La osmosi directa

artículostécnicos

Ósmosis directa: proceso y aplicaciones
F. Xavier Simón Font doctor en Ingeniería Química, investigador del Departamento de Medio Ambiente y Biotecnología de Leitat
Joan Ballester Bonet licenciado en Química, investigador del Departamento de Medio Ambiente y Biotecnología de Leitat
Joan Llorens Llacuna catedrático de Ingeniería Química de la Universidad de Barcelona
JuliaGarcía Montaño doctora en Química, directora del Departamento de Medio Ambiente y Biotecnología de Leitat

En los últimos años, la ósmosis directa ha recibido especial interés
tanto para la obtención de agua pura como para la concentración
de soluciones, debido a que las condiciones de operación son
relativamente más suaves en comparación con la ósmosis inversa.
Entre los distintos camposde aplicación de la ósmosis directa
destacan el tratamiento y obtención de agua y la concentración
de todo tipo de soluciones. También es aplicable en el campo de
generación de energía. Existen dos grandes retos que hacen que
todavía la ósmosis directa no sea una realidad a gran escala. Por una
parte, las membranas son aún poco productivas, debido básicamente
al problema de la polarización dela concentración, y deberán
adaptarse para minimizar esta dificultad. Y por el otro, la necesidad
de procesos de bajo coste para la regeneración de las soluciones
extractoras.
Palabras clave
Ósmosis directa, membrana, solución extractora, polarización, ensuciamiento, desalinización.

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Forward osmosis: process and applications

In recent years, forward osmosis has received specialinterest
in the production of pure water and the concentration of
solutions due to the mild operating conditions as compared to
reverse osmosis. Among the different fields of application of the
forward osmosis, the water treatment and supply as well as the
concentration of solutions could be highlighted. Moreover its use
starts also to be relevant in the field of power generation. There
arestill two major challenges that make forward osmosis not to
become a reality at large scale. On the one hand, membranes are
still poorly productive, mainly due to the problem of concentration
polarization, and must be adjusted in order to minimize this
difficulty. On the other hand, the need for low cost processes in
order to regenerate draw solutions.
Keywords
Forward osmosis, membrane,draw solution, polarization, fouling,
desalination.

Mayo-Junio 2014

ÓSMOSIS DIRECTA: PROCESOS Y APLICACIONES

1. Introducción: definición y
clasificación de los procesos
osmóticos
El proceso de ósmosis directa
(forward ósmosis, FO) utiliza el gradiente de presión osmótica generado entre una solución altamente
concentrada, denominada solución
extractora (draw solution), y otra
másdiluida, denominada solución
de alimentación (feed solution). Esta
diferencia de presión osmótica provoca la difusión del agua a través
de una membrana semipermeable
desde la solución de alimentación
hasta la solución extractora. Como
consecuencia de este proceso, la
solución extractora se va diluyendo,
disminuyendo así su presión osmótica hasta llegar a igualarse a la de
alimentación. Enese momento se ha
llegado al equilibrio y, por lo tanto,
cesa el flujo de agua.
La ósmosis directa presenta ciertas
analogías con los procesos de ósmosis inversa (reverse ósmosis, RO), ya
que en ambos el agua atraviesa una
membrana semipermeable, mientras que las sales disueltas permanecen retenidas por la membrana.
No obstante, la fuerza impulsora en
la ósmosis directa viene de ladiferencia de potencial químico entre
la solución de alimentación y la disolución extractora a ambos lados

de la membrana (presión química),
mientras que en el caso de la ósmosis inversa es necesaria la aplicación
de una presión hidráulica (presión
física) suficientemente elevada para
vencer la diferencia de presión osmótica (Figura 1).

2. Proceso y factores
de impacto
2.1. Proceso
A día de...