Tópico 7. Innovación y Desarrollo. Osmosis Inversa

Osmosis Inversa

Las plantas selectivas de molibdeno requieren el uso de aguas que no contengan una excesiva carga iónica, pues ésta influye directamente en la fisicoquímica del proceso de flotación. La continua recirculación de las aguas de proceso genera un envenenamiento progresivo en todo el circuito, por lo que se requiere idealmente establecer una razón entre estas aguas y un potencial suministro de agua con reducida carga iónica para no comprometer la selectividad del producto final. Debido a la progresiva escasez hídrica provocada por el calentamiento global del planeta, la disponibilidad y uso efectivo de agua fresca es cada vez una opción más restrictiva, resultando como segundo candidato natural la utilización de agua de mar desalada. El desafío más realista es, por tanto, propender a desalar agua de mar en futuros proyectos de gran envergadura o, en su defecto, depurar iónicamente las aguas de proceso, a fin de utilizarlas como fuente hídrica primaria o de dilución en los procesos que así lo requieran.

La práctica industrial más utilizada para desalinizar agua de mar (aprox. 39 g/l de sales totales disueltas), o bien aguas de proceso con alta carga iónica, es la osmosis inversa (o RO de sus siglas en inglés Reverse Osmosis). Este método consiste en aplicar un filtro (o barrera) de moléculas disueltas, iones e incluso especies biológicas (como bacterias), permitiendo que el agua se purifique. Dicho filtro corresponde a una membrana semipermeable que retiene gran parte de las sales disueltas en el agua, permitiendo sólo el paso de moléculas muy pequeñas, entre éstas el agua, por cierto.

Primero resulta importante resumir el proceso natural de osmosis, donde el solvente se desplaza desde una zona de baja concentración de solutos, a través de una membrana, hacia otra de alta concentración de solutos. La fuerza motriz que genera el movimiento del solvente corresponde a la presión osmótica, debido a la disminución en la diferencia de la concentración del solvente en las dos zonas. La osmosis inversa, en cambio, se produce al ejercer una presión externa que supera a la presión osmótica, logrando con ello el efecto contrario: el desplazamiento del solvente de la zona de alta concentración de solutos hacia la de menor concentración.

En un proceso de filtrado de sólidos por membrana el mecanismo imperante de remoción de partículas es la exclusión por tamaños y su eficiencia no depende de la concentración. Al contrario, en la osmosis inversa el mecanismo de separación de solvente y soluto es por diferencias de solubilidad y difusividad, y su eficiencia depende de la concentración del soluto a remover como de la presión ejercida. La purificación de agua por osmosis inversa puede alcanzar hasta la remoción del 98% de iones disueltos[1], constituyéndose en un proceso altamente eficaz para generar un producto que reemplace el agua fresca natural en los procesos de flotación.

El mayor desafío entonces que enfrenta el proceso de osmosis inversa recae en su eficiencia y cómo lograr lo anterior a un costo razonable. Uno de los focos principales lo constituye la membrana semipermeable, cuyas propiedades afectan directamente la generación de agua purificada. En los últimos años se han desarrollado membranas de osmosis inversa de alto rendimiento, que mejoran el desplazamiento del solvente, el rechazo y tolerancia de nuevas partículas, y que tienen a su vez mayor estabilidad térmica.

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[1] Lamma OA, Abubaker M. Outhman, Lamma SA – Impact of Reverse Osmosis on Purification of Water

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