Cómo funcionan y operan las plantas desalinizadoras
Uno de los métodos más efectivos de desalación de agua de mar es la ósmosis inversa. Desde la década de 1970, la ósmosis inversa se ha utilizado para purificar el agua para una variedad de propósitos, incluida la producción de agua dulce a partir de agua de mar salada.
Esta tecnología consiste en un tipo especial de filtración (ultrafiltración) de agua de mar a presión a través de membranas semipermeables (ósmosis inversa). Estas membranas transportan moléculas de agua de mar a través de sus microporos bajo presión, pero retienen iones de sal y otras impurezas. La presión en dichas plantas desaladoras de agua de mar varía de 25 a 50 atm.
En la industria actual, las membranas de ósmosis inversa para plantas desalinizadoras se fabrican a partir de acetato de celulosa o poliamida en forma de rollos y fibras. Además de las membranas, las plantas desaladoras de ósmosis inversa incluyen en sus diseños: bombas de alta presión, filtros finos de agua, sistemas de tratamiento químico, lavadores químicos y unidades de módulos de filtración.
Los tubos de desalinización están hechos de material poroso, revestidos por dentro con una película de acetato de celulosa. Esta película también actúa como una membrana de ósmosis inversa. Varias de estas tuberías están instaladas en paralelo en una planta desaladora.
El agua de mar se bombea a través de las tuberías (a una presión de hasta 100 bar) en un flujo continuo. A la salida, se obtienen dos corrientes: agua desmineralizada (el llamado permeado) y un concentrado con sales, que suele ir como residuo de producción.
El volumen de agua dulce recibido en la instalación durante un determinado periodo de tiempo es proporcional a la presión generada por la bomba. Las características de los diafragmas determinan la presión de trabajo máxima admisible.
Si la presión resulta ser demasiado alta, la membrana simplemente se obstruirá con impurezas o dejará pasar muchas sales disueltas; en casos extremos, la membrana puede romperse. Si la presión es baja, el proceso de desalinización se ralentizará.
La calidad de la desalinización del agua de mar y la velocidad de funcionamiento de la membrana están relacionadas con varios factores. En primer lugar, con el contenido total de sal en el agua de entrada, su composición salina, la temperatura del agua y la presión de funcionamiento.
Por ejemplo, si desaliniza agua salada ordinaria de un pozo a una presión de 50 bar, entonces se dará a partir de 1 metro cuadrado de membrana de ósmosis inversa para obtener alrededor de 0,7 toneladas de agua dulce por día. Por lo tanto, las plantas desaladoras más potentes (para decenas y cientos de metros cúbicos de agua por día) utilizan varias tuberías.
Las plantas desalinizadoras de ósmosis inversa tienen una serie de ventajas.Los costos de electricidad son relativamente bajos, las unidades son compactas y fáciles de instalar y operar y, finalmente, la operación de la unidad es fácil de automatizar. El control de la planta desalinizadora puede ser totalmente automático o semiautomático.
Durante el funcionamiento de la unidad, es importante reducir la formación de depósitos de sal en las tuberías; inhibidores de la sedimentación se utilizan para este propósito. Para eliminar los depósitos de las membranas, se utiliza el dispositivo de lavado químico mencionado anteriormente. El consumo de concentrado y permeado durante el tratamiento del agua se controla mediante caudalímetros. Se evalúa la salinidad y el nivel de pH del agua de salida, con medidores de salinidad de flujo continuo y medidores de pH.