Este documento describe varios métodos para desalinizar el agua, incluyendo la destilación, osmosis inversa, electrodiálisis e incluso congelación. La destilación se realiza mediante la evaporación y condensación repetida del agua salada para separar la sal. La osmosis inversa usa membranas semipermeables y presión para forzar el agua a fluir en la dirección opuesta a la osmosis natural. La electrodiálisis usa membranas cargadas y corriente eléctrica para separar iones disueltos.

1. Capitulo 2.- Métodos de desalinización de Agua
2.1 Destilación
La desalación por destilación se realiza mediante varias etapas, en cada una
de las cuales una parte del agua salada se evapora y se condensa en agua
dulce. La presión y la temperatura van descendiendo en cada etapa
lográndose concentración de la salmuera resultante. El calor obtenido de la
condensación sirve para calentar de nuevo el agua que hay que destilar. En
esta tecnología se basa el Seawater Greenhouse, un invernadero para zonas
costeras áridas que usa agua salada para el riego.
2.1.1 Invernadero destilador
El procedimiento más simple y barato para destilar agua de mar consiste en el
invernadero destilador. El agua salada se calienta en el interior de un
invernadero por la acción de los rayos solares.
El vapor que se forma se condensa sobre los cristales, y las gotas de agua se
recogen en un canal. Un destilador de este tipo funcionó, durante 40 años, en
las salinas de Chile a finales del siglo pasado, donde suministraba 20 m³ por día
de agua dulce. Sin embargo, las posibilidades de este sencillo procedimiento
son limitadas, ya que la producción no
puede sobrepasar los 4 o 5 litros por día y por
m² de superficie de agua.
Para destilaciones a gran escala se emplea el
método de evaporación súbita. Agua de mar
bajo presión se calienta a 100° C y se
introduce en una cámara que se encuentra
a una presión menor. El resultado es una evaporación instantánea por

2. descompresión, llamada destilación súbita. El vapor se condensa en tubos por
los que fluye agua de mar fría, calentándola.
El agua dulce se separa, mientras que el agua salada no evaporada pasa a
otra cámara que tiene una presión menor que la primera. La vaporización
instantánea ocurre otra vez, la temperatura del agua salada disminuye,
mientras que la del agua de mar que corre por los tubos, para condensar el
vapor, aumenta.
En este procedimiento el intercambio de calor es muy eficiente. Cuando agua
de mar a 20° C es calentada a 100° C, evaporada en varias cámaras y
eventualmente descargada a 30° C otra vez al mar, las pérdidas de calor son
escasas.
En la actualidad esta técnica representa 70% de la capacidad instalada en la
Tierra. Sus desventajas son la corrosión y las incrustaciones de sales como
carbonato de calcio (CaCO3), hidróxido de magnesio (Mg (OH)2) y sulfato de
calcio (CaSO4).
2.2 Osmosis inversa
La Osmosis Inversa consiste en separar un componente
de otro en una solución, mediante las fuerzas ejercidas
sobre una membrana semi-permeable. Su nombre
proviene de "osmosis", el fenómeno natural por el cual
se proveen de agua las células vegetales y animales
para mantener la vida.
En el caso de la Osmosis, el solvente (no el soluto) pasa espontáneamente de
una solución menos concentrada a otra más concentrada, a través de una
membrana semi-permeable. Entre ambas soluciones existe una diferencia de
energía, originada en la diferencia de concentraciones. El solvente pasará en el
sentido indicado hasta alcanzar el equilibrio. Si se agrega a la solución más

3. concentrada, energía en forma de presión, el flujo de solvente se detendrá
cuando la presión aplicada sea igual a la presión Osmótica Aparente entre las
2 soluciones. Esta presión Osmótica Aparente es una medida de la diferencia
de energía potencial entre ambas soluciones. Si se aplica una presión mayor a
la solución más concentrada, el solvente comenzará a fluir en el sentido inverso.
Se trata de la Osmosis Inversa. El flujo de solvente es una función de la presión
aplicada, de la presión osmótica aparente y del área de la membrana
presurizada.
Los componentes básicos de una instalación típica de osmosis inversa consisten
en un tubo de presión conteniendo la membrana, aunque normalmente se
utilizan varios de estos tubos, ordenados en serie o paralelo. Una bomba
suministra en forma continua el fluido a tratar a los tubos de presión, y, además,
es la encargada en la práctica de suministrar la presión necesaria para producir
el proceso. Una válvula reguladora en la corriente de concentrado, es la
encargada de controlar la misma dentro de los elementos (se denominan así a
las membranas convenientemente dispuestas).
Hoy en día, hay 3 configuraciones posibles de la membrana: el elemento
tubular, el elemento espiral y el elemento de fibras huecas. Más del 60% de los
sistemas instalados en el mundo trabajan con elementos en espiral debido a 2
ventajas apreciables:

Buena relación área de membrana/volumen del elemento.

Diseño que le permite ser usado sin dificultades de operación en la mayoría de
las aplicaciones, ya que admite un fluido con una turbiedad más de 3 veces
mayor que los elementos de fibra hueca.

4. Este elemento fue desarrollado a mediados de la década del 60, bajo contrato
de la oficina de aguas salinas. En la actualidad estos elementos se fabrican con
membranas de acetato de celulosa o poliamidas y con distinto grados de
rechazo y producción.
2.3 Electrodiálisis
El proceso de electrodiálisis es un procedimiento mediante el cual se pueden
extraer los iones disueltos en agua, haciéndola pasar por una serie de
membranas ion-selectivas, con ayuda de energía eléctrica.
El dispositivo para realizar tal procedimiento consiste en varias celdas hechas
con membranas ion-selectivas. Cada celda consta de una membrana
catiónica y otra aniónica. La membrana de intercambio catiónico tiene carga
negativa y es permeable a cationes tales como Na+, K+ y Ca2+, mientras que
la membrana de intercambio aniónico está cargada positivamente, y es
permeable para aniones. Una serie de estas celdas se coloca en el electrolito a
depurar, de manera que al colocar un par de electrodos en el mismo y aplicar
una corriente eléctrica, los aniones y cationes presentes como soluto migrarán
hacia el ánodo y el cátodo respectivamente, atravesando las membranas
catiónica y aniónica según corresponda, y pasan a formar parte de un
electrolito más concentrado, obteniéndose como producto un agua libre de
minerales.
El producto obtenido se puede hacer pasar luego por un medidor de
conductividad, a fin de valorar la efectividad del procedimiento.
El procedimiento se puede repetir, hasta lograr retirar todos los iones de la
solución.
Dicho en otras palabras, en la electrodiálisis se elimina soluto indeseable de un
electrolito, mediante un proceso de separación electroquímica en el cual se

5. utilizan membranas cargadas en conjunto con una diferencia de potencial
eléctrico.
En el proceso de electrodiálisis, el agua fluye entre las membranas catiónicas y
aniónicas colocadas de manera alternada, formando una especie de batería o
acumulador. La corriente continua es la que aporta energía para la migración
de los iones disueltos a través de las membranas. Estos iones son eliminados o
concentrados hacia los pasos de agua por medio de las membranas selectivas.
En un sentido amplio, podríamos decir que mediante la técnica de
electrodiálisis se pueden llevar a cabo
distintos procesos de separación en
general, tales como separación y
concentración de sales, ácidos y
bases
de
soluciones
acuosas,
la
separación de iones polivalentes y
monovalentes, o separación de iones
y moléculas no cargadas, entre varios
otros procesos posibles.
El proceso de electrodiálisis es usado
en muchos lugares del mundo para la
desalación del agua salobre y para
potabilizar agua. Una variante de este procedimiento, la electrodiálisis inversa,
ha desplazado a su predecesora la electrodiálisis unidireccional, en el proceso
de desalación del agua. El método de electrodiálisis inversa aplica los mismos
principios que la electrodiálisis unidireccional; la diferencia radica en que los
electrodos se intercambian t res o cuatro veces por hora, cambiando la
dirección de la electricidad y por tanto, los iones migran en sentido opuesto. De
esta manera se logra disminuir las incrustaciones y los depósitos de residuos en
el dispositivo.

6. Además, se están desarrollando membranas con mejores selectividades, menor
resistencia eléctrica y con propiedades químicas y térmicas mejoradas, que
permitirían la aplicación de la técnica de electrodiálisis en la producción de
medicamentos, alimentos y en el tratamiento de aguas residuales.
En muchas de sus aplicaciones, la técnica de electrodiálisis compite
directamente con otros procesos de separación, como la destilación, el
intercambio iónico, la ósmosis inversa y otros procedimientos.
2.4 Congelación
Cuando el agua salada se congela, el hielo prácticamente no contiene nada
de sal. Puede entonces obtenerse agua dulce a partir del congelamiento
parcial del agua de mar, separando el hielo y luego derritiéndolo. La
congelación supera a la destilación ya que se necesita menos energía para
congelar el agua que para evaporarla, y en que no hay formación de
depósitos minerales en las máquinas, como ocurre cuando se debe llegar a
altas temperaturas. La mayor desventaja de este proceso consiste en la
dificultad de eliminar la salmuera que tiende a adherirse a los cristales de agua
dulce congelada.
El remolque de icebergs de las regiones polares a lugares que requieren agua
dulce se relaciona con este proceso. Esta experiencia se realizó en 1890 y en
1900, cuando varios barcos arrastraron pequeños icebergs hasta Valparaíso, en
Chile, y el Callao, en Perú, cubriendo una distancia de casi 4 000 km. Sin
embargo, hay aún muchos problemas técnicos por resolver, como la ruptura
del iceberg durante el viaje y la distribución del agua en el lugar requerido.
Las técnicas para desalar el agua de mar están bien establecidas. No obstante,
el precio del metro cúbico de agua dulce producido es todavía muy alto, lo

7. que las limita a los países ricos o a los que tienen energéticos baratos, como los
países productores de petróleo.
Para terminar con el método de congelación, un detalle curioso. Hace unos 10
000 años, al término de la última glaciación en los glaciares de Groenlandia y la
Antártida, se encontraba 80% del agua dulce del planeta en estado sólido. Una
sociedad danesa está lanzando al mercado cubos de hielo cortados
directamente de los icebergs. Al fundirse el hielo, las microscópicas burbujas de
aire en él atrapadas hace miles de años, dan la efervescencia del agua
gaseosa
a
las bebidas
donde
se
colocan
dichos
cubos.