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1. TRABAJO: MEMBRANAS Y SU USO
Autores: Antonio Adame Santana, Pedro Caraballo Bello y Patricia Palmero Lay.
En este trabajo, dedicado a las MEMBRANAS Y SU USO nos centraremos en la
aplicación concreta de la ÓSMOSIS INVERSA, viendo en el tanto conceptos
generales sobre membranas como de ósmosis, aplicaciones, comparaciones del
proceso, consideraciones sobre el agua, pretratamientos, operaciones y limpieza,
así como criterios de selección tanto de membranas como de equipos completos
para su correcta aplicación.
CONCEPTOS GENERALES DE LA ÓSMOSIS
El concepto de la ósmosis inversa es muy sencillo: se toma agua que contiene sales
disueltas u otros contaminantes y al aplicársele presión, el agua queda
prácticamente libre de toda impureza cuando esta pasa a través de una membrana
sintética. Debido a que la membrana no está dotada de poros, el agua tiene que
disolverse en la membrana y pasar por difusión a través de ésta. Al permear el
agua por la membrana, el líquido deja atrás casi todas sus sales, y otras impurezas
tales como materia orgánica, coloides, organismos microbiológicos y sílices.
La membrana produce una hiperfiltración del agua que se le alimenta a presión. El
agua que ha permeado a través de la membrana es altamente pura y esta
prácticamente libre de bacterias, virus, pirógenos, patógenos, larvas, esporas,
quistes algas y otras muchas impurezas que pueden afectar a la salud humana. Hay
otra corriente de agua en un aparato de ósmosis inversa la cual posiblemente sea
mas crítica: “el rechazo ó concentrado”. Así la ósmosis es también un concentrador
de sales.
Además de las sales, el rechazo contiene en suspensión concentrada casi toda la
sílice, materia orgánica, virus bacterias, algas y demás impurezas que
contaminaban el agua de alimentación.
El hombre no ha podido fabricar una membrana que sea perfectamente selectiva
cuya estructura molecular deje pasar solamente agua y rechace 100% de todas las
sales disueltas.
- Ósmosis como suavizador
Calcio y Magnesio pasan con mas dificultad y el agua queda suavizada.
El contaminante principal del producto de ósmosis inversa es el cloruro de sodio. La
eficiencia de eliminación del cloruro de sodio en las mejores membranas que se
fabrican hoy en día es del 99.5%. 300mg/l (ppm) de cloruro de sodio partiendo de
agua de mar con 30000mg/l, en una sola etapa de ósmosis.
- Proceso continuo
Las sales se van extrayendo continuamente del sistema. Si dentro del aparato se
opera debidamente, no ocurre acumulación de sales, ni en las membranas ni en el

2. sistema, y y nunca necesita regenerarse. El proceso no se perturba en forma grave
por cambios moderados en la salinidad del agua.
APLICACIONES DE LA ÓSMOSIS INVERSA
- Producción de agua ultrapura en calderas de alta presión
Si su proceso requiere mas calidad de lo que producen las membranas
convencionales, una solución es instalar membranas de alto rechazo. Otra solución
más común es alimentar el producto de la ósmosis inversa a otro paso de
membranas y/o a un pulidor de intercambio iónico para eliminar el resto de sales.
La instalación de ósmosis inversa como pretratamiento delante de resinas de
intercambio iónico disminuye considerablemente el costo global de la operación.
Cualquier agua que contenga mas de 85 micromohs de conductividad, la
combinación ósmosis inversa/intercambio iónico es más rentable que utilizar
intercambio iónico solamente.
- Agua ultrapura para microcircuitos y pintura
En la fabricación de microcircuitos, las impurezas del agua de enjuague causan
defectos notables.
Se sigue un proceso similar al que se efectúa en termoeléctricas, refinerías y otras
industrias que utilizan calderas de alta presión. La diferencia es que la industria
microeléctrica después de las resinas de intercambio, normalmente, instala otro
sistema de membranas para poder capturar cualquier partícula fina.
- Agua ultrapura para productos farmacéuticos y cosméticos
Se instalan columnas de carbón activado después de la ósmosis para eliminar
cualquier residuo de cloro o solvente orgánico que logre traspasar las membranas.
- Producción de agua potable para consumo humano
Pueden ser tan pequeñas como de 4 l/día ó 300000 l/día.
Dicho sistema no solo puede potabilizar agua de mar o solamente salobre a un
coste muy razonable, sino que remueve el arsénico, flúor, plaguicidas, fertilizantes
y otros compuestos que hacen el agua peligrosa para la salud humana.
- Elaboración de cervezas y refrescos
Se utiliza en la elaboración de estos productos cuando el agua disponible tiene un
contenido tan alto en dureza o en cloruros que no puede llenar las especificaciones
de calidad.
- Fabricación de barras y cubitos de hielo
- Producción de agua de riego
- Otras aplicaciones ( nuevas cada año)
CRITERIOS DE COMPARACIÓN Y SELECCION DE ÓSMOSIS INVERSA
- Flexibilidad del proceso.
- Pureza del producto.

3. - Ahorro de energía.
- Costo de inversión.
- Como evaluar si la ósmosis es el proceso mas indicado para nuestra agua
1 . Que calidad y cantidad de producto quiere en su proceso.
2 .Que clase de agua bruta tiene usted para procesar.
A. Agua ultrapura. El agua bruta tiene una salinidad mayor de 60 ppm, el
uso de la ósmosis inversa es muy indicado para ahorrar costos de regeneración de
resinas.
B. Aguas de ríos tropicales. Idónea si tiene alto contenido de compuestos
orgánicos o de sílice.
C. Desalación por etapas. Si es o no factible instalar una segunda etapa de
ósmosis y/o un pulidor de resinas después de la ósmosis.
DEFINICIONES Y CONCEPTOS BÁSICOS DE ÓSMOSIS INVERSA
- Ósmosis ( directa)
Inducir el agua a que fluya por difusión desde zonas donde se encuentra
relativamente pura, con baja concentración de sales, a zonas donde se encuentra
con alta concentración a través de una membrana semipermeable.
- Membrana semipermeable
Es cualquier membrana animal, vegetal o sintética en la que el agua puede
penetrar o traspasar con mucha más facilidad que los otros componentes que se
encuentran en solución en la misma.
- Osmosis inversa
La ósmosis inversa es un proceso inventado o creado por el hombre que invierte el
fenómeno de la ósmosis natural. El objetivo de la ósmosis inversa es obtener agua
purificada partiendo de un caudal de agua que esta relativamente impurificada o
salada.
- Flujo de agua.
Qa = A x a x ( Ptot- DP- Pi ) donde A es la cte. De permeabilidad del agua de la
membrana.
TEORÍA DE ÓSMOSIS APLICADA A LA PRÁCTICA
- Area superficial para efectuar la separación
Es el factor de diseño y operación más importante. Existen membranas
ultradelgadas y polímeros tan eficientes que permiten tener un factor GFD
(Galones/pie2/Dia) enorme a bajas presiones.
Es posible abusar del factor GFD, por ejemplo, partimos de que tenemos una planta
con membranas diseñadas para rendir su caudal de especificación 20 GFD a 225
PSI y 25 ºC de temperatura. Se opera con aguas termales duras que llegan a la
planta a 42ºC. A una presión cte, el agua pasa mas fácilmente por la membrana, el

4. factor GFD real de la operación se ha multiplicado por dos a casi 40 GFD.
Con este tipo de agua, un pie cuadrado de membrana puede filtrar 3600 Galones.
La planta que opera a 40 GFD va a producir 3600 Galonones en tres meses. Si
operase a 20 GFD seria de seis meses.
En otras palabras, a una presión fija y para cada tipo de agua, una membrana va a
dejar un nº determinado de metros cúbicos de producto antes de ensuciarse. Si se
aumenta la productividad por metro cuadrado, va a acortarse proporcionalmente el
tiempo entre limpiezas.
Abusando se corren dos peligros:
1. Limpiezas mas frecuentes y acortar la vida útil.
2. Ensuciamiento mas intenso, la suciedad se acumula hasta obstruir.
- Efecto de la capa límite
La otra razón por la que se puede exceder el factor GFD ocurre a nivel microscópico
en la superficie de la membrana.
Cuando el operador decide incrementar la capacidad de las membranas, los iones
de sales, y partículas en solución que cargaba el agua son atropelladas por las que
vienen por detrás. Se empieza a formar una alta concentración de sales y de
impurezas localmente.
- Factor Beta
Cuando existe flujo laminar, tiende a precipitar sales sobre la superficie de las
membranas, hay un factor de concentración denominado por la letra griega Beta.
- Porcentaje de conversión
La conversión o recuperación se define como el porcentaje de alimentación que se
extrae como producto.
RECUPERACION = ( flujo prod. / flujo alim.) x 100
- Recuperación excesiva
Si alimentamos agua natural a una planta de ósmosis y la operamos al 100% de
recuperación, a corto plazo comenzarían a precipitar sales poco solubles como
sulfatos y carbonatos de Calcio y Magnesio, que bajarían notablemente la eficiencia
y productividad en la planta de ósmosis.
- Limites de diseño
La conversión de una unidad no debe exceder del 55% para las membranas
estandard y un 65% para las Mágnum. Hay membranas tipo espiral hasta de un
90%.
“La conversión no debe ser tan alta que el caudal de descarga del rechazo sea
inferior al caudal mínimo de los elementos.”
“La conversión no debe superar el límite de precipitación de las sales.”

5. - Nº de pasos adecuado
Para un caso en que se necesita un 87% de conversión por ejemplo, se necesitan
tres pasos. El primero recupera un 50%, de un total de 100 litros, este separa 50.
El segundo recupera otro 50%, por tanto 25 litros mas. En el tercer paso se
recupera otro 50%, lo que son 12,5 litros, el total recuperado son 50+25+12,5
litros, lo que son 87 litros de 100.
“La presión osmótica del rechazo puede ser un factor limitante de la conversión.”
“La calidad del producto puede también ser factor limitante de la recuperación.”
- Rechazo de sales
La característica más importante de una membrana de ósmosis inversa es tener
alto índice de rechazo.
Esto lo enfatizamos porque a veces los ingenieros a cargo de seleccionar
membranas de ósmosis inversa se aturden con la propaganda de diferentes
configuraciones, y tipos de polímero y se les olvida que el propósito de este proceso
es rechazar sales.
El rechazo de sales es aun mas fundamental cuando su meta final es producir agua
ultradepurada para calderas de alta presión, seguida de un pulidor de resinas para
terminar de desionizar el agua.
Una membrana que tiene alto rechazo intrínseco de sales que opera pretratando
agua de alimentación a un pulidor de resinas, puede beneficiarse de ahorros
importantes en regeneración y recomposición de resinas.
- Rechazo de sales y ahorro de Kw por baja presión en agua salobre
Ahorrar energía es un concepto nítido. Debe tenerse en cuenta que los consumos
de energía cuando se desala agua de mar con ósmosis son cuatro veces mas
ineficientes que cuando se desala agua salobre.
El consumo de energía de una planta de ósmosis de agua de mar, típicamente es
7,3 Kwh por metro cúbico de producto. Esto justifica tomar medidas para reducirlo
un 40-50% utilizando membranas de baja presión y turbinas de recuperación de
energía. Existen plantas donde el consumo energético es de 4,8 Kwh/M3.
- Rechazo de sales-membranas disponibles en el mercado
El objetivo de le ósmosis inversa es obtener la calidad de agua más pura que se
pueda a un costo lo mas bajo posible, no existe la membrana perfecta.
Las membranas comerciales de agua salobre obtienen un rechazo de sales entre 90
y 99% y las de agua de mar, de entre 98 y 99,7%. A mas alto rechazo de sales,
mejor es la calidad del producto.
El rechazo de sales responde a la presión de trabajo. Al aumentar la presión de
trabajo, el paso de sales sigue igual, pero se incrementa el flujo de agua. Esto
produce un aumento apreciable en la calidad del agua al aumentar la presión.
- Estabilidad del rechazo de sales
El alto rechazo de sales de las membranas se obtiene naturalmente por su

6. superficie homogénea y libre de poros. Otras obtienen su alto rechazo a fuerza de
cerrarle los poros con polímeros ( PTA) o ácido tánico ( PTB). La gran desventaja de
estas últimas es que los restauradores no son estables y tienen que ser aplicados
de nuevo cada vez que ocurre contaminación del agua de alimentación con metales
pesados.
- Salinidad promedio
La salinidad que detectan las membranas de un sistema de ósmosis inversa no es
ni la de entrada ni la de salida, es un promedio entre las dos.
La salinidad promedio que detecta una membrana varía no solo con la salinidad del
agua de alimentación, sino con la recuperación de la planta, y la posición que
ocupan elementos de membranas dentro del recipiente a presión.
- Paso de sales
PASO DE SALES = SALINIDAD PROD / SALINIDAD PROMEDIO
- Rechazo de sales
RECHAZO SALES = 100% - PASO SALES
TRANSPORTE DE SALES A TRAVÉS DE UNA MEMBRANA
Podemos ver el paso de sales a través de la membrana (Qs) es una función directa
de la superficie de la membrana instalada (a), y del diferencial promedio de
concentración de sales de una cara de la membrana a la otra. También influye el
factor B, que es una constante para cada membrana, y es una propiedad del tipo
de polímero que se utiliza para fabricar la membrana y de su homogeneidad.
Ecuación 7:
Transportes de sales = Qs = B x a x C
El paso de las sales es totalmente independiente de la presión. Al aumentar la
presión de operación el paso del agua se incrementa, pero el transporte de las sales
se mantiene igual. Este hecho permite al diseñador mejorar simultáneamente la
calidad del producto y aumentar la productividad(hasta cierto punto), aumentando
la presión de operación.
Hoy día, existen membranas en el mercado que pueden obtener un rechazo de
sales del 99,5% y, una productividad aceptable a 420PSI con agua salobre.
También hay otras de baja presión las cuales operando a 225PSI pueden obtener
un rechazo de sales del 97% a es presión relativamente baja. El primer tipo es
indicado para producir agua ultra pura y el segundo separa l apotabilización con
bajo costo de energía.
- Como obtener una membrana de mayor rechazo de sales
Hay varios métodos, algunos de ellos para obtener mejor rechazo de sales. Son los
siguientes:
CONTROL DE CALIDAD:
Una forma de obtener un producto con menos sales es utilizar una membrana más
selectiva; que intrínsecamente tenga un mayor rechazo de las mismas. La manera

7. más confiable de esta membrana es como lo ha logrado Fluid Systems mejorando
su control de calidad en el proceso de fabricación des sus membranas. Así se ha
podido controlar la homogeneidad de la capa de rechazo de la membrana, de
manera que no tenga imperfecciones.
MEMBRANA DINÁMICA:
Otra manera de obtener alto rechazo de sales es fabricar una membrana que no
sea tan perfecta, pero adicionándoles un polímero para taponar las imperfecciones.
La técnica es que, si no se puede hacer una membrana perfecta, se les apliquen
parches químicos; que se caen a los días de uso , no siendo un problema para el
fabricante.
El problema de las membranas dinámicas es que cuando el agua contiene hierro u
otros metales pesados, o en cambio el pH, estos polímeros que están actuando
como tapones, se predisuelve en el agua, se pierde con el rechazo, y aumenta la
salinidad del producto. En las nuevas membranas de fibra hueca con fibra T de alta
presión (1200 PSI) este problema es particularmente oneroso. El fabricante ha
introducido un proceso de limpieza con ácido acético para que se adhiera mejor el
PTB.
En Europa, se ha logrado más estabilidad del ácido tánico, pero así todo hay que
renovarlo cada dos o tres meses. Fluid Systems no usa estos polímeros en sus
membranas tipo TFC porque considera que es inconveniente para un cliente.
- Aumentar presión de operación y disminuir el área de membranas
Esta es una manera obvia de mejorar la calidad, porque el paso del agua aumentan
cuando se incrementa la presión y no así el paso de sales.
Faltándole control de calidad en la fabricación así como los buenos polímeros , al
aumentar la presión de operación es una buena manera de mejorar
simultáneamente la calidad y la cantidad de producto.
Los sistemas promovidos por los fabricantes de membranas de fibra hueca, tiene
un consumo de energía de casi 6,2 kWh/ M 3 , aunque se opere la planta al 45% de
conversión y se le instale una turbina para recuperarle la energía a la alta presión
del rechazo. Esto obliga al fabricante de plantas de alta presión a diseñarlas con la
conversión mas alta posible y con el costo y mantenimiento adicional de los
aparatos de recuperación de energía.
Parte del problema de los ciclos de alta presión es que para que el consumo
energético no se torne oneroso, lo que obligan a uno a operar la planta de ósmosis
a alta recuperación. Lo que ocurre es que entonces a una recuperación alta, la
salinidad de la salmuera es mayor, y por ende, la presión osmótica de la salmuera
dentro de la planta de ósmosis inversa aumenta proporcionalmente.
IMPORTANCIA DE LOS FLUIJOS TURBULENTOS-FACTOR BETA:
El factor beta es uno de los parámetros de diseño que son totalmente diferente
entre las membranas de fibra hueca delgada y de espirales.
Si una membrana que operase a bajo GFD fuese automáticamente mejor que una
que operase a mas alto GFD, las membranas de fibra hueca delgada tendrían mas
de 90% del mercado, cuando lo contrario es la realidad.
El resultado es que las de fibras hueca delgada operan en el rango de 1-3GFD.Las

8. limpiezas de este tipo de membranas se da en días. La razón es el factor BETA y la
TURBULENCIA con que se diseñan los sistemas con membranas con este tipo de
espiral, pero no así los de fibra hueca , para romper la capa BETA.
Los sistemas equipados con membrana en espiral se diseñan con flujos turbulentos
para que el factor BETA no exceda 1.13.Quiere decir que bajo todas las condiciones
normales de operación, la concentración de sales en la capa límite no va exceder en
mas de 13% la concentración promedio en el caudal del agua. Los perneadores de
fibra hueca delgada con sus flujos laminares y puntos muertos hidráulicos tienen un
factor BETA de mas de 2 en algunas partes. Es decir las membranas están
expuestas a concentraciones locales altísimas de sales incrustantes.
Como el hexametafosfato de sodio, muy comúnmente usado como inhibidor de
incrustación, protege sólo a dos veces el límite de saturación de las sales, se
explica la alta tendencia a incrustarse de la membranas de fibra hueca.
La tendencia incrustante de la membrana de fibra hueca delgada de acetato de
celulosa es muy peligrosa.
Cuando se efectúa la limpieza de la membrana, la incrustación se quita pero queda
la perforación causada por la hidrólisis. La solución es bajar el factor BETA con
velocidades altas y flujos turbulentos.
CARGA ELECTROFORETICA:
Las membranas de ósmosis inversa pueden tener carga eléctrica en su superficie,
según el tipo y composición química de los polímeros utilizados por el fabricante por
su elaboración. Por ende, la superficie de rechazo de sales de la membrana suele
tener carga aniónica o catiónica dependiendo del pH de operación.
Por ejemplo, la membrana TCF tiene una ligera carga catiónica a pH alto, lo cual se
vuelve neutral a pH de 6 a 7 y ligeramente aniónica a pH bajo.
Es importante incidir en que todas las membranas de poliamida como son la FT-30,
la TFCL, y la A-15 las cuales tienen carga electroforética negativa muy fuerte en su
superficie. Hay que tener mucho cuidado diseñando el pretratamiento para estas
membranas.
Algunas empresas fabrican un solo tipo de membrana. No existe una membrana
que sea idónea para todas las variantes de agua natural que hay en el mundo. El
cliente la puede especificar, pero esto repercute en alta frecuencia e intensidad de
limpiezas. La UOP Fluid Systems fabrica tres tipos de poliamida y dos de acetato de
celulosa. Siempre se trata de verificar que la membrana seleccionada sea
congruente con las peculiaridades de su agua.
En resumen, la ósmosis es un proceso que utiliza la fuerza de la presión para
vencer la presión osmótica de un agua que sea relativamente salina, y purificarla al
pasarla por una membrana semipermeable. El paso del agua es proporcional a la
presión neta de trabajo, y no así el paso de sales, el cual es relativamente
constante.
CONSIDERACIONES SOBRE SU AGUA DISPONIBLE PARA ALIMENTAR AL
PROCESO DE OSMOSIS INVERSA.
- Minimice la turbidez del agua con la naturaleza como aliada

9. Existen plantas en México y Argentina, que trabajan con agua que alimentan
directamente de un pozo salobre a la planta de ósmosis inversa, sin el
pretatamiento previo alguno. Lo más interesante es que no sólo lo hacen así,
operado exitosamente de esta manera por muchos años.
El secreto es saber usar la ósmosis para hacer lo solamente lo que ésta puede
hacer más eficientemente desalar agua.
El conflicto con la realidad práctica en la industria de tratamiento de agua se origina
por el hecho de que la ósmosis remueve todo tipo de orgánicos, no significa que se
debe alimentar a la planta de ósmosis un agua sin pretratar que contenga todo tipo
de impurezas y de materia en suspensión. Si su fuente es superficial (lago, río,
canal o mar), y no se le da un pretratamiento adecuado al agua antes de la
alimentación a la ósmosis, hay una gran probabilidad de que la limpieza de las
membranas de ósmosis se vuelva una labor muy costosa, y se acorte la vida de las
membranas.
Lo anterior, no impide que con un buen pretratamiento, no se le pueda alimentar a
la ósmosis hasta agua cloacal, lo que se hace en tres grandes plantas en los
Estados Unidos.
- Por donde comenzar
Primero, muestra representativa del agua a tratar. Si se tiene un pozo debe ser
bombeado por varios días antes de tomar la muestra. Si es una toma abierta, debe
tomar la muestra a la profundidad y condiciones de ubicación y /o marea
proyectada para su toma.
En la selección de su proceso de purificación, el factor fundamental es el tipo de
sales y contaminantes disueltos en el agua que tiene disponible para tratar, con el
fin de establecer los parámetros del proceso.
Este análisis debe considerar lo siguientes factores:
TEMPERATURA:
La temperatura es el dato mas importante para predecir correctamente la presión
de operación de diseño de una planta de ósmosis inversa. Según aumenta la
temperatura, el paso del agua puede pernear a través de la membrana mas
fácilmente. La presión de operación disminuye un 4% por cada grado centígrado
que aumenta la temperatura. Un equivocación de varios grados centígrados
resultaría en un error enorme en la selección de la bomba para el proceso y en el
diseño general de su planta de ósmosis.
CLORACION DE SU FUENTE DE AGUA:
El fabricante de membranas tiene que saber si su agua es de pozo y nunca ha sido
clorada, o si es municipal y ha sido clorada. Esto es fundamental porque la
cloración de agua forma cloraminas y otros oxidantes secundarios que se retiran
muy difícilmente y atacan a todas las membranas de poliamida.
EL FACTOR DETERMINANTE DEL DISEÑO PUEDE SER LA TENDENCIA INCRUSTANTE
DEL AGUA:
Muchas impurezas, al concentrarse en el rechazo, pueden causar problemas de
incrustación si el diseño no se efectúa correctamente. Por esto, es indispensable
saber el contenido en su agua de los siguientes iones:

10. >> Calcio (Ca)
>> Magnesio (Mg)
>> Carbonato (CO3)
*AVISO IMPORTANTE: Si se sospecha que en las membranas hay incrustaciones
con carbonatos debido a una falla en la dosificación de ácido o por otro motivo, no
se puede poner a funcionar la bomba de ácido. Hay que parar la planta y enjuagar
las membranas con la solución de ácido orgánico recomendada por el fabricante, y
así se reiteran los carbonatos como citratos.
>> Bicarbonatos (HCO3)
>> Sulfatos (SO4)
>> Sílice (SIO2)
>> Hierro (Fe)
>> Estroncio (Sr)
>> Bario (Ba)
OTROS COMPONENTES INCRUSTANTES EN EL AGUA QUE PUEDEN AFECTAR AL
COMPORATMIENTO DE LA OSMOSIS:
>> Ácido sulfúrico (H2S)
>> Oxidantes
>> Cloruros (Cl)
>> Flúor (F)
>>pH: Las aguas con alto pH son incrustantes, las de bajo pH son corrosivas.
Existen dos razones para cuidar el pH; las aguas con mucha dureza de carbonato
de cálcio requieren que se baje el pH con ácido, para evitar que las membranas se
incrusten con carbonatos, a medida que estos se concentran en la salmuera. El
efecto de acidificar el agua para llevarla desde condiciones normalmente
incrustantes hasta condiciones ligeramente corrosivas, se logra dosificando una
cantidad suficiente de ácido que baje el pH a alrededor de 6,5, lo que normalmente
es suficiente para las membranas de poliamida como TFC.
- Hidrólisis y pH
En el caso que se utilice membranas de acetato de celulosa, es recomendable
dosificar el agua con una cantidad adicional de ácido para bajar el pH 5,6 y, así
retardar la hidrólisis de las membranas y extender su vida útil. La cantidad
necesaria de ácido para cada caso y el pH óptimo de operación pueden ser
fácilmente calculados por el distribuidor de membranas, utilizando su análisis de
agua y un programa de computadora.
La hidrólisis es un proceso que deteriora a las membranas de acetato de celulosa y
no a las de poliamida. El efecto de la misma se manifiesta en un aumento de la

11. conductividad del producto de ósmosis inversa y una caída en la presión de
operación de la planta.
El efecto de la temperatura sobre las membranas de acetato es también un
problema serio durante el almacenaje
- Sólidos disueltos totales (SDT)
Nos indica la cantidad de sales disueltas en el agua y determina para verificar el
análisis de las sales individuales.
- Turbiedad
La determinación de la turbiedad del agua es fundamental para poder diseñar un
pretratamiento adecuado. La aplicación correcta de la ósmosis es cuando se utiliza
como un hiperfiltro de sales. Aunque la ósmosis también filtra materia en
suspensión en agua, es muy caro hacerlos con las membranas. La turbiedad se
mide de dos formas distintas: utilizando el Índice de Densidad de Ensuciamiento
(SDI) o el Índice de Turbiedad (JTU).
Si se mide el SDI, (se necesita un filtro millipore de 0,45 micra un regulador de
presión, un recipiente para medir el volumen y un reloj tipo cronómetro) no debe
exceder de un valor de 5 para las membranas del tipo espiral o de un valor de 3
para las de fibra hueca delgada. Si se mide el JTU, éste de debe excederse de 1
para las membranas espirales.
Si el agua es turbia o cambia en la claridad según la estación, es preciso instalar
filtros como parte del pretratamiento.
PRETRATAMIENTO
- Objetivos del pretratamiento
Tres son las principales razones: incrustación, ensuciamiento ( Fouling) y ataque a
las membranas. Cuando cualquiera de los primeros fenómenos ocurre, se traduce
en una disminución en el rendimiento de la planta, o en un aumento en la presión
de operación. También puede ser acompañado por un aumento en la presión
diferencial y en la salinidad del producto.
- Incrustación
Este fenómeno de sales incrustantes ocurre en todos los procesos desalación de
agua como puede ser en una caldera, una cafetera o una planta de ósmosis.
La tendencia incrustante del agua se agrava notablemente por la alta
concentración de sales en la capa límite, los flujos se tornan laminares. Si existe
un descuido en el pretratamiento se comienza a formar una capa ultra delgada de
incrustación sobre las membranas.
Si el problema ocasionado por las membranas no se detecta y se resuelve
oportunamente, la presión diferencial sube notablemente y se corre el peligro de
dañar notablemente los elementos.
Ésta se detecta abriendo la tapa de los tubos a presión en la salida del sistema, e
inspeccionando y pesando los elementos en una báscula. Una vez que se obtiene

12. el peso, se compara con el peso original del elemento húmedo y drenado con
otros valores tabulados.
- Ensuciamiento
El ensuciamiento con arena, materia orgánica, o materia coloidal también puede
repercutir en la obstrucción física de los canales hidráulicos de los elementos. Éste
comienza normalmente por el extremo de la alimentación y progresa hacia la
parte posterior del sistema; se puede detectar inspeccionando y determinando el
peso de la primeras membranas del sistema.
El ensuciamiento afecta en especial a las membranas de fibra hueca , y a las
nuevas de poliamida como TFLC y la FT-30.
- Ataque bacteriano o químico a las membranas
Estos ataques dañan irreversiblemente a la capa de rechazo de la sales de la
membrana y permiten el paso relativamente de sales y agua.
El ataque en membranas ocurre normalmente en las primeras capas del sistema,
empeora, gradualmente y uniformen et en todos los tubos de un mismo paso, y se
va propagando hacia las membranas ubicadas en la descarga del sistema. Otro
factor es la presión de operación normalizada del sistema.
La manera de confirmar que se trata de un problema, es hacer un análisis de
dureza del producto.
El problema se soluciona retirando la manguera de producto e introduciendo un
tubito sonda. Lo fundamental es que los daños químicos o bacterianos son
normalmente irreversibles y hay que detectarlos, diagnosticarlos y atacarlos antes
de que se deterioren las membranas.
- Turbidez
Se mide utilizando Índice de taponamiento (SDI) e Índice de turbidez-Jackson.
Para las membranas espiral el Jackson no debe excederse en la unidad y para las
de fibra hueca SDI =3.
- Ataque bacteriano
Las membranas de poliamida no sufren años por estos ataques. Las bacteria se
pegan a las membranas, pero se quitan con detergente y no dañan a éstas. Las
membranas de acetato de celulosa si sufren daño por las bacterias
- Hidrólisis
Es un ataque químico por cambio de pH y temperatura que afectan
exclusivamente a las membranas de acetato de celulosa, las de poliamida no la
sufren.
- Oxidación
Todas las membranas de ósmosis inversa están sujetas a oxidación pero alguna
son mas resistentes que otras. La dosis de cloro (medido en partes por millón)
comenzaría a dañar a las membranas TFC en menos de tres días, la TFCL en tres

13. meses,... La vida útil de la membrana se alarga reduciendo el nivel residual de
cloro en el agua . Esta reducción normalmente te efectúa con filtros de carbón o
con exceso de meta sulfito de sodio.
El efecto de la oxidación se manifiesta en un aumento considerable e la salinidad
del producto y una disminución de la presión de operación a un caudal constante
del producto.
- Pretratamiento-Prefiltración natural de aguas superficiales
En el caso de fuentes superficiales (lagos, ríos, o mar) la perforación de un pozo
playero puede simplificar tremendamente el costo de inversión y operación del
sistema del pretratamiento.
El pretratamiento para una planta piloto consiste nada mas que en un filtro de
cartucho para proteger la bomba, y en la inyección de un poco de ácido para bajar
el pH a aproximadamente 7,0.
Para sistemas grandes, se utiliza una serie de punteras conectadas con
mangueras a un cabezal de bombeo.
Normalmente te recomienda, hacer el pozo lo más profundo posible para
minimizar posible incrustación de oxidantes.
- Para aguas superficiales con alto SDI la configuración idónea de
membrana es la espiral
Para cualquier membrana que tenga alto índice de taponamiento (SDI) superior a
3, la configuración espiral es idónea.
- La configuración espiral es idónea para aguas incrustantes
Si el agua es alta en carbonatos, sulfatos, sílice, estroncio, bario o calcio, se
recomienda la membrana espiral.
- La membrana tipo espiral casi nunca requiere suavización previa
Si el agua es superficial se considera seriamente un pozo playero, si el agua tiene
alta turbidez, es dura e incrustante, hay que considerar seriamente la membrana
tipo espiral.
- Filtros de cartucho
Los filtros de cartucho deben ponerse antes de la bomba de alta presión, protegen
a ésta contra cualquier partícula abrasiva proveniente del pozo o la línea que
pueda ocasionar daños a los impelentes. También protege a las membranas
contra el taponamiento u obstrucción de los canales hidráulicos.
El tamaño de los cartuchos que se debe utilizar depende la calidad de agua, y del
tipo de membrana.
- Rejillas de arena

14. Si hay problema de exceso de alimentación se debe considerar instalar rejillas o
trampas para retirarla. También se ha utilizado con éxito hidrociclones, y filtros
lavables del tipo calcetín. La idea es minimizar el consumo de filtros de cartucho.
- Filtros de materia coloidal
Con aguas superficiales, se recomiendan instalar filtros de arena (o mejor arena/
antracita) antes de los cartucho.
- Coagulación
En el caso de tener materia muy fina en suspensión, o trazas de aceite mineral, o
en el caso de tener mucho hierro oxidado en el agua, se recomienda inyectar un
reactivo flocuolante, como son los polielectrolitos, antes de los filtros de materia
cicloidal. Esto ayuda a que las partículas se aglomeren.
En algunos casos, se utiliza alumbre como coagulante en procesos de clarificación
antes de la ósmosis inversa.
- Anti-Incrustante. (Inhibidor)
Todas las plantas de ósmosis inversa deben operarse con adición continua de
antiincrustante. La única excepción es el caso de plantas que operen a baja
presión. El hexametafosfato de sodio es el mas importante y mas económico de
los reactivos.
Es importantes que se obtenga comercialmente esté fresco, seco en envase
sellado, ya que la humedad del ambiente lo convierte en ortofosfato.
El hexametafosfato no detiene el proceso de cristalización, sino que solamente lo
hace mas lento. Por eso es conveniente enjuagar las plantas a baja presión con
agua de alimentación o con producto, cada vez que se pare la planta por mas de
una hora.
- Hidrólisis
La composición de las membranas de acetato de celulosa requiere un pH entre 5 y
6 en todo momento durante su vida útil incluyendo operación, paros, y
almacenaje. De lo contrario la membrana se hidroliza. La hidrólisis convierte el
acetato de celulosa en celulosa.
Para poder operar a lata presión y evitar incrustaciones de carbonato cálcico
como grutas, es recomendable dosificar una cantidad relativamente pequeña de
ácido.
- Desinfectantes
Si hay problemas con bacterias y se utiliza membranas de acetato, se recomienda
que se inyecte cloro o hipoclorito con el fin de obtener un residual de cloro de 0.2
- 0.5 mg/L antes de alimentar la ómosis inversa.
Es importante saber que los golpes de alta concentración de cloro dañan a las
membranas de acetato. También, para aguas muy contaminadas se puede utilizar
adicionalmente lámparas ultravioleta.

15. - Cloración / Descloración
El apretamiento de agua de mar promueve el uso de la cloración para controlar la
vida biológica seguida por desfloración par evitar que el cloro dañe a las
membranas.
- Alguicidas
En algunas plantas, a veces se dosifica 1 ppm de solución de sulfato de cobre para
controlar el crecimiento de algas u moluscos.
El metasulfato aplicado incorrectamente puede destruir a todas las membranas.
- Pretratamiento mínimo en agua de mar
En otras plantas se está incluyendo pretratamiento mínimo lo que incluye poco o
ningún pretratamiento químico.
- Aceites y grasas
Los aceites y la grasas forman una capa hidrofóbica sobre las membranas. Dicha
capa repele el agua y disminuye notablemente la productividad de la planta de
ósmosis inversa.
El ensuciamiento con aceite y grasa normalmente es irreversible con lavado con
detergente. A veces, si el ensuciamiento ha sido muy grave, se necesita efectuar
un enjuague con disolvente, éstos son potencialmente eficaces pero dañinos para
las membranas.
- Postratamiento
La reacción del ácido sulfúrico con los carbonatos del agua forma el gas carbónico,
el cual se disuelve en el agua como ácido carbónico, esto le imparte un agradable
sabor al agua similar al del agua mineral.
Para aguas potables, se recomienda utilizar columnas empacadas con piedras de
roca caliza tamizada por malla de ¾ de pulgada. Estas se van consumiendo con el
tiempo y le imparten al agua un sabor muy agradable.
- Aparatos de luz ultravioleta
A veces, se utilizan antes de la ósmosis y a veces después, para controlar el
crecimiento de bacterias.
- Retropresión en el perneado
Las membranas de ósmosis inversa no toleran ninguna retrogresión estática en el
perneado. Aunque en algunas ocasiones se utiliza la presión para bombearlo a un
tanque elevado, no suele ser muy recomendable.
SELECCIÓN DE LA MEMBRANA CORRECTA PARA SU APLICACIÓN
- Configuración

16. Los dos tipos de configuración son la de espiral y la de fibra hueca. También
existen aparatos de membrana plana y en configuración tubular.
1.- Membrana en espiral
Por sus caudales altos y turbulentos, se deben usar con todo tipo de agua difícil,
superficial, o incrustante.
Las membranas tipo espiral fueron inventadas y perfeccionadas por la UOP-Fluid
Systems hace mas de veinte años.
2.- Membranas de fibra hueca
Los perneadores de fibra hueca delgada tienen la única ventaja de ocupar menor
espacio. Y l desventaja es a la hora de reponer membranas.
3.- Membranas planas:
Las del tipo de filtro prensa se emplean en la industria alimenticia y en la
farmacéutica por ser muy fáciles de lavar. También se usan en electrodiálisis.
4.- Membranas tubulares
Éstas ocupan un punto intermedio en costo por metro cuadrado entre las planas y
las espirales.
Se usan para aplicaciones de ósmosis, ultra filtración, industria alimenticia
(concentrar jugos con pulpa).
- Selección de membranas
Una vez definida la aplicación de la membrana, hay que elegir el tipo de material
para la fabricación.
- Rechazo de sales
Si la meta es obtener agua ultra pura, la decisión mas acertada es la membrana
que tenga mayor rechazo de sales a una presión razonable.
- Presión de trabajo
Con el fin de lograr buena productividad a través de la membrana, la presión de
trabajo debe ser superior a la presión osmótica.
- Diseños con membranas de baja presión
Si el objetivo es producir agua ultra pura se debe considerar la membrana de
baja presión. La TFCL goza de un rechazo de sílice del 98%, lo cual permite hacer
idónea para calderas de alta presión.
- Temperatura-Precalentamiento del agua para obtener mejor operación
La opción es precalentar el agua antes de alimentarla a la ósmosis. El agua tendrá
un disminución de la presión de operación al precalentamiento.

17. La razón para precalentar el agua es la solubilidad de sílice. Se sabe que a pH de
6 y a una temperatura de 45 grados centígrados pede llevar la sílice al doble de
concentración en la salmuera de lo que es posible a 20 grados sin que la sílice
precipite.
La membrana idónea para operar a alta temperatura es la que tenga el mayor
rechazo de sales, ya que a alta temperatura baja la presión de operación, y el
paso de las sales aumenta, y esto empeora la calidad del agua.
Si la temperatura de su agua es mayor que 45 ºC existe una membrana utilizada
para concentrar jugo de azúcar a 88 ºC y 800 PSI en la industria azucarera.
- Resistencia al cloro
Los elementos de acetato de celulosa tienen la resistencia más alta al cloro residual
de las membranas disponibles en el mercado para procesar aguas reales.
Si su agua ha sido clorada y contiene oxidantes secundarios, la membrana de
acetato de celulosa puede ser su mejor decisión, ya que estas membranas tienen
muy baja tendencia a ensuciarse y cuando se efectúa una limpieza, se recupera
fácilmente. Estas membranas de acetato de celulosa han demostrado alta
resistencia a niveles de cloro residual de más de 0.5 ppm y de hasta 2 ppm.
Si tiene un agua nítida y cristalina que haya sido clorada y pueda contener
cloraminas, esta puede ser la aplicación correcta para membranas de poliamida
aromática que toleran algo de cloro residual y algo más de oxidantes secundarios.
- Durabilidad comprobada y resistencia al ensuciamiento con hierro y
coloides
Las membranas de poliamida son las más rudas y resistentes al ensuciamiento con
hierro y con coloides. Estos elementos fueros desarrollados en 1977 y tienen más
de diez años de estar operando en todo el mundo con resultados incomparables.
El hecho es que estas membranas se recomiendan cuando se requiere rechazo de
sales más alto de lo que se puede obtener a baja presión.
Normalmente, las plantas existentes están equipadas para operar con bombas de
alta presión las cuales descargan su caudal entre 300 PSI y 500 PSI. La calidad de
estas membranas ha ido mejorando con los años. Hoy día, el rechazo de sales de
los elementos de este tipo para agua salobre es del orden del 99%. La operación
con este tipo de membranas demuestra que, fácilmente pueden operar mucho más
tiempo que el periodo de garantía de 3 años.
- Desalación de agua de mar
A finales de la década de los 70, el gobierno Estadounidense se percató de la
necesidad de construir plantas que pudieran potabilizar cualquier tipo de agua de
charco, o de mar disponible durante esfuerzos bélicos, incluso aquellas
contaminadas con elementos radiactivos, o con toxinas y gérmenes. Se probaron
varios tipos de membrana. Al final de las pruebas surgió la membrana espiral
modelo 1501 TFC como la única y exclusiva membrana aprobada por el ejército, lo
suficientemente ruda como para potabilizar todo tipo de aguas.

18. De esta membrana militar, surgió la tercera generación de membranas para
potabilizar agua de mar. El avance consiste en tomar la misma membrana y
adaptarla a elementos de 8” de diámetro y que requiere el mercado de osmosis a
nivel industrial.
El resultado de esta adaptación, fue el desarrollo de elementos que han establecido
la pauta de alto rechazo de sales a menor presión, lo cual permite potabilizar aun
más económicamente agua de mar en una sola etapa.
Si se tiene una membrana selectiva y de alta calidad se puede potabilizar agua de
mar en una sola etapa a presiones de operación que oscilan entre 750 PSI y 950
PSI. Esto se ha repercutido en un ahorro muy grande en la energía eléctrica que se
requiere para potabilizar el agua de mar.
Estas membranas son capaces de desalar agua de mar con 36.000 mg/l o mas, y
producir agua potable con menos de 300 mg/L en una sola etapa de bombeo a
750-950 PSI.
Estas membranas de nueva generación de agua de mar no solo tiene la ventaja de
ahorrar energía eléctrica, sino que además necesita menos pretratamiento y es mas
fácil de limpiar. Reiteramos que estas membranas no necesitan que se las esté
lavando y reacondicionando constantemente con productos químicos para cerrar los
poros y los defectos. El tiempo entre limpieza de estas membranas es en promedio
de una vez por año en plantas instaladas con tomas de agua superficial.
Otra aplicación, es en plantas que quieran obtener agua ultra pura para calderas o
para proceso, partiendo de agua de mar. Para ello, debemos pasar el agua
procedente de la primera etapa por una segunda obteniendo así aguas de ósmosis
con menos de 10 mg/l y prácticamente sin sílice.
OPERACIÓN
- Verificación de la instalación mecánica
Si la planta es nueva, el operador debe cerciorarse que la instalación mecánica y
eléctrica este efectuado correctamente antes de arrancar el sistema.
En todos los casos, se deben guiar por los instructivos del fabricante del equipo; de
no hacerlo, pondría en grave riesgo la vida útil de sus membranas y de su planta.
- Protección contra la hidrólisis
Es fundamental que los elementos de acetato de celulosa se conserven en lugar
fresco hasta que los instale en su planta. De lo contrario, el deterioro por hidrólisis,
puede dañarlos y disminuirles el rechazo de sales.
Los elementos tipo espiral deben de venir en su caja y empaque de fábrica. Los
elementos deben de venir aparte, y no cargados en los recipientes de presión. Los
elementos de acetato deben ser guardados en lugares frescos, a pH de 4.9 y estar
siempre húmedos, hasta su instalación. La hidrólisis se aumenta en un factor de
diez al aumentar la temperatura en diez grados. Tampoco se han de congelar los
elementos de acetato, ya que la expansión del hielo los dañaría irreversiblemente.
Los elementos TFC no sufren hidrólisis por lo que no hay que refrigerarlos.

19. Aparte, también se debe revisar la caja con los elementos de ósmosis inversa y
comprobar que el contenido no haya sufrido ningún daño físico. También se ha de
revisar que la caja contenga un interconector y las dos juntas tóricas para cada uno
de los elementos de ósmosis inversa.
- Cómo cargar los elementos de tipo espiral
La operación la puede hacer una persona pero será más seguro si lo hacen entre
dos. Habrá que proceder paso a paso como se indica a continuación:
1. Limpie bien el interior del recipiente de presión agua, para que no queden
escombros ni polvo. Después cerciórese de que las dos ranuras internas de los
extremos no tengan arena, sales u otra materia extraña.
2. Saque un elemento de su caja. Abra la bolsa de plástico y remueva el
elemento espiral de la bolsa. Si no lo ha hecho todavía anote el número de serie
de cada elemento y la posición que ocupa en cada recipiente de presión.
3. Coloque un solo sello “U” en la ranura del extremo de alimentación del
elemento espiral. Hay que cerciorarse que la pestaña del sello “U” apunte en
dirección contraria al flujo de manera que el flujo la selle contra la pared del
tubo de presión.
4. Insertar ¾ partes del primer elemento en el recipiente de presión. Siempre
se insertan por el extremo de alimentación y remueven por el otro. Coloque el
anillo de polietileno en la ranura del recipiente de presión para que no se atore
el sello en esta ranura.
5. Lubricar el sello “U” (sello de salmuera) con glicerina o lubricante de silicona
(se recomienda por ser más resistente) sin abusar para no ensuciar las
membranas.
6. Colocar y empacar tipo “O” (arosellos) en cada extremo de un
interconectador. Lubricar los arosellos e inserte el interconectador en el
elemento que ya está presentado en el tubo
7. Tomar un segundo elemento y mientras una persona aguanta el primero, la
segunda persona inserta el segundo elemento en el interconectador,
alineándolo.
8. Empujar el conjunto de elementos hacia adentro con cuidado, mientras que
el ayudante alce ligeramente la parte anterior de la segunda membrana para
que no se atore el sello “U” (sello de salmuera) en la ranura del recipiente de
presión.
9. Continuar con el procedimiento anterior hasta que se cargue el tubo al
completo. Si tiene membranas tipo “closed coupled”, el anillo de empuje va en
el extremo de descarga del recipiente.
10. Determinar que tipo de tapa va en cada extremo del tubo. Presentar con tubo
abierto en el extremo donde tenga el cabezal de descarga de producto y
remover. Ahora colocar un empaque “O” grande en la ranura de la tapa y
lubricar con silicona o glicerina. Insertar un adaptador en el elemento. La tapa
que se coloca primero es siempre la que va en el extremo de descarga de
salmuera.

20. 11. Quitar el anillo de Polietileno y colocar dos de las piezas del anillo segmentado
que tengan el corte de 90º primero. Colocar el segmento/s que tiene los dos
cortes de media luna. Girar el anillo para que las dos piezas con corte de 90º
queden hacia arriba y las ranuras entre las piezas queden arriba en posición
vertical. Colocar ahora el anillo de retén.
12. Regresar al lado de alimentación, y empujar fuertemente los elementos de
membrana, para que se asienten firmemente contra la tapa que se acaba de
colocar.
13. Si se tienen elementos MAGNUN o membranas de acoplamiento contiguo
(closed clouped) e interconectores internos, ya se puede cerrar la tapa igual que
la del otro lado.
14. Terminar de ensamblar todos los tubos de presión del sistema repitiendo el
mismo procedimiento.
15. Verificar que todas las tapas están colocadas, todos los anillos segmentados,
en su lugar, y todos los retenes en su posición correcta en la ranura del anillo
segmentado.
16. Ahora se puede arrancar el sistema como se indica en el manual de operación,
y si no posee tal manual, se puede hacer como sigue.
- Puesta en marcha de los elementos
Después de que el sistema esté correctamente instalado y no posee otra instrucción
se puede arrancar como sigue:
1. Eliminar el aire del sistema. Con la bomba de ayuda, o con la presión de
línea, abra completamente todas las válvulas de alimentación y de rechazo para
inundar el sistema y barrer el aire de éste.
Durante la purga de aire, la presión de entrada debe ser de 30 a 50 PSI.
Si se tienen membranas de acetato es recomendable comenzar a controlar el
pH durante esta purga.
2. Ajustar las válvulas de control de manera que durante el arranque no se
puedan dar golpes de ariete.
3. Dar varios golpes de arranque a la bomba de alta presión por unos segundos
para eliminar posibles bolsas de aire y dejar que el sistema se asiente por un
minuto. Si sigue saliendo aire, continuar con los golpes de arranque.
4. Cerciorarse que la válvula de rechazo esté a la mitad de su paso.
5. Arrancar la bomba de alta presión y ajustar inmediatamente la presión de
alimentación a las membranas de ósmosis abriendo o cerrando la válvula de
descarga de la bomba, según presiones de operación indicadas para cada tipo
de membrana.
6. Ajustar la válvula de rechazo para obtener la recuperación correcta de
diseño, parámetro clave de la operación de la ósmosis inversa.

21. 7. Manteniendo la bomba de alta presión en funcionamiento, volver a repetir los
ajustes de válvula afinándolos hasta que la planta quede en sus condiciones de
diseño.
8. Ajustar las bombas dosificadoras de ácido lentamente hasta obtener el pH
correcto. Ajustar la bomba de anti-incrustante hasta obtener la dosificación
correcta.
9. Si las membranas son nuevas o han estado largo tiempo guardadas en
formol, se deberá tirar el producto que salga del sistema durante las dos
primeras horas.
10. Después que el sistema esté en operación una hora, tome nota de los
parámetros de operación. Durante las primeras 24 horas, sobre todo después
de una limpieza, las membranas necesitan estabilizarse (periodo de
asentamiento).
11. Durante éste periodo de asentamiento, es primordial tomar lecturas completas
de todos los datos de operación, ya que esto establece las condiciones base del
sistema.
12. Tomar los datos de operación al menos una vez al día. Es importante tener
buenos datos de la evolución de la operación, para poder analizar problemas.
13. No cerrar nunca la válvula de rechazo para tratar de compensar por pérdidas
de productividad, ya que puede ocasionar daños irreparables a las membranas
14. Paradas. Si se va a parar la planta por más de una hora se recomienda que
haga un “flushing” (arrastre de alta velocidad, para limpiar membranas).
- Problemas de operación
SÍNTOMA: disminución en la presión de operación normalizada, conductividad alta.
Las membranas de acetato pueden perder su habilidad de rechazar sales si se
hidrolizan al exponerse a pH o temperatura incorrectas, o si sufren ataques por
bacterias. Esto normalmente se refleja en un aumento de productividad,
disminución de la presión de operación, y en una calidad de producto que empeora
rápidamente.
Si se sospecha un ataque bacteriano a membranas de acetato, tomar medidas
inmediatas para esterilizar el sistema, y verificar la dosificación y existencia de
residual de cloro. No esperar a que el daño sea irreparable.
Las membranas de poliamida no sufren ataque bacteriano: ensuciamiento
bacteriano reversible, si, ataque bacteriano irreversible, no.
SÍNTOMA: aumento de la presión de operación y aumento de la conductividad.
Esto, normalmente se debe a taponamiento o incrustación de las membranas con
las impurezas del agua.
- ¿Cuándo limpiar las membranas?

22. Cuando la presión de entrada aumente 10% o la productividad baje 10% a una
temperatura constante, o cuando la presión diferencial de las membranas aumente
más de 10% sobre las originales, o sobre las de iniciación de operación estabilizada
después de lavados o arranques por mantenimiento, se debe parar la planta y lavar
las membranas. Al mismo tiempo debe tratar de corregir cualquier fallo en el
pretratamiento o en la operación, que esté ocasionando el ensuciamiento.
Las membranas se deben limpiar lo menos posible, porque los lavados representan
condiciones agresivas que a la larga, las envejecen y desgastan.. sin embargo, es
fundamental limpiarlas antes de que el ensuciamiento obstruya los canales
hidráulicos.
LIMPIEZA EFICAZ DE MEMBRANAS
- Cómo limpiar
Se necesita un equipo de limpieza. Este consiste en un tanque de fibra de vidrio, un
filtro de cartucho de plástico de 25 micras, una bomba centrífuga de plástico o
inoxidable, una válvula de control, un rotámetro de plástico, una manguera para
aumentar a las membranas y otra de retorno.
Lo más importante de una limpieza es tener el caudal correcto para barrer las
impurezas. Dependiendo de la capacidad de la bomba podrá lavar un banco
completo, o tubo por tubo. Con membranas espiral, por cada tubo de 8” necesita
un caudal de 35 a 40 GPM, mientras que por cada tubo de 4” necesita un caudal de
8 GPM. La presión de lavado no debe ser menor de 60 PSI.
- Temperatura de limpieza
Lo segundo más importante es la temperatura de lavado. Los lavados son más
eficaces a temperaturas elevadas. Notar la temperatura máxima de lavado para las
distintas membranas en el instructivo del fabricante, y caliente el agua a la
temperatura máxima que estas toleran.
Después de esto, es fundamental ajustar el pH de la solución de lavado al nivel
correcto.
- Con qué limpiar
Cada planta tiene que encontrar su solución de lavado más óptima, ya que
literalmente no existen dos aguas con condiciones idénticas, y la disponibilidad de
reactivos varía en cada caso. Sin embargo, la experiencia establece ciertas reglas
generales que pueden acortar la búsqueda de la solución óptima.
- Preparación de la solución de limpieza
La solución de limpieza se prepara con agua producto (permeado) y la cantidad de
reactivos que indique el fabricante. Nunca utilice agua de mar para preparar
solución de limpieza. La solución más común que se utiliza para limpiar membranas
es la solución tipo detergente universal, para materia orgánica y materia coloidal.
Esta se puede preparar como sigue:
Un metro cúbico de permeado.
20 Kg de fosfato trisódico o hexametafosfato (detergente).

23. 8 Kg de AEDT en polvo.
- Recomendaciones generales sobre limpieza de membranas
Limpiar las membranas lo menos posible. Si se está lavando a mas de 4 veces por
año, tratar de mejorar el pretratamiento, ya que cuestan dinero, interrumpen la
producción y acortan la vida útil de las membranas.
Seguir las recomendaciones del fabricante de las membranas.
- Ensuciamiento con hierro o manganeso
Se recomienda un lavado con solución al 1% de ácido cítrico, la cual se le ajusta el
pH a 4.0 con amoniaco.
El lavado cítrico siempre se sigue inmediatamente con un lavado con detergente.
- Incrustación de sulfatos de estroncio, calcio, o poliacrilatos
Lavar con la misma solución de 2% de ácido cítrico, pero ajuste el pH a 8.0 con
amoniaco.
Otra manera de quitar estas incrustaciones es circulando permesdo o agua
destilada por las membranas durante semanas para disolver las incrustaciones
lentamente.
- Materia coloidal
Materia coloidal en membranas de acetato. Si no encuentra los reactivos
recomendados por el, fabricante, estas se pueden lavar con una solución 1% de
detergente que no tenga blanqueador de hipoclorito, u otro tipo de clorado.
Materia coloidal en membranas de TFC. No se recomienda que se utilice detergente
comercial, ya que pueden contener blanqueantes que dañen las membranas. Lavar
con solución de hexametafosfato al 1%.
- Ensuciamiento con bacterias
Para lavar cada 24 horas, con una solución 1-1-1 la cual consiste en 1% de fosfato
trisódico, 1% de tripolifosfato y 1% de AEDT.
Bacterias con membranas de acetato. Se puede esterilizar con 0.5 mg7l de cloro o
de yodo. Con cualquier tipo de membrana puede esterilizar con 1% de formol.
Después de lavar con formol es conveniente lavar inmediatamente con detergente
fosfatado.
- Sílice
Con membranas de TFC, la sílice se puede lavar con hidróxido de sodio a pH 11 al
cual se le añade 0.5% de haxametafosfato. Con membranas de acetato el pH no
puede ser tal alto, sino sobre un pH de 7.5.
- Rejuvenecedor de membranas de acetato de celulosa (coloide 189)

24. Si se tienen membranas de acetato de celulosa que tengan más de un año, y cuyo
paso de sales se haya doblado, pero que tengan rechazo superior al 85%, se
pueden restaurar si se añade un polímero coloidal parecido al que se usa en los
radiadores de los coches, coloide 189. Este coloide debe utilizarse con las
membranas bien limpias para que se pegue.
El coloide 189 se debe utilizar en línea con las membranas limpias, dosificándolo
con la bomba de ácido a razón de 15 ppm, por media hora hasta que se estabilice
el rechazo a sales.
NORMALIZACIÓN DE DATOS
Este simple procedimiento es como sigue:
1. Asegurarse de que los instrumentos estén funcionando y calibrados. Verificar
caudales.
2. Establecer una ruta diaria de recolección y registro de datos de cada sistema.
Si el sistema está dividido en secciones, se deben tomar datos de todas las
secciones.
3. Los datos mínimos que se tomen deben ser los siguientes:
Alimentación Permeado Concentrado
FLUJO SI SI SI
CONDUCTIVIDAD SI SI SI
TEMPERATURA SI - -
PRESIÓN SI SI SI
pH SI - -
4. Las hojas de datos se deben almacenar en un lugar seco y seguro, con fácil
acceso para referencia.
5. La toma de datos debe comenzar al poner en marcha el sistema,
inmediatamente después que este se estabilice a la primera hora del arranque.
6. Se deben tomar datos adicionales y lecturas más frecuentes durante periodos
críticos.
7. Los datos de los registros diarios, deben ser dibujados en gráficas. Las
gráficas que más frecuentemente se pueden dibujar son las siguientes:
- Rechazo como función de las horas o días de operación.
- Caudal de permeado como función de las horas o días de operación.
- Presión diferencial como función de las horas o días de operación.
8. Con el propósito de permitir una comparación precisa del comportamiento de
la membrana en el transcurso del tiempo, es necesario normalizar los datos,
especialmente los de caudal de producto.
9. La normalización de los datos se efectúa multiplicando las lecturas del caudal
de permeado por los factores de ajuste de presión y de temperatura.

25. SELECCIÓN DE EQUIPO
Los equipos principales del módulo de ósmosis inversa son los siguientes:
- Bomba de alta presión
Es el corazón de la ósmosis inversa. Una bomba bien seleccionada puede durar
mucho más de diez años durante su vida útil con escaso mantenimiento. Para
plantas de ósmosis inversa de agua salobre a las presiones convencionales de 400-
500 PSI, las bombas Goulds y Sunflo han dado buenos resultados.
- Elementos de membranas de ósmosis inversa
A no ser que se tenga un agua insólitamente pura, se recomienda que se
seleccionen membranas del tipo espiral por las razones técnicas que se han dado, y
porque su costo es normalmente inferior a las de fibra hueca delgada. Si tiene agua
municipal o agua contaminadas con aguas negras, la membrana espiral de acetato
de celulosa es idonea. Las de poliamida son recomendables para aguas en que por
sus impurezas, se consideren difíciles, ya que estas pueden limpiar en condiciones
extremas de pH y temperatura.
- Arreglo de membranas
La alta recuperación no solo ocasiona problemas de alta concentración de sales en
la capa límite, sino que puede disminuir el caudal de rechazo por debajo de los
límites hidráulicos de diseño.
Si se excede el caudal máximo de operación, el problema principal es que la presión
diferencial a lo largo del tubo sube exponencialmente con el caudal. Cuando esto
ocurre se rompen los tubos centrales y telescopean los elementos.
- Tuberías de alta presión
En las plantas convencionales, las tuberías y cabezales normalmente son de acero
inoxidable 316.
- Válvulas
Las plantas se diseñan con una válvula de retención en la descarga de la bomba de
alta presión para evitar que cualquier retropresión pueda reventar los filtros de
cartucho o la tubería de PVC de alimentación. Si la bomba es de tipo centrífuga, se
coloca una válvula de control en la descarga de la bomba de alta presión. La válvula
de rechazo es la más importante en todo el sistema ya que controla la recuperación
del sistema, y por consiguiente la concentración y saturación de sales en la
salmuera concentrada que sale por el rechazo.
- Instrumentación y control
La instrumentación de una planta de ósmosis varía desde instrumentación y control
con microprocesadora, como en las plantas termo eléctricas y refinerías, hasta
plantas que tienen dos válvulas manuales, 2 rotámetros, y un manómetro de
presión.