Planta de ósmosis inversa

PLANTA DE ÓSMOSIS INVERSA
1. Objetivos de la práctica.
 Estudio y caracterización del funcionamiento de una planta de ósmosis inversa
en planta piloto.
 Conocimiento de la operación de ósmosis inversa para la sal común y establecer
una comparativa con bicarbonato de sodio.

2. Montaje y materiales.
 Disoluciones:
 NaCl de concentraciones 0,5; 1; 2; 5 y 10 g/L.
 NaHCO3 deconcentraciones 1 y 2 g/L.
TABLA I: Datos de diseño de la planta a 20°C:

Caudal de permeado
Caudal de alimentación
Caudal de concentrado

33% conversión
50 L/h (13,89 mL/s)
150 L/h (41,67 mL/s)
100 L/h (27,78 mL/s)

50% conversión
50 L/h (13,89 mL/s)
100 L/h (27,78 mL/s)
50 L/h (13,89 mL/s)

 Datos de diseño de la membrana:
 Osmonics, modelo: TLC, Fastek S2514
 Dimensiones: diámetrode 6,1 cm y longitud de 53,3 cm.
 Material: poliamida enrollada en espiral.
 Área: 0,6 m2.
 Rechazo nominal: 95-98%
 Presión máxima de operación: 17,2 bar.
 Rango de temperatura de operación: 10-30°C.
 Caudal máximo de entrada: 24 L/min.
 Caudal mínimo de concentrado: 5-9 veces caudal de permeado.
TABLA II: Datos de diseño de la membrana:

Caudal
nominal
permeado
Factor derechazo (%)

4,5 bar
de 9,9 L/h (2,75 mL/s)
95

15,2 bar
33,9 L/h (9,42 mL/s)
98

3. Introducción teórica.
La ósmosis inversa puede ser considerada la operación más avanzada en el campo de la
filtración para la desalinización de aguas sin adición de sustancias químicas. Es tal su

ventaja que algunos países como Malta la usan para transformar agua de mar en agua
desalinizada y apta paraconsumo.
La ósmosis natural es un fenómeno de carácter físico el cual fue explicado en el siglo
XIX por los científicos Van’t Hoff y Gibbs.
Cuando se dispone de dos disoluciones (una de alta concentración de soluto o
disolución hipertónica, y otra de baja concentración o disolución hipotónica) separadas
por una membrana, ocurre un sencillo fenómeno de difusión por el cual lasconcentraciones de ambos lados tienden a equipararse.
A través de la membrana tienden a pasar ambos líquidos hacia ambos lados per o la
realidad es que el flujo de disolución hipotónica hacia la zona hipertónica es mayor que
el flujo inverso, con lo que se puede decir que el desplazamiento se produce de zonas
de bajas concentraciones a zonas de altas concentraciones.
En esta memoria se analiza el procesode ósmosis inversa la cual se produce cuando
aplicamos una determinada presión sobre la zona hipertónica logrando que el
disolvente pase de la zona hipertónica a la hipotónica. Así se purifica.
La disolución que nos compete es agua con sal (NaCl o NaHCO3) y lo que se hará será
investigar la ósmosis inversa aplicada al proceso de desalinización que, como ya se ha
apuntado, es su aplicación porexcelencia.

Figura 1: Esquema ósmosis vs ósmosis inversa.

Para iniciar el proceso de ósmosis inversa es necesario aplicar una presión mínima que
se conoce como presión osmótica del sistema. A esta presión el sistema estará en
equilibrio. Van’t Hoff desarrolló una ecuación que relaciona la presión osmótica con la
concentración de soluto y la temperatura:

El contra de esta ecuación esque no es válida para el cálculo de presión osmótica
cuando las concentraciones de soluto son altas.

La presión osmótica dependerá del número de iones en disolución. En el caso de la
disolución acuosa de NaCl:

Como se tienen dos iones en disolución se multiplicará el resultado de la ecuación
anterior por 2.
El caso del NaHCO3 es un poco más complicado pues en disolución acuosa se llevan acabo las siguientes combinaciones:


Por una parte se descompone el hidrogenocarbona to en sus iones:



El ion



Por último, el ácido carbónico no existe como tal y se descompone dando lugar
a agua y dióxido de carbono.

reacciona con el agua para dar iones hodróxido:

En resumen, lo que volvemos a tener son dos iones en disolución.
Al aplicar una presión superior a la...