¿Qué es la Ósmosis Inversa?

¿Qué es la ósmosis?

La ósmosis es un fenómeno físico-químico de difusión pasiva que implica un movimiento neto de agua a través de una membrana selectivamente permeable que limita dos compartimentos, y es provocado por la diferencia de concentración (gradiente) de una solución acuosa entre ambos compartimentos. La ósmosis es un fenómeno biológico importante para la fisiología celular de los seres vivos.

¿En que consiste el proceso de ósmosis inversa?

El proceso de la ósmosis inversa utiliza una membrana semipermeable para separar y para quitar los sólidos disueltos, los orgánicos, los pirogénicos, la materia coloidal submicro organismos, virus, y bacterias del agua. El proceso se llama ósmosis “reversa” cuando se requiere la presión para forzar el agua pura a través de una membrana, saliendo; las impurezas detrás. La ósmosis reversa es capaz de quitar 95%-99% de los sólidos disueltos totales (TDS) y el 99% de todas las bacterias, así proporcionando un agua segura, pura.

En proceso de la osmosis inversa el agua es forzada a cruzar una membrana, dejando las impurezas detrás. La permeabilidad de la membrana puede ser tan pequeña, que prácticamente todas las impurezas, moléculas de la sal, bacterias y los virus son separados del agua.

Principio de la Osmosis Inversa

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 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 dos 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 ósmosis inversa. El flujo de solvente es una función de la presión aplicada, de la presión osmótica aparente y del área de la membrana presurizada.

Componentes de la ósmosis inversa

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.

Características de la ósmosis inversa

Aplicaciones de la ósmosis inversa

La osmosis inversa puede aplicarse en un campo muy vasto y entre sus diversos usos podemos mencionar:

Proveedores de sistemas de ósmosis inversa

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A continuación le presentamos a FESTA-Hidrogel, proveedor de sistemas de ósmosis inversa:

FESTA-Hidrogel es una empresa dedicada al tratamiento y acondicionamiento de aguas potables y residuales.

La empresa cuenta con la implementación y operación de sistemas de ósmosis inversa para la remoción de sales y contaminantes de las aguas potables. En este aspecto, su especialidad es configurar sistemas de tratamiento por medio de ósmosis inversa que son desde equipos domésticos con capacidad de 25, 50 y 100 galones por día, hasta equipos con capacidad de 100,000 litros por día.

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Actualmente, diversas industrias se encuentran comprando tecnología de punta para obtener productos de calidad, sin tener mucho cuidado en el control del proceso. Para lograr una buena calidad, es necesario no sólo tener control en el equipo, sino también en la gente que se encarga de su manejo y en la normatividad, entre otras cosas de importancia.

Para hablar de la importancia de este tema, contactamos al Ing. Alberto Helguera Resendiz, Director General de la empresa Helguera y Asociados S. A. de C.V., quien con su amplio conocimiento en el tema nos habló particularmente acerca de la importancia de mantener la calidad del agua en la industria biofarmacéutica.

El Ing. Helguera, comenzó explicándonos el porqué de este tema: "diversas industrias tienen diferentes estándares de calidad de agua, dependiendo de las necesidades propias de cada industria. Por ejemplo, el agua que se utiliza para lavar equipos en la industria alimenticia, es agua potable que sólo tiene que estar desinfectada; en la industria de las bebidas, el agua debe ser de una mejor calidad y para obtener agua embotellada, los requerimientos en la calidad son aún mayores. En la industria biofarmacéutica, en particular, los requerimientos son aún mucho mayores. En general, se utilizan dos tipos de agua, la USP (United States Pharmacopeia) y la WFI (Water for Injection). El agua USP sirve para la fabricación de jarabes, medicamentos, lavar equipos, enjuagar frascos o viales de vidrio para ampolletas, entre otras. La WSI, debe tener una mayor pureza sin sales minerales, compuestos orgánicos y bacterias".

En cuanto al método de obtención de este tipo de agua, nos dijo: "el agua USP se obtiene mediante un doble paso de osmosis inversa seguida de una electrodesionización continua o con un paso de osmosis inversa continuando con la electrodesionización; el agua WFI, como es de mayor pureza, además de los procesos anteriores, requiere de un destilador, debido a que el cambio de fase elimina cualquier tipo de impurezas, obteniendo agua de una pureza elevada".

Como ya hemos mencionado, se necesita tener una excelente calidad de agua, principalmente en la industria biofarmacéutica, ya que de esto dependerá nuestro producto final, que es para consumo humano. Para lograr esto, es necesario tener un buen control del proceso, a lo que el Ing. Helguera nos comentó: "para lograr la calidad final, es de suma importancia controlar el proceso. El proceso son todas las acciones, mediciones, monitoreos que tienen que realizar los operadores para garantizar tanto la calidad como la cantidad del agua que se esta requiriendo."

El control de proceso es vigilar todas las etapas en la producción y para lograr esto, según el Ing. Helguera, es necesario cumplir con algunos factores.
Instalaciones y equipos adecuados: se debe de contar con un espacio adecuado para la operación y mantenimiento, además de equipos adecuados para lograr la calidad del agua; instrumentos de monitoreo para medir y controlar parámetros como lo son pH, conductividad, carbón orgánico total (TOC), y en el momento que se detecte algún valor por arriba o debajo de lo normal, desviar el agua al drenaje o regresarlo al inicio del proceso. Además de contar con personal capacitado para la calibración de estos instrumentos, para garantizar el buen funcionamiento de los equipos mismos y estar seguros de que se logra la calidad esperada del agua.

Material de los equipos y sistemas de distribución de agua: estos son de suma importancia, ya que son los que van a estar en contacto directo con el agua ultrapura. Debido a la alta pureza que se logra obtener en el agua producto, esta tiende a degradar los materiales con los que se tiene contacto, provocando así que esta agua se vuelva a contaminar.

Instrumentos con la exactitud requerida: Se requiere tener los mejores instrumentos de medición y control, así como contar con una frecuente y buena calibración para evitar errores en el monitoreo que nos lleven a mediciones erróneas y a que los parámetros de calidad no se cumplan.

Contar con operadores certificados: que conozcan lo que están manejando y sepan que hacer en caso de alguna falla. O bien, si el producto no cumple con los requerimientos de calidad saber el por qué y dar una solución en base a su conocimiento especializado.

Bitácora: llevar en todo momento una bitácora diaria de operación, en donde se incluyan todos los registros tanto electrónicos como manuales de todos los parámetros de operación, para en el caso de que ocurra alguna desviación en el proceso, tener un plan de acción, así como poder prever desviaciones futuras y mantenimientos preventivos.

"Estos 5 puntos," continuó el Ing Helguera, "son importantes de mantener, si la empresa está interesada en obtener una excelente calidad en sus productos. Pero, sin duda, para cumplir bien con la mayoría de estos puntos es de gran importancia el factor humano. Contar con la gente adecuada y bien capacitada para garantizar el uso correcto del equipo y por lo tanto un producto que cumpla con los estandares requeridos."

Helguera y Asociados, S.A. de C.V., es una empresa que tiene como propósito no sólo limitarse a ser proveedor de equipos, filtros o accesorios, sino de proponer una solución a a las necesidades que en concreto tenga cada proceso, industria, empresa o institución.

"Nosotros como empresa fabricamos y distribuimos equipos y sistemas completos llave en mano, de alta tecnología para producir y monitorear agua hasta su última fase. Diseñamos, comercializamos, vendemos y brindamos servicio técnico profesional para todo lo que es el equipo de purificación de agua a través de las diferentes tecnologías", dijo el Ing. Helguera, "además de brindar la capacitación adecuada a operadores en el manejo del equipo, lo que garantizará el óptimo desempeño del mismo; al final de la capacitación, se entrega un diploma que lo valida como operador calificado para la operación del equipo o sistema.

"Uno de los asuntos mas importantes para que los equipos y sistemas funcionen como se espera y produzcan siempre el agua en la cantidad y calidad requerida es el adecuado y oportuno soporte técnico, tanto en servicios de mantenimientos preventivos y correctivos, como en el refaccionamiento original y el re-entrenamiento a los operadores nuevos, para mantener en todo momento el mismo desempeño de cuando el sistema es nuevo., finalizó el Ing. Alberto Helguera".

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Lubricante permanente para instalación de cable en ductos

Cuando se instala un cable por un método tradicional de inmersión en un ducto estándar la fuerza de jalado se considera lineal para un tramo de ducto en una sección recta, ya que la fuerza de fricción es constante entre el forro del cable y el ducto.

Por el contrario en una sección curva la fuerza de jalado se considera exponencial ya que la fuerza de fricción es proporcional a la fuerza de jalado en la sección curva.

Esta fuerza de jalado exponencial es llamada “Efecto Capstan”, y limita las longitudes de inmersión de un cable en un ducto, por el efecto significativo entre los coeficientes de fricción del forro del cable y ducto. Para reducir estos coeficientes son utilizados los lubricantes líquidos o aerosoles. Al instalar un cable dentro de un ducto de polietileno utilizando una fuerza de jalado se crea una fricción que se subdivide en Fricción Hidrodinámica y Fricción de Límite.

La fricción hidrodinámica o de película gruesa significa que existe una fuerza de tensión en la sección recta del ducto, por lo que, bajo esta condición el cable flota dentro de la película gruesa de lubricante.

La viscosidad de este lubricante juega un papel importante para la fricción hidrodinámica, por lo que para minimizar este tipo de fricción se utiliza un lubricante de baja viscosidad.

La fricción de límite o película delgada se observa en las curvas verticales y horizontales de un tramo de ducto con la existencia de una fuerza de tensión alta, dado que en los puntos tangenciales donde el forro del cable y el ducto se tocan, los lubricantes líquidos dejan de funcionar adecuadamente ya que la presión normal en la pared del ducto contra el cable es sumamente alta. Por lo cual el lubricante es desplazado hacia las orillas. Debido a esto la fuerza de fricción se incrementa considerablemente y para minimizarla se requiere de un lubricante de alta viscosidad.

Dado lo anterior los lubricantes líquidos o aerosoles son desplazados a lo largo del tramo por las condiciones físicas de la ruta, funcionando únicamente durante los primeros metros de inmersión, por esta razón no pueden ser instaladas grandes longitudes de cable en un solo proceso.

Arnco y Dura-Line son pioneros en el desarrollo de nuevos productos para la industria de telecomunicaciones, como lo es el SILICORE™, que es un lubricante sólido permanente coextruído. SILICORE™ fue concebido con la finalidad de proporcionar un camino prelubricado permitiendo la reducción de fricción entre el ducto y el forro del cable para un desempeño óptimo en la inmersión de cables y una excelente protección de los mismos.

El SILICORE™ es la capa delgada color blanco coextruida a la pared interna del ducto donde será alojado el cable.

El ducto con SILICORE™ por el contrario facilita la instalación de grandes longitudes de cable con un esfuerzo de tensión menor, ya que su lubricante sólido no es desplazado durante los procesos de inmersión, manteniéndose siempre entre el ducto y el cable produciendo un ambiente de muy baja tensión. Todo esto se traduce en protección al cable y un ahorro substancial en tiempo, mano de obra y materiales.

El ducto con SILICORE™ por el contrario facilita la instalación de grandes longitudes de cable con un esfuerzo de tensión menor.

Propiedades físicas del SILICORE™

Tiene las mismas propiedades físicas y mecánicas del polietileno de alta densidad (HDPE) debido a que es fabricado a base del mismo. Es un lubricante sólido que está distribuido en forma uniforme alrededor del diámetro interior a lo largo del ducto. Conserva todas sus propiedades físicas y mecánicas durante toda la vida útil del ducto. Permanece estable, no se desplaza como los lubricantes líquidos sobre las paredes del ducto durante la instalación del cable.

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