Osmosis Inversa

1. Trabajo de Investigación
Tema:
Ósmosis Inversa y UV
Componente:
Tecnologías Alternativas en la Ingeniería de
Abastecimientos
Integrantes:
Chamba Villa Roni Rider
Peralta León Mónica del Cisne
Alvarado Orellana Paola Gabriela
Docente:

2. Ing. Sonia Gonzaga Vallejo
Periodo:
Abr/2014 – Agos/2014
Índice
1. Intrducción
 Concepto de Ósmosis
 Concepto de Ósmosis Inversa
2. ¿Qué elimina la Ósmosis Inversa?
3. Aplicaciones de la Ósmosis Inversa
4. ¿Cuándo se utiliza Ósmosis Inversa?
5. Tipos de membrana
 Configuración de las membranas usadas en ósmosis inversa
 Materiales de con los que se fabrica las membranas de ósmosis inversa
6. Requisitos que debería cumplir una membrana de calidad
7. Ósmosis Inversa en el Ecuador
 Empresas que suministran equipos de ósmosis inversa en el Ecuador
 Costos de los equipos
 Ejemplos destacados a nivel mundial de la utilización de ósmosis Inversa
8. Tabla de retención y rechazo de elementos con ósmosis inversa
9. ¿Cómo funciona un equipo de ósmosis inversa?
10. Ventajas y desventajas de la ósmosis inversa

3. 1. Introducción
2. ¿Qué es la desinfección UV?
3. Funcionamiento
4. Efectos biológicos
5. Factores a considerar en la dosificación
6. Comparativa con la desinfección por cloración
7. Ejemplo destacado del uso de desinfección UV
8. Aplicaciones de la desinfección UV
9. Empresas que proveen equipos de desinfección UV
 A nivel de Latinoamérica
 A nivel nacional
10. Ventajas y desventajas de la desinfección UV

4. Introducción
Tema: Ósmosis Inversa y Desinfección UV
Objetivos:
 Conocer conceptos, principios, funcionamiento y aplicaciones de la ósmosis
inversa y la desinfección UV
 Investigar costos y empresas que suministren equipos de ósmosis inversa y
desinfección UV en el Ecuador
 Poder plantear ventajas y desventajas a partir del conocimiento adquirido sobre
el tema investigado
Justificación:
El siguiente trabajo de investigación es de gran importancia en el seminario de
Tecnologías Alternativas en la Ingeniería de Abastecimientos ya que nos permite
ampliar nuestro conocimiento sobre estas nuevas técnicas aplicadas en la filtración y
desinfección de agua potable como agua residual y a la vez conocer sobre las distintas
aplicaciones en los ámbitos industriales. Para poder lograr esto primero es necesario
conocer que es la ósmosis inversa y la desinfección UV, sus principios y cómo funcionan.
La importancia de este trabajo también se ve reflejada en el uso de estos nuevos
conocimientos en el transcurso de la carrera de Ingeniería Civil.
Al realizar este trabajo hemos buscado informarnos de la mejor manera sobre los temas
investigados para de esta manera ser capaces de reconocer las ventajas y desventajas
del uso de ósmosis inversa y desinfección UV en sus distintas aplicaciones y así poder
tener un criterio claro sobre la viabilidad del uso de estas nuevas tecnologías a nivel
nacional.

5. 1. Introducción
Para poder entender lo que es la ósmosis inversa primero es necesario conocer lo que es
la ósmosis.
 Ósmosis: La ósmosis es un proceso natural que busca el equilibrio entre fluidos
con distintas concentraciones de sólidos disueltos a través de una membrana
semipermeable desde un nivel de baja concentración de solidos disueltos a un
nivel de alta concentración. Este paso de solvente se realizará hasta llegar a un
equilibrio. La diferencia de alturas entre los solventes se denomina presión
osmótica1. La ósmosis se manifiesta en la naturaleza, por ejemplo, en las
membranas de algunas células fundamentalmente en el mundo vegetal y se
utiliza principalmente para la absorción de agua.
Con el concepto claro de los que es la ósmosis podemos adentrarnos a lo que es la
ósmosis inversa.
 Ósmosis Inversa: Es un proceso de membranas contrario a la ósmosis natural.
Para lograrlo se aplica una presión mayor a la presión osmótica al lado de mayor
concentración de solidos disueltos logrando así que el agua pase del lado de
mayor concentración al de menor concentración. Debido al tamaño del poro de
la membrana este método de filtración es considerado una desinfección ya que
elimina virus, bacterias y sólidos disueltos y suspendidos.
1 Presión osmótica.- Aquella presión que es necesaria para detener el flujo del solvente a través de una
membrana

6. Fuente: http://www.lenntech.es/biblioteca/osmosis-inversa/que-es-osmosis-inversa.htm
2. ¿Qué elimina la ósmosis inversa?
Como antes mencionado la ósmosis inversa es un proceso de filtración considerado
como proceso de desinfección ya que elimina en su totalidad virus y bacterias que son
los causantes de las enfermedades que se transmiten por beber agua contaminada.
Pero también elimina otros compuestos que son dañinos para nuestro organismo y dan
un mal sabor al agua.
El proceso de ósmosis en sí sin considerar sus previos filtros elimina:
 Iones y Metales como: arsénico, aluminio, bario, cadmio, calcio, cloruro, cromo,
cobre, fluoruro, hierro, plomo, magnesio, manganeso, mercurio, nitrato, potasio,
radio, selenio, plata, sodio, sulfato, zinc.
 Partículas: asbestos y quistes protozoarios
 Pesticidas: endrina, heptacloro, lindano, pentaclorofenol.
3. Aplicaciones de la Ósmosis Inversa
La ósmosis inversa tiene muchas aplicaciones actualmente entre las que podemos
destacar:
 Desalinización de aguas salobres2.
 Desalinización de agua de mar.
 Producción de agua ultra Pura.
2 Agua salobre:es aquella quetiene más sales disueltasqueel agua dulce, pero menos que el agua de mar.
Técnicamente, se considera agua salobrela queposee entre 0,5 y 30 gramos de sal por litro,expresados más
frecuentemente como de 0,5 a 30 partes por mil.

7.  Tratamiento de aguas residuales.
 Industria alimentaria
 Industria farmacéutica
 Industria cosmética
 Sodas y plantas de embotellamiento
En el ámbito de la industria alimentaria podemos señalar el enriquecimiento de jugos,
zumos y lácteos.
En la industria farmacéutica se la utiliza para la eliminación de virus, separación de
proteínas, almacenamiento de vacunas, diálisis y hemodiálisis.
4. ¿Cuándo se utiliza la Ósmosis Inversa?
 Cuando las partículas a separar son muy pequeñas en un rango de 2nm - 3Å ya
que el tamaño del poro de la membrana de ósmosis inversa es de 0,0001 µm
 Cuando el peso molecular de las partículas a separar es 2000 a 3000
 Para aguas duras3 con gran cantidad de sales. Para eliminar el calcio y el
magnesio se los puede precipitar combinándolos con iones de carbonato,
sulfatos e hidróxidos; pero estos precipitados provocan obstrucciones en las
tuberías. Con la ósmosis inversa se reducen estos precipitados.
 Eliminación del color y de los precursores de trihalometanos.
5. Tipos de Membrana
Para realizar la ósmosis inversa se debe tener en cuenta que existen configuraciones y
materiales de las membranas.
3 Agua dura.- Es aquella quecontiene un alto nivel de minerales como calcio y magnesio

8. Material de la
Membrana
Acetato de
celulosa
Polisufónico Cerámica Poliamida Acrílica
Para los equipos de ósmosis inversa la configuración más usada es la espiral debido a sus
bajos costos.
Los materiales de acetato de celulosa son recomendables para caudales grandes y el de
poliamida para caudales pequeños.
En la práctica se utiliza mucho la poliamida; pero hay que tener en cuenta que esta se
degrada en presencia del cloro por lo que la utilización de pre – filtros para la
eliminación de este componente es esencial.
6. Requisitos que debe cumplir una membrana de calidad
Configuración
de Membrana
Espiral Tubular Hueca Plana

9. Antes de mencionar estos requisitos hay que tener presente que una membrana tiene
un promedio de vida útil de entre 2 a 4 años dependiendo del fabricante y el uso que le
demos. Además para que lo dicho anteriormente se cumpla se debe cambiar los pre –
filtros anualmente.
Los requisitos para que una membrana sea considerada de calidad son:
 Alta retención de salesminerales y compuestos orgánicos
 ‰ Altapermeabilidad al aguapura
 ‰ Poco espesor
 ‰ Elevadainercia química4
 ‰ Margende pH amplio
 ‰ Buena resistencia mecánica
 ‰ Buena estabilidad en el tiempo
7. Ósmosis Inversa en el Ecuador
En el Ecuador la norma INEN 1108 nos dice que para la desinfección del agua en la red
pública se debe usar cloro.
A nivel nacional no se cuenta con empresas que suministren equipos de ósmosis inversa
para la magnitud de una planta de tratamiento de agua potable o residual.
Sin embargo existen empresas que distribuyen los mencionados equipos para un uso
doméstico, en oficina, en laboratorios o para una pequeña industria.
 Estas empresas son:
Hidro Ecuador
PurePro
4 Inercia Química.- Es la propiedad de especies químicas de no reaccionar químicamentecon otras.

10. AquaClean
 Los costos de estos equipos dependen de la marca del mismo y oscilan entre
$600 a $1600 teniendo en cuenta que son para caudales pequeños.
 A nivel mundial si se utiliza la ósmosis inversa y se destacan dos ejemplos:
a) La planta desalinizadora de agua de mar en Ashkelon (Israel): Considerando
que el agua dulce es escasa sobre la superficie de la Tierra y que muchos
países no la poseen la idea de utilizar el agua de mar se plantea, pero para
esto es necesario desalinizarla; es por esto que en Ashkelon se ha construido
la mayor planta de desalación en el mundo, con una capacidad de
tratamiento de 100 millones de m3/año, esta planta produce agua de calidad a
un precio de 0,50 €
b) La planta de tratamiento de aguas en eMalahleni (Sudáfrica): Esta planta es
un gran ejemplo para el mundo y además un llamado para hacer conciencia
sobre la contaminación. En eMalahleni las minas de carbón a cielo abierto han
contaminado el agua de Sudáfrica es por esto que Peter Gunther con la ayuda
de la ONU han diseñado y construido una planta de Tratamiento de Aguas
operada por lasMinas AngloAmericanas parade esta manera contrarrestarla
contaminación ambiental causada por la minería; de esta manera 30 millones
de litros de agua contaminada son tratados al día y convertidos en agua
potable para el consumo local.
8. Tabla de retención y rechazo de elementos con ósmosis inversa
En la siguiente tabla se muestra en porcentajes la eliminación de elementos con un
equipo de osmosis inversa.

11. Fuente: Captura de pantalla del video https://www.youtube.com/watch?v=cr5qWhaogKs en el minuto 1:44

12. 9. ¿Cómo funciona un equipo de ósmosis inversa?
El procedimiento para la purificación del agua en un hogar con un equipo de ósmosis
inversa es el siguiente:
Primero se conecta el equipo al grifo de agua, esta baja a presión hasta una válvula de
solenoide5 y pasa al primer filtro.
El primer filtro tiene una porosidad de 5µ y está diseñado para atrapar restos de barro,
sedimentos y materiales que se encuentran disueltos en el agua, este filtro asegura que
no lleguen a las demás partes del equipo para evitar que lo dañen.
Después pasa al segundo filtro compuesto por carbón activado de alta calidad GAC, este
material permite eliminar el cloro que contiene el agua y compuestos químicos que
pueden dar mal sabor u olor al agua. Hay que tener presente que el cloro daña la
membrana de ósmosis.
Luego pasa al tercer filtro que al igual que el segundo filtro es de GAC, en este filtro se
continua con el proceso de filtrado de agua para asegurar la llegada de agua de buena
calidad al filtro de RO6 y así lograr un menor rechazo de agua que al desagüe.
El agua pasa a una bomba de presión con el fin de que llegue a la membrana de RO con
suficiente presión para que se realice la ósmosis.
La membrana de RO es la parte más importante del equipo, tienen una porosidad de
0,0001µm y es capaz de eliminar todos los componentes dañinos para la salud como son
sales minerales, metales pesados, virus y bacterias.
Después de esto pasa a un filtro post – reminalizador cuya función es eliminar el posible
sabor residual que puede quedar después del paso por la membrana de RO y regular el
pH de salida.
Finalmente el agua purificada pasa ala acumulador para ser usada cuando se la necesite.
10. Ventajas y desventajasde la ósmosis inversa
Esta técnica de filtración como cualquier otra tiene sus ventajas y desventajas que
deben de ser analizadas para ver si es conveniente adquirir un equipo de RO
dependiendo de las necesidades que se tenga.
VENTAJAS:
Son respetuososcon el medio ambiente.
5 Válvula desolenoide.- Funciona como un electroimán y sirvepara controlar el cerrado y abierto de la
válvula.
6 RO.- Reverse Osmosis en español ósmosisinversa

13. Requieren una cantidad mínima de energía y funcionan bien en los sistemas
hogareños.
El sabor del agua purificada.
La extracción de minerales disueltos, metales y otraspartículasbeneficia los
sistemas de plomería.
DESVENTAJAS:
Requieren una enorme cantidad de agua.
El agua que entra al sistema de ósmosis inversa también debe estar libre de
bacterias.
Aunquedichos sistemas quitancasi todos losmicroorganismos, el riesgo de
contaminación por pequeñas fugas o partesde deterioradasimpiden que se los
utilice para eliminar las bacterias.

14. 1. Introducción
La luz ultravioleta (UV) representa un método de desinfección alternativo al uso del
cloro y el ozono que comúnmente se usa. Se lo puede aplicar en tratamientos tanto de
agua potable como de aguas residuales. La UV brinda una desinfección efectiva sin
generar subproductos de desinfección problemáticos ya que este método es físico y no
se necesita la adición de sustancias químicas. Además una gran ventaja de la
desinfección UV es la eliminación de ciertos organismos como Cryptosporidium y Giardia
que no pueden ser eliminados con el método tradicional de la cloración.
2. ¿Qué es la desinfección UV?
Consiste en transferir energía electromagnética desde una lámpara de vapor de
mercurio al material genético del organismo. La radiación UV penetra en material
genético de los microorganismos y retarda su habilidad de reproducción.
La eficacia del sistema de desinfección con luz ultravioleta depende de las
características del agua residual, la intensidad de la radiación, el tiempo de exposición
de los microorganismos a la radiación y la configuración del reactor.
Fuente: http://www.drinking-water.org/html/es/Treatment/Chemical-Disinfection-Oxidants.html

15. 3. Funcionamiento
Los componentes principales del sistema de desinfección con luz UV son las lámparas de
vapor de mercurio, el reactor y los balastros electrónicos (ballasts).
La generación artificial de la luz UV se realiza a través de un emisor (lámpara) de cuarzo
puro.
El ADN es responsable de dirigir las actividades dentro de todas las células vivas
Cuando los microorganismos son expuestos a una dosis adecuada de radiación
ultravioleta el ADN de las células absorben los fotones UV causando una reacción
fotoquímica irreversible, la cual inactiva y destruye las células.
Fuente: http://esterilizacionaguaultravioleta.fadecen.com/index.php/desinfeccion-uv-sin-cloro/piscinas-y-spas-
colectivos/
Se debe de tener en cuenta que algunos elementos como el amoniaco, nitritos y
nitratos, DBO7, dureza, pH, SST8 reducen la efectividad de la desinfección UV.
4. Efectos Biológicos
La propiedad que tiene el ADN, presente en el núcleo de las moléculas de todos los
microorganismos de absorber la radiación UV produce el efecto de rompimiento de las
7 DBO.- Demanda bioquímica de oxígeno
8 SST.- Solidos suspendidostotales

16. cadenas de los aminoácidos de proteínas, causando una disrupción metabólica
afectando su mecanismo reproductivo y logrando así su inactivación
Fuente: http://agua-purificacion.blogspot.com/
5. Factores a considerar en la desinfección UV
No se ha llegado a un acuerdo general acerca de la dosis mínima de UV requerida para la
reducción de patógenos ni tampoco se pretende que lo haya.
Los factores por considerar deben estar previstos conforme a una previa caracterización
del agua he incluyen la calidad de agua de la fuente y el nivel de contaminación
microbiana, el impacto que tienen sobre la contaminación microbiana los procesos de
tratamiento de agua localizados antes de la unidad de desinfección UV.
Los requerimientos de dosis UV pueden determinarse usando ya sea un dispositivo de
haz colimado en un laboratorio o una unidad piloto de desinfección UV in situ.

17. 6. Comparativa con desinfección por cloración
En la siguiente tabla de destacan las ventajas de la desinfección UV sobre la desinfección
por cloro:
Fuente: http://trojanuv.com/es/aplicaciones/aguasresiduales
7. Ejemplo destacado con desinfección UV
En la isla caribeña de Aruba, se han instalado diez sistemas UV: ocho para desinfectar el
agua potable y dos para tratar aguas residuales.
Cinco unidades se han instalado en la planta Balashi de tratamiento de agua, que
suministra agua potable y energía eléctrica, también cuenta con una planta
desalinización. Como el clima de Aruba es semiárido, la desalienación es necesaria para
poder suministrar agua, después del proceso de desalinización, el agua pasa por los
sistemas UV antes de ser trasladada a siete depósitos situadas en lugares de altura en
diferentes partes de la isla.
En américa Latina este ejemplo es muy importante teniendo en cuenta que solo el 2% de
agua residual se le da un tratamiento adecuado.
8. Aplicaciones de la desinfección UV
La desinfección UV tiene muchas aplicaciones entre las más importantes tenemos la
desinfección de aguas potables y de aguas residuales.

18. Pero también es necesario destacar su aplicación en el ámbito comercial como es el caso
de: criadero de peces, hidrocultivos, laboratorios, acuarios, restaurantes.
En el ámbito de la industria tenemos: cervecerías, farmacéuticas, embotelladoras,
electrónicas, conservas, productos lácteos, alimentos, productos marinos, destilerías,
petróleo, textiles, cosméticos, imprenta.
9. Empresas que proveen equipos para la desinfección UV
 A nivel nacional no se cuenta con una empresa que provea este tipo de equipos a
una gran magnitud como para emplearlos en las plantas de agua potable y agua
residual.
Pero si se cuenta con empresas que distribuyen los equipos de desinfección UV
para uso doméstico, de oficina, en laboratorios y en pequeñas industrias.
Estas empresas son:
Ultravileta S.A
PureTec
 A nivel de Latinoamérica existen dos empresas que distribuyen al Ecuador
equipos de desinfecciób UV para un uso industrial a gran escala. Estas dos
empresas son mexicanas:
Agua latinas Mexico
Global Preventus
10. Ventajas y desventajas de la desinfección UV
Este método de desinfección como los otros métodos conocidos tiene sus ventajas y
desventajas por lo que es importante tenerlas en cuenta.
VENTAJAS:
Es eficaz para la desactivación de la mayoría de los virus, esporas y quistes.
La desinfección con luz UV es más un proceso físico que una desinfección
química.

19. La desinfección con luz UV es de uso fácil para los operadores.
El equipo de desinfección con luz UV requiere menos espacio que otros métodos.
DESVENTAJAS
La baja dosificación puede no desactivar efectivamente algunos virus, esporas y
quistes.
Algunas veces los organismos pueden reparar o invertir los efectos destructivos
de la radiación.
La turbidez y los sólidos suspendidos totales (SST) en el agua residual hacen que
la desinfección con luz UV sea ineficaz.

20. Conclusiones
 Al realizar esta investigación pudimos conocer en que consiste la ósmosis inversa
y la desinfección UV, sus principios y como funciona cada una de ellas, además
sus distintas aplicaciones.
 Se pudo informar sobre empresas que suministran equipos de ósmosis inversa y
desinfección UV a nivel nacional como a nivel de Latinoamérica, además el costo
de estos equipos.
 Al final de esta investigación estamos en la capacidad de analizar las ventajas y
desventajas de la ósmosis inversa y la desinfección UV para de esta manera
opinar la utilización de estas nuevas tecnologías en el país.
 Desafortunadamente, la situación caótica que atraviesa nuestro planeta nos da
un panorama poco alentador. La carencia de agua potable, y las condiciones
ambientales peligrosas e insalubres se encuentran a la orden del día. Por este
motivo, la prevención de enfermedades está orientada a todos los grupos
sociales mediante la mejora de la calidad de este preciado recurso. Por esta razón
el mundo ha puesto la mirada en la luz ultravioleta, debido a los extensos
beneficios y ventajas que ofrece. En efecto, podemos concluir que
evidentemente esta tecnología cumple con las condiciones y requerimientos
actuales, siendo el método de desinfección idóneo para el futuro.
 En nuestro país los sistemas de agua potable tienen muchas carencias por lo que
significan un peligro para nuestra salud. Por esta razón es importante considerar
la adquisición de equipos de osmosis inversa para nuestros hogares ya que con
ello garantizamos un agua de excelente calidad.
 Ya que en nuestro país la norma INEN 1108 nos dice que para la desinfección del
agua se debe de usar cloro, en las plantas de agua potable es necesario que
exista un personal preparado para controlar la dosificación de cloro, y de esta
manera evitar los subproductos que afectan gravemente a los seres humanos.
 Se debe considerar que en la cloración puede existir la presencia de
subproductos por el mal tratamiento que se le da al agua previo a la
desinfección, es por esto que la desinfección UV es una alternativa viable ya que
se evitan estos subproductos problemáticos.

21. Referencias
 Scott, Keith, “Handbook of Industrial Membranes”, 1995, Elsevier
Advanced Technology, Oxford, ISBN 1856172333.
 Mattson, M.E. and Lew, M., Desalination, Vol. 41, 1982, page 1.
 Solt, G. in “Handbook of Water Purification”, Lorch, W., ed. McGraw-Hill,
London, 1981, Chapter 9.
 Applegate, L. E., “Membrane Separation Processes”, J. of Chemical
Engineering, June 11, 1984, pp. 64-89.
 Xijun Hu. (1996). Reverse Osmosis. En Advanced Physico-Chemical
Treatment Processe(160 - 177). New York: ed., McGraw-Hill.
 Clifford Ronald Merz. (2008). Investigation and evaluation of a bi-polar
membrane based seawater concentration cell and its suitability as a low
power energy source for energy harvesting/MEMS devices. 2009, de
University of South Florida Library Sitio web:
http://digital.lib.usf.edu/SFS0026988/00001/pdf
 A. Hernández, F. Tejerina, J.I. Arribas, L. Martínez, F. Martínez. (1990).
Microfiltración, Ultrafiltración y Ósmosis Inversa. Murcia : COMPOBELL
 Bruce I. Dvorak, Sharon O. Skipton. (2003). Drinking Water Treatment:
Reverse Osmosis. 2008, de University of Nebraska- Lincoln Sitio web:
http://ianrpubs.unl.edu/live/g1490/build/g1490.pdf
 Ordonez. R , Hermosilla. D, Merayo. N, Gasco. A, Negro. C, Blanco. A.
(Octubre de 2014). Application of Multi-Barrier Membrane Filtration
Technologies to Reclaim Municipal Wastewater for Industrial Use.
SEPARATION AND PURIFICATION REVIEWS, 43, 263 - 310.
 Cancino Beatriz, Ulloa Lila, Astudillo Carolina. (2009). Presión Osmótica de
Soluciones Salinas y Azucaradas: su Influencia en Procesos de Osmosis
Inversa en la Industria de Alimentos. Pontificia Universidad Católica de
Valparaíso, 20, 55-64.
 Rojas Higuera Naydú, Sánchez Gabirello Andrea, Matiz Villamil Adriana,
Salcedo Reyes Juan Carlos, Carrascal Camacho Ana Karina, Pedroza
Rodríguez Ana M. (Mayo 2010). Evaluación de tres métodos para la
inactivación de coliformes y Escherichia coli presentes en agua residual
doméstica, empleada para riego. Universitas Scientiarum, 15, 139-149.
 Clemens von Sonntag. (1988). Disinfection with UV-Radiation. Springer-
Verlag US: Earlier Brown Boveri Symposia.

22.  M. Montemayor*, A. Costan*, F. Lucena*, J. Jofre*, J. Muñoz**, E.
Dalmau**, R. Mujeriego*** and L. Sala****. (2002). The combined
performance of UV light and chlorine during reclaimed water disinfection.
2005, de Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y
Puertos de Barcelona, Universidad Politécnica de Cataluña. Barcelona
Sitio web:
http://ccbgi.org/docs/antwerp_2007/article_antwerp_2007_016_disinfecti
on_montemayor_et_al.pdf