía que estas se están extendiendo cada vez en más aplicaciones. Se cumplen dos premisas:
Los costes de producción son menores allá donde se pone a competir una unidad basada en membranas frente a otras técnicas clásicas de tratamiento de aguas. Hasta el punto de que puede tener un retorno de inversión menor a dos años.
Este tipo de unidades consigue calidades que antes no se podían tener. Mejor calidad de agua desmineralizada, mejor calidad de vertido, separación de corrientes que antes no se podían separar, etc.
Así pues vamos a entrar en algo de detalle con una de las tecnologías, la más extendida y seguramente la más conocida: Osmosis inversa. Conocida técnicamente por sus siglas en inglés como RO (Reverse Osmosis). Además, es la primera que llegó al mercado.
Se basa en el uso de un tipo de membrana semipermeable que consigue una separación en dos corrientes: Permeado y rechazo. Sin entrar en detalle del concepto de Osmosis nos centraremos en aspectos más prácticos. A partir de una corriente con cierto contenido salino tendremos dos corrientes, una mucho más pura y otra que incluye los iones separados de la anterior corriente.
Para un primer cálculo, y siempre contando con la aprobación de cada fabricante, podemos decir que el rechazo de agua es del orden del 25 al 30 %. Esto es, tenemos que contar un consumo de agua para producir agua más pura. Esa ratio puede ser algo más baja en función del tipo de membrana, se suele hablar de LF (Low Fouling) y de LR (Low Rejection) que consiguen llegar a algo menos del 20 %. Pero eso lo tiene que definir el fabricante, que tiene las herramientas y modelos informáticos para simulación.
De la misma forma podemos decir que el paso de sales se reduce hasta un 10 % del valor inicial. El contenido salino de una corriente se separa en dos, el permeado con una décima parte de las sales de la alimentación y el permeado. Que arrastra el resto de sales en menos cantidad de agua y por lo tanto es la corriente concentrada.
Evidentemente se puede usar una RO con un rechazo superior a los valores indicados, eso es tan fácil como abrir la válvula que regula en rechazo. Con esto se consigue: tener un sistema menos “estresado” con menos tendencia a ensuciarse, tener menor riesgo de rotura de las membranas. Y en algún caso tener una calidad de rechazo que puede ser reutilizada en otro punto consiguiendo un ahorro neto de agua, a pesar de purgar más.
El otro factor a tener en cuenta es el consumo de energía. Y este depende de cada membrana (fabricante y modelo), podemos encontrar modelos LE (Low Energy) que se desarrollan con este fin. El consumo, básicamente, es el de la bomba de alta presión que asegura una alimentación en las condiciones necesarias. La presión está definida por la salinidad del agua. Así un agua superficial, con valores en torno a 200 -400 µS/cm puede tener una presión osmótica en torno a 16 bar, mientras que un agua de mar con conductividad de 50.000 µS/cm puede tener una presión osmótica del orden de 80 bar.
A partir del dato de la presión osmótica es fácil estimar el consumo energético de la unidad, el necesario para bombear el caudal hasta la presión requerida. El resto de consumidores, instrumentos y controladores, supone solo un pequeño incremento.
Otra característica a conocer es que las unidades pueden ser usadas de forma combinada, en dos pasos de manera que el permeado vuelve a pasar por una segunda membrana y produce un agua de mejor calidad. O en dos etapas, el rechazo vuelve a ser osmotizado, se consigue una reducción de consumo de agua. Todo ello debe ser objeto de estudio y simulación informática para conseguir el resultado que mejor se adapte a nuestro proyecto.
Con esta primera explicación nos hacemos una idea de los puntos en los que una unidad de este tipo puede ser colocada. Cuidado, luego viene un capítulo importante, la operación de la máquina. Para mantener los costes operativos proyectados se requerirá un control químico y una gestión de las variables de operación que merecen ser tratados aparte.
