Monografia Osmosis Inversa

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Monografia Osmosis Inversa  Home Uploaded by Claudia Quenta

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monografia de ingenieria de alimentos 2,osmosis inversa  Saved

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Trabajo de Monografia

SEPARACIÓN POR Osmosis Inversa MEMBRANA2.docx

RESUMEN:

En resumen, la ósmosis inversa como tecnología; es una fuente sencilla y económica de agua pretratada para sistemas de desionización. Como usted puede ver, es indispensable conocer la composición del agua de entrada, para así poder seleccionar el mejor material que debe usarse en la membrana para el sistema de ósmosis inversa.

CAPITULO I OSMOSIS INVERSA

INTRODUCCIÓN

El presente escrito tiene por nalidad dar a conocer el tratamiento de aguas por ÓSMOSIS INVERSA. En estos momentos bastar con denir la ósmosis, que es la base del proceso que permitir eliminar las sales del agua! "#acer pasar "substancias$ a trav%s de una membrana semi&permeable, sin consumo de energía e'terior$ (lrededor de la )smosis *nversa +.*.-, #ay desde que se descubrió y empezó a #ablar sobre ella una controversia muy importante, por ello, creemos necesario establecer unas bases cientícas t%cnicas sobre el sistema, su utilización y los tratamientos necesarios para obtener un buen resultado. El desar desarro rollo llo tecnol tecnológi ógico co,, la indus industri trial aliza izació ción, n, el aument aumento o de la poblac población ión mundial, etc. #an provocado un aumento en la demanda de agua dulce en general y por supuesto de agua potable.

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así ser si seguimos investigando y desarrollando sistemas de reutilización, a#orro, conservación medioambiental y sobre todo sistemas de utilización del Documents  agua salada, o mejor dic#o salobre, de una forma competitiva. fcil entender que el coste de cualquier tratamiento de potabilización de agua salobre estar muy ligado al coste de la energía, esto implicar que en países donde la energía sea barata podremos optar por tratamientos "caros$ en energía como la evaporación de aguas salobres, etc. 0ero in/uyen otros muc#os parmetros adems de la energía, disponibilidad de agua cerca, calidad del agua, tipo de proceso nal, etc. Entendamos desde este mismo momento que al referirnos a aguas salobres no lo #ace #acemo moss espe especí cíc cam amen ente te al agua agua del del mar, mar, a la cual cual la llam llamar arem emos os directamente "salada$, ms adelante veremos claramente los umbrales de concentraciones de diferentes contaminantes que justican esta clasicación. 2in 2in luga lugarr a dudas udas el trat tratam amie ient nto o que que ms ms se #a popu popula lari riza zado do,, tant tanto o industrialmente como para obtención de agua potable en países con gran escasez de agua, #a sido la )smosis *nversa +.*.-. Es un m%todo muy sencillo en su realización, que no necesita de mano de obra especializada para su funcionamiento, funcionamiento, que permite la amortización de las inversiones iniciales de una forma asequible, sobre todo cuando no e'isten opciones diferentes, y que adems est por desarrollarse muc#o ms en un futuro muy pró'imo. 3emos anticipado que se trataba de un m%todo sencillo en su realización, e incluso como veremos bastante fcil de e'plicar y de entender, pero que pese a lo que muc#a gente crea, incluso t%cnicos y cientícos no especialistas, el fenómeno osmótico no est sucientemente e'plicado. E'ist 'isten en numero erosas sas teor teoríías que que nos apro'ima 'iman n al fenóm enómen eno o, est est perfectamente descrito y sus resultados y puesta en prctica es totalmente conocida, pero todavía no se #a dado una e'plicación físico&químico&t%cnica tota totalm lmen ente te conv convin ince cent nte e y que que perm permit ita a mate matem mti tica came ment nte e mode modeli liza zarr el fenómeno y poder e'plicarlo. e'plicarlo. Comprendemos Comprendemos que para muc#as personas que trabajan o vayan a trabajar con equi equipo poss de ósmo ósmosi siss inve inversa rsa,, lo 4nic 4nico o que que les les impo import rta a es que que el sist sistem ema a funcione, que por un lado entra agua salobre y aplicando una forma de energía, por el otro sale agua dulce, evidentemente este modelo es simplicado pero

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a ósmosis es el movimiento neto espontnea de mol%culas de disolvente a trav%s de una membrana parcialmente permeable en una región de mayor Documents  concentración de soluto, en la dirección que tiende a igualar las concentraciones de soluto en los dos lados. 5ambi%n puede ser usado para  Sheet Music describir un proceso físico en el que cualquier movimiento de disolvente, sin aporte de energía, a trav%s de una membrana semipermeable que separa dos soluciones de diferentes concentraciones. (unque osmosis no requiere requiere aporte de energía, se #ace uso de la energía cin%tica y se puede #acer para #acer el trabajo. 1ovimiento neto de disolvente es de la menos concentrada a la solución ms concentrada, que tiende a reducir la diferencia en las concentraciones. Este efecto puede ser contrarrestado por el aumento de la presión de la solución #ipertónica, con respecto a la #ipotónica. a presión osmótica se dene como la presión requerida para mantener un equilibrio, sin ning4n movimiento neto de disolvente. a presión osmótica es una propiedad coligativa, coligativa, lo que signica que la presión osmótica depende de la concentración molar del soluto, pero no de su identidad.

Figura 1

a ósmosis es esencial en los sistemas biológicos, como las membranas biológicas son semipermeables. En general, estas membranas son impermeables impermeables a las mol%culas grandes y polares, tales como iones, proteínas, y polisacridos, mientras que es permeable a las mol%culas no polares y6o #idrófobos, #idrófobos, como los lípidos, así como a peque7as mol%culas como el o'ígeno, dió'ido de carbono, nitrógeno, ó'ido nítrico, etc permeabilidad depende de la solubilidad, carga, carga, o de la química, así como el tama7o del soluto. as mol%culas de agua viajan a trav%s de la membrana plasmtica, la membrana tonoplasto o protoplastos por difusión a trav%s de la bicapa de fosfolípidos a trav%s de acuaporinas. )smosis proporciona el medio principal por el cual el

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a ósmosis inversa, como una forma de tratamiento de agua, es una tecnología nueva y de rpido r pido crecimiento. crecimiento. a primera membrana fue desarrollada en 89:. a memb membra rana na de ósmo ósmosi siss inve invers rsa a es util utiliz izad ada a en vari varias as apli aplica caci cion ones es;; incl incluy uyen endo do meta metale less prec precio ioso sos, s, quím químic ica, a, recu recupe pera raci ción ón de desp desper erdi dici cios os nucleares, procesamiento de alimentos, puricación de agua de laboratorio y otros. otros.
0ara enten entender der comple completam tament ente e la tecnol tecnologí ogía a de ósmosi ósmosiss invers inversa, a, se debe debe entender primero el concepto de ósmosis normal. En ósmosis normal, el agua /uye /uye a trav%s trav%s de una membra membrana na semipe semiperm rmeab eable, le, de una soluci solución ón menos menos concentrada #acia una ms concentrada +ver gura 8-. a ósmosis inversa, utiliza presión para invertir el /ujo osmótico normal. En esta forma, la presión empu empuja ja el agua agua a trav trav%s %s de la memb membra rana na semi semipe perm rmea eabl ble e del del lado lado ms ms concentrado +contaminado-, #acia el lado menos concentrado +agua pura-, +vea las guras = y >-. 2obre la supercie de la membrana #ay una capa porosa delgada, la cual contiene contiene una multitud multitud de microporo microporos. s. ?ebido ?ebido a la interacción interacción física química química entre la solución y la membrana, la mayoría de las sales son rec#azadas y solo el agua agua de baja baja conc concen entr trac ació ión n ióni iónica ca para para a trav% trav%ss de la memb membra rana na a

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mantiene limpia, previniendo acumul umula ación ión de con contam taminan inante tess potencialmente potencialmente pudiesen da7arla.

la que

a ósmosis inversa es una tecnología de remoción porcentual. @n sistema típico de ósmosis inversa, rec#aza #asta el 9A de las impurezas encontradas en la mayoría de las fuentes de agua potable. 2i se usa un suavizador de agua antes del trat tratam amie ient nto o con con el sist sistem ema a de ósmo ósmosi siss inversa, la tasa de reducción de sales ser a4n mayor. ?ebido a que solo un porc porcen enta taje je de los los cont contam amin inan ante tess son son removidos de una fuente de agua dete determ rmin inad ada, a, es impr imprc cti tico co pred predec ecir ir la purez ureza a del del agua agua con con esta esta tecn tecnol olog ogía ía.. Cuando se utiliza ósmosis inversa, ciertos contaminantes son removidos ms efectivamente que otros! •

os iones polivalentes son removidos removidos ms fcilmente +99A- que los monovalentes +sodio 9BA-.

os componentes orgnicos de alto peso eso molec olecu ular lar +de +de ms de =BB ?altonsson removidos efectivamente, mientras que los de menor tama7o pasan a trav%s de la membrana. •

•

•

os gases pasan fcilmente a trav%s del sistema de ósmosis inversa y afectarn la pureza del agua. ?ebido al gran tama7o de las bacterias y los pirógenos, la ósmosis inversa remueve efectivamente el 99A de esta clase de impurezas.

En vista de la limitada capacidad de remoción de esta tecnología, su uso principal es el pretatramiento del agua utilizada para alimentar un sistema de desionización que produzca agua de calidad reactiva 5ipo *. a  a ósmosis inversa es tambi%n apropiada en aplicaciones que requieran agua para laboratorio 5ipo ** o ***.

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Cada uno de los materiales de las membranas e'ige ciertos requisitos sobre el agua de entrada, los cuales deben cumplirse si se aspira a lograr la vida Documents  norm normal al de la memb membra rana na. .os os fact factor ores es que que ms ms afec afecta tan n el mate materi rial al de la membrana; son la temperatura, el p3, las bacterias, el cloro libre y el *ndice de  Sheet Music 2aturación de anglier. Casi Casi todos todos estos estos factor factores es son normal normalmen mente te entend entendido idos, s, con e'cep e'cepció ción n del *ndice de 2aturación de anglier. anglier. Este *ndice, es la medida de la tendencia tendencia del agua agua a formar formar incrust incrustaci acion ones es sobre sobre las super supercie ciess por por donde donde pasa. pasa. En la mayoría de los casos, el *ndice de anglier es calculado y considerado, bien sea positivo o negativo. Cuando se calcula el *ndice de anglier, se deben medir algunas características del agua de entrada Estas son! temperatura del agua, sólidos totales ionizados, dureza del calcio, alcalinidad y p3. 2i el índice es positivo, se considera que el agua de alimentación muestra un alto potencial a formar incrustaciones y pude da7ar la membrana. 2i este es el caso, se requiere de un pretratamiento del agua antes de entrar al sistema de ósmosis inversa. a tabla 8 muestra los cinco factores que ms afectan las membranas y las limitaciones que estos imponen en cada uno de los tipos de materiales para membrana.

(CE5(5 ?E CE@2( 51?=H>B6 51?=H>8 $% &NDICE LAN'LIER CLORO LI"RE "ACTERIA

TA"LA # 0*(1*?( 1E1D(<( 51?=H>= ?E 0EIC@( ?EF(?( 51?=H>J

1E1D(<( 5* (CE5(5 ?E CE@2( 51?K>8H

J &
8 & 88
J & 88
J&
B.= & 8.B ppm de cloro libre (fectado por bacteria, requiere

B.B

B.B

B.= & 8.B ppm de cloro libre (fectado por bactería, requiere

1E1D(<( 5G1 +1E1D(<( ?E 0EIC@( ?EF(?( 51?K>8 J & 88
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/un-ionr6 4<< +s n(es +e =ue se $resen(en +i>-u)(+es0

0uesto que los materiales de las membranas pueden ser afectados por algunos contaminantes e'istentes en el agua, muc#os sistemas de ósmosis inversa  Sheet Music requieren de alg4n tipo de pretratamiento para ma'imizar la vida 4til de la membrana. a suavización, es una de las formas ms usadas de pretratar el agua para corregir un Indice de anglier positivo. ( trav%s del proceso de suavización, los iones que producen dureza son reemplazados con iones de sodio, los cuales reducen la tendencia de incrustación en la membrana. 2i la modicación del p3 requiere ser ajustada para corregir un alto nivel de p3 del agua de alimentación, posiblemente ser necesaria la injección de cido. A en la cantidad de agua producida. producida. 0or esta razón, en algunos algunos casos se recomienda recomienda ajustar la temperatura del agua de entrada. (quellas temperaturas que sean superiores a >:LC, causarn da7os en la mayoría de las membranas. 0or consiguiente, al seleccionar la membrana que proporcione la cantidad adecuada de agua, se debe medir la temperatura del agua de entrada. a presión del agua de entrada puede afectar tanto la cantidad como la calidad del agua producida por un sistema de ósmosis inversa. 0resiones tan altas

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E?PLICACIONES "@SICAS

)smosis puede ocurrir cuando #ay una membrana parcialmente permeable, permeable, tal como una membrana celular. Cuando una c%lula se sumerge en agua, las mol%culas de agua pasan a trav%s de la membrana celular a partir de un rea de baja concentración de soluto a la alta concentración de soluto; esto se llama ósmosis. a membrana celular es selectivamente permeable, por lo que s ólo los materiales necesarios se dejó entrar en la c%lula y los residuos se dejan fuera. a palabra MósmosisM es particular, a la difusión de mol%culas de agua en la c%lula. Cuando la membrana tiene un volumen de agua pura en ambos lados, las mol%culas de agua entrar y salir en cada dirección e'actamente a la misma velocidad, no #ay /ujo neto de agua a trav%s de la membrana. smosis puede e'plicarse mediante el concepto de energía libre termodinmica! termodinmica! la solución menos concentrada contiene ms energía libre, por lo que sus mol%culas de disolvente tiende a difundirse a un lugar de menor energía libre con el n de igualar la energía libre. 0uesto que la membrana semipermeable semipermeable solamente permite que las mol%culas de disolvente pasen a trav%s de %l, el resultado es un /ujo neto de agua #acia el lado con la solución ms concentrada. 2uponiendo que la membrana no se rompe, este /ujo neto se ralentizar y, nalmente, dejar que la presión disminuye en los laterales ms concentradas y el movimiento en cada dirección se #ace igual! este estado se llama equilibrio dinmico. dinmico. smosis tambi%n puede e'plicarse mediante el concepto de entropía, de la mecnica estadística. @n sistema que tiene dos soluciones de diferentes concentraciones separadas por una membrana semipermeable que tiene menos entropía que un sistema similar que tiene dos soluciones de igual concentración. El sistema con las concentraciones diferentes se dice que es ms ordenada, y por lo tanto tiene menos entropía. a segunda ley de la termodinmica termodinmica requiere la presencia de un /ujo osmótico que tendr el sistema desde un estado ordenado de baja entropía a un estado desordenado de mayor entropía. Equilibrio Equilibrio termodinmico se consigue cuando el gradiente de entropía entre las dos soluciones se convierte en cero. 5ama7o 5ama7o de las partículas partículas no in/uye in/uye en la presión presión osmótica, lo que es el

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Cuando se coloca una c%lula vegetal en una solución #ipertónica, el agua en las c%lulas se mueve a un rea mayor en la concentración de soluto y las Documents  c%lulas se encoge, y al #acerlo, se vuelve /cido. Esto signica que la c%lula se #a convertido en plasmolyzed & la membrana de la c%lula #a dejado completamente la pared celular debido a la falta de presión del agua en %l; lo  Sheet Music completamente contrario de turgentes. 5ambi%n, 5ambi%n, la ósmosis ósmosis es responsable responsable de la capacidad capacidad de raíces de las las plantas para e'traer agua de la tierra. 0uesto que #ay muc#as raíces nas, que tienen un rea supercial grande, y el agua entra en las raíces por ósmosis. )smosis tambi%n se puede ver cuando se a7aden rodajas de patata a una alta concentración de la solución de sal. El agua desde el interior de la patata se mueve a la solución de sal, provocando la patata a encogerse y a perder su Mpresión de turgenciaM. Cuanto ms se concentró la solución de sal, ms grande es la diferencia en el tama7o y el peso de la rodaja de patata. En ambientes inusuales, ósmosis puede ser muy perjudicial para los organismos. 0or ejemplo, ejemplo, el agua dulce y el agua salada de peces de acuario se coloca en agua de una salinidad diferente diferente a aquel al que se adaptan a la voluntad de morir rpidamente, y en el caso de los peces de agua salada, de forma espectacular. tro ejemplo de un efecto osmótico perjudicial es el uso de sal de mesa para matar sanguijuelas y babosas. 2upongamos que un animal o una c%lula de la planta se coloca en una solución de az4car o sal en agua. 





2i el medio es #ipotónica & una solución diluida, con una concentración de agua ms alta que la c%lula & la c%lula ganar agua a trav%s de ósmosis. 2i el medio es isotónica & una solución con e'actamente la misma concentración de agua como la c%lula & no #abr ning4n movimiento neto de agua a trav%s de la membrana celular. 2i el medio es #ipertónica & una solución concentrada, con una concentración de agua ms baja que la c%lula & la c%lula se pierda agua por ósmosis.

Esencialmente, esto signica que si una c%lula se pone en una solución que tiene una concentración de soluto mayor que su propia, entonces se encoger, y si se pone en una solución con una concentración concentración de soluto ms baja que su propia, la c%lula se e'pandir y se rompen. Electronucleal intercambio es la difusión pasiva de cationes y aniones a trav%s de una membrana semi& permeable de acuerdo con carga el%ctrica.

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Como se #a mencionado antes, la ósmosis puede ser opuesta mediante el  Documents aumento de la presión en la región de alta concentración de soluto con respecto a que en la región de baja concentración de soluto. a fuerza por  Sheet Music unidad de rea, o la presión, necesaria para impedir el paso de agua a trav%s de una membrana selectivamente permeable y en una solución de mayor concentración es equivalente a la presión osmótica de la solución, o turgencia. a presión osmótica es una propiedad coligativa, lo que signica que la propiedad depende depende de la concentración del soluto, pero no de su identidad. 'r+ien(e osm(i-o

El gradiente osmótico es la diferencia de concentración entre dos soluciones a cada lado de una membrana semipermeable, y se utiliza para distinguir la diferencia en porcentajes de la concentración de una partícula especíca disuelto en una solución. 0or lo general, el gradiente osmótico se utiliza, mientras que la comparación de soluciones que tienen una membrana semipermeable semipermeable entre ellos permitiendo permitiendo que el agua se difunda entre las dos soluciones, #acia la solución #ipertónica. Eventualmente, Eventualmente, la fuerza de la columna de agua en el lado #ipertónica de la membrana semipermeable semipermeable ser igual a la fuerza de la difusión en el lado #ipotónico, la creación de equilibrio. Cuando se alcanza el equilibrio, el agua contin4a /uyendo, pero /uye en ambos sentidos en cantidades iguales, así como la fuerza, por lo tanto, la estabilización de la solución. F-(ores +e Fun-ionmien(o Fun-ionmien(o +e Osmosis Invers

os principales factores que intervienen en el funcionamiento de una planta de smosis *nversa son los siguientes! O 0resión O 5emperat empe ratura ura O Calidad del agua cruda O Conversión

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5iene una una relación directa a temperatura es un con el /ujo a trav%s de la punto muy importante en Documents  membrana +producto- y el el dise7o de una .*.. 2u grado de retención de incremento incremento tiene efecto sobre el caudal y la  Sheet Music sales de la misma. calidad del producto. Con el incremento de esta variable aumentan ambos 0ara una conguración y parmetros, #asta los un caudal límites permisibles de predeterminados la dise7o. calidad del agua producto varía directamente con la temperatura. ( mayor temperatura mayor contenido salino en el producto.


a temperatura es un punto muy importante en el dise7o de una .*.. 2u incremento tiene efecto sobre el caudal y la calidad del producto. 0ara una conguración y un caudal predeterminados la calidad del agua producto varía directamente con la temperatura. ( mayor temperatura mayor contenido salino en el producto.

TIPOS DE MEM"RANAS  MÓDULOS DE ÓSMOSIS INVERSA: INVERSA :

Como se deduce de todo lo anterior la parte ms importante del proceso es la membrana de ósmosis inversa +.*.Dsi Dsica came ment nte e son son dos dos los los mate materi rial ales es util utiliz izad ados os en la cons constr truc ucci ción ón de membranas semipermeables para ósmosis! (cetato de Celulosa. En est este materi teria al industrialmente.

se fab fabric ricaron aron las las

prim rimeras eras memb embran ranas uti utiliza izadas das

0oliamida. ?ado que los m%todos de fabricación y tecnología de los materiales estn avan avanza zand ndo o cons consid ider erab able leme ment nte e en los los 4lti 4ltimo moss a7os a7os,, se est estn n logr logran ando do membranas de tama7o de poro y permeabilidad controlada lo cual permite la separación separación de substanci substancias as tanto orgnicas orgnicas como inorgnicas inorgnicas con tama7os tama7os

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(l conjun conjunto to membra membrana& na&con conten tenedo edorr se le denom denomina ina 1)?@ 1)?@  de )smosi )smosiss *nversa.

El contenedor tiene que ser resistente a altas presiones, recordemos que las  Sheet Music presiones de trabajo en instalaciones de tipo industrial oscilan entre los 8J y KB bar bar o lo que que es lo mism mismo o =BB =BB y :B :B lbf6 lbf6in in=, =, los los cont conten ened edor ores es disp dispon onen en generalmente, de tres tomas! una para el agua de entrada y otras dos para la salida del agua permeada u osmotizada y la salida de concentrados. as conguraciones comerciales ms utilizadas son! Tubular:

Consisten en largos tubos porosos con longitudes que oscilan entre los 8,: y > m. y con dimetros entre B,: y 8 pulgada, los cuales llevan, conc%ntricamente, en su interior la membrana. El agua bruta se #ace circular por el interior, recogi%ndose el agua permeada entre la pared e'terior de la membrana y la interior del tubo contenedor.

Fibra Hueca:

Estn constituidas por miles de bras #uecas +tubos capilares- formando un #az en el interior del contenedor y cuyos e'tremos se insertan en un soporte de resina epo'i. El dimetro e'terior de estos capilares oscila entre KB y B micras para la poliamida y =BB a >BB micras para el acetato. El agua es obligada a pasar a trav%s de la pared del capilar de espesor apro'imado de =B micras.

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Espirales:

Consisten Consisten en #ojas de membrana membrana que se sit4an sit4an sobre un soporte soporte poroso y un espaciador, ese conjunto se enrolla sobre un tubo de 0QC que servir como  Sheet Music colector de agua permeada. 3oy en día el KBA de las membranas utilizadas son de este tipo. a razón para esta popularidad son dos ventajas apreciables! 8- Duena relación rea de membrana 6 volumen del módulo. módulo. =- @n dise7o que permite ser usado en la mayoría de las aplicaciones, admite una turbiedad ms de tres veces mayor que los otros sistemas, y permite trabajar con r%gimen turbulento. turbulento. 2eg4n los materiales en que estn fabricadas las membranas, el compor comportam tamien iento to respe respecto cto a difer diferent entes es conten contenido idoss en el agua agua o difer diferent entes es parmetros indicadores indicadores de la misma es muy diferente! p3 a poliamida es estable dentro de una gama de p3 de > a 88, pudiendo resistir durante cortos periodos, m'imo >B minutos, un p3 comprendido comprendido entre 8 y 8=. El acetato de celulosa al ser un %ster orgnico est sometido a #idrólisis con p3 cido y alcalino, por lo cual la gama de trabajo óptima se encuentra con p3 entre J y H. 'idantes a poliamida es atacada por los o'idantes, por lo que el cloro libre superior a B,8 ppm destruye la membrana. El aceta acetato to de celu celulo losa sa resi resist ste e la acci acción ón de o'ida 'idant ntes es pudi pudien endo do sopo soporta rtarr cantidades de cloro libre del orden de = ppm. 5emperatura 5emperatura El efec efecto to que que la temp temper erat atur ura a del del agua agua de alim alimen enta taci ción ón prod produc uce e en las las memb membra rana nass es una una cara caract cter erís ísti tica ca impo importa rtant nte e a tene tenerr en cuen cuenta ta para para el

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0ara ara el par parme metr tro o tem tempera peratu tura ra se cons consid ider eran an =: LC, LC, favo favorrecie eciend ndo o el rendimiento rendimiento las temperaturas altas #asta cierto límite.

0or cada cada grad grado o cent centíg ígra rado do de vari variac ació ión n sobr sobre e la temp temper erat atur ura a base base,, se  Sheet Music producir una disminución, en el caso de agua ms fría, o un aumento, en el caso de agua ms caliente, de =,: a >A en el rendimiento de la instalación. as temperaturas m'imas de trabajo oscilan entre los >B LC para el acetato y J: LC para la poliamida. El trabajar a temperaturas altas favorece el fenómeno de compac compactac tación ión que sufre sufre la membra membrana na debido debido a la presi presión ón de trabaj trabajo, o, produciendo con el tiempo una disminución de la producción. ?iferencias entre 1embranas ?ependiendo de la conguración de membranas adoptadas, tambi%n e'isten diferencias diferencias en los rendimientos y operación. @na diferencia fundamental fundamental entre un módulo de bra #ueca y uno en espiral es el r%gimen de circulación del agua por su interior, siendo %ste laminar para la bra #ueca y turbulento para la espiral. Este fenómeno tiene muc#a importancia ya que en función del r%gimen de /ujo que vayamos a tener, e'igir en el agua de alimentación grados de ltración ms rigurosos para la bra #ueca que para la espiral, dado que la deposición de partículas sobre la supercie de la membrana se ve favorecida en r%gimen laminar. 0or otro lado, la facilidad de limpieza de las membranas en espiral es superior a las las de bra bra #uec #ueca a pero pero,, en cual cualqu quie ierr caso caso,, las las que que pres presen enta tan n mejo mejore ress condiciones para la limpieza son las tubulares, pues permiten una limpieza mecnica, que se realiza con "pelotas$ de esponja que se #acen circular por el interior de los tubos aprovec#ando aprovec#ando la fuerza #idrulica. Este tipo de módulos est recomendado para el tratamiento de líquidos muy cargados, como puede ser la concentración de jugos de frutas, caso típico en el que lo "aprovec#able$ es el concentrado.

FACTORES QUE MODIFICAN LA PRODUCCIÓN DE LAS MEM"RANAS:

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a presión aplicada in/uye directamente sobre la cantidad de agua que atraviesa la membrana de tal forma que a mayor presión mayor ser la Documents  cantidad de agua osmotizada que obtendremos y mejor ser su calidad.

•

Concentración Concentración de sales en el agua de entrada.

@n aumento de la concentración de sales provocar una disminución disminución de la cantidad de agua permeada y adems una p%rdida de calidad de dic#a agua que se obtendr con mayor concentración de sales. ?el mismo modo a mayor concentración de sales mayor presión se necesita para obtener un caudal determinado de permeado.

•

5emperatura. 5emperatura.

a temperatura es un factor a tener muy en cuenta ya que afecta al rendimiento rendimiento de las membranas. @n aumento de la temperatura produce un aumento del caudal de permeado mientras que una disminución de temperatura provocar un descenso de este caudal. Este fenómeno se produce por la variación de la viscosidad del agua en función de la temperatura y afecta en forma muy signicativa a la producción de permeado! por cada 8 LC que aumenta la temperatura, la membrana puede producir apro'imadamente apro'imadamente un > A ms de permeado. •

0artículas en suspensión.

as membranas de ósmosis inversa son impermeables a las partículas en suspensión, no obstante estas partículas cuando son muy nas no se retienen en los ltros previos y pueden acumularse en la membrana e interferir en su correcto funcionamiento. 0ara ms información ver el apartado especíco sobre SDI.

•

(gentes o'idantes.

as membranas de poliamida, son sensibles a los agentes o'idantes en%rgicos como el cloro que se utiliza frecuentemente frecuentemente para la desinfección del agua.

•

Fases solubles.

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as membranas de ósmosis inversa no permiten el paso de bacterias ni de virus, pero la presencia de una contaminación bacteriana importante en el Documents  agua de aporte puede causar subproductos subproductos orgnicos que se acumulen en las membranas y reduzcan su efectividad. 0re&tratamientos @no de los factores ms importantes para conseguir el perfecto funcionamiento de una instalación de ósmosis inversa, y para garantizar una larga vida de las membranas, es un adecuado pre&tratamiento del agua antes de su entrada al equipo. 0ara aguas de pozo o manantial cuya composición sea totalmente desconocida, el pre&tratamiento deber decidirse a partir de un anlisis químico completo del agua de entrada. 0ara aguas de red municipal, que ya #an sufrido un tratamiento previo y cumplen con la legislación vigente, el pre&tratamiento pre&tratamiento #abitualmente incluye las siguientes etapas!

•

Giltración

2e realiza una ltración inicial del agua de aporte para eliminar la mayor parte de las partículas en suspensión y otra de 8 a : micras, como 4ltimo paso previo a la entrada a las membranas para la retención de partículas nas en suspensión

•

5ratamiento 5ratamiento contra contra incrustaciones

Cuando el agua se concentra en las membranas, varias de las sales presentes pueden superar su solubilidad y precipitar obstruy%ndolas. En función de las sustancias que el agua incorpore, los tratamientos se basan en! o

?escalcicación ?escalcicación mediante resinas de intercambio iónico

o

(cidicación (cidicación para evitar la precipitación de sales de dureza

o

•

?osicación de in#ibidores de incrustaciones especicos para las sales disuelta

Eliminación de cloro

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La utilización de membranas representa el campo de la aplicación de los materiales poliméricos que en los últimos años han inundado de problemas los Documents laboratorios de inestigación!

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@<( de las sorpresas que se #an llevado los sicoquímicos en el campo de la aplicación de las membranas #a sido descubrir su versatilidad, porque #an servido en el tratamiento de un sinn4mero de mezclas, sea para concentrarlas o diluirlas. as reas de la ingeniería que ms se #an visto favorecidas con estas aplicaciones son principalmente las industrias de los alimentos, del papel, la biomedicina, la petroquímica, petroquímica, la nuclear y, entre otras, la de separación o puricación de gases, donde se obtiene #idrógeno #idrógeno de la disociación del amonio, el sulfuro de #idrógeno del gas natural de las renerías, #elio del gas natural, así como el enriquecimiento del o'ígeno a partir del aire. ?ebemos #acer especial mención en las aplicaciones de las membranas, la recuperación de sustancias valiosas en aguas o gases de desec#os industriales y que como desperdicio simplemente son causa de una severa contaminación contaminación ambiental. En todos los aspectos de las aplicaciones, la literatura aumenta considerablemente considerablemente bajo la sospec#a de convertir estas aplicaciones, en un futuro pró'imo, pró'imo, en una tecnología corriente en todos los países. En lo referente a la industria de los alimentos tenemos el caso de un líquido de desec#o cuando se manufacturan y renan alimentos como el queso y productos de soya, llamado RsueroR, que contiene una gran cantidad de nutrientes de alto valor, en n4mero suciente para que su e'tracción sea económicamente económicamente posible. a concentración de suero puede #acerse por evaporación o secado, pero los requerimientos energ%ticos involucrados lo #acen poco atractivo económicamente. @na evaluación económica de los procesos de membranas sugiere que es requerido =BA menos energía como en la evaporación directa. a concentración por membranas, en el caso del suero del queso, logra productos con concentraciones #asta del =BA de proteínas y en el caso del contenido de lactosa #asta =JA. (simismo, del suero producido por alimentos de soya se obtiene un producto de alto contenido de proteínas y otro rico en carbo#idratos y minerales +v%ase la gura 8:-.

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Fi,ur 0 E(r--in +e $ro(ens +e suero +e so0 En e) $rimer $so se -on-en(r ) $ro(en $or -umu)-in  (rvés +e >)(r-in0 E) )=ui+o =ue (rvies ) mem1rn G+e $erme-inH es un resi+uo +e )(o -on(eni+o +e -r1oi+r(os =ue se -on-en(rn.  su veJ. $or un $ro-eso +e smosis invers0 Los $ro-esos +e mem1rns re=uieren menos ener,  +e2n menos vo)*menes +e +es$er+i-io =ue un sis(em +e e(r--in $or -en(ri/u,-in -on (r(mien(o =umi-o0

En la actualidad se #a considerado una fuente de obtención de líquidos y gases combustibles a las fermentaciones. fermentaciones. a utilización de membranas polim%ricas #ace eciente la obtención de estos combustibles. combustibles. En esta forma se obtiene la segregación de gases cidos y la recuperación recuperación del metano del biogas +v%ase la gura 8K-

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su1$ro+u-(os -omo ,ses 6-i+os. -ien+o -os(e1)e ) (rns/orm-in +e ) 1ioms0

@na de las grandes industrias que utiliza las membranas porosas es la de la separación difusiva del uranio @ =>: de una mezcla con @ =>, enriqueciendo  Sheet Music un material de sión de alto valor comercial para equipos de reacción atómica +para usos pacícos en reactores reactores y uso militar- Esta separación involucra un sistema que no es del tipo de fases acuosas como las que se #an realizado en mayor medida. El efecto en que se basa esta separación est representado representado por la ley de Fra#am que e'pusimos en el capítulo 8. elativo a que el /ujo de un gas a trav%s de un tapón poroso o membrana abierta es inversamente proporcional proporcional a la masa de las partículas, de manera que la velocidad de difusión de mol%culas ser mayor mientras menor sea su peso molecular. molecular. (#ora bien, la separación de los componentes de una mezcla gaseosa de dos especies de diferentes pesos moleculares no ocurre en el interior de la membrana como resultado de una competencia entre los /ujos difusivos de dic#os componentes, sino que ocurre en la supercie de la membrana y se reconoce como Refecto de entradaR. o cierto es que las partículas ms rpidas penetran a la membrana en un n4mero mayor que las partículas lentas, de tal forma que un enriquecimiento relativo de las mol%culas lentas ocurre de inmediato a la entrada de la membrana. 2e trata, pues, de una selección por efecto cin%tico. a necesidad de separar los isótopos de uranio y otros gases como el B =, que aparecen mezclados mezclados con otros gases en forma natural, #a llevado a la aplicación del efecto Fra#am a gran escala. Esto se efect4a por un proceso de difusión a contracorriente. 2e contemplan varias etapas en que el gas rec#azado +concentrado +concentrado en el componente de mayor peso- es recirculado recirculado para iniciar una siguiente etapa. En cambio, el gas enriquecido en el componente ligero pasa a otro módulo para un enriquecimiento adicional. ?e aquí, pues, la necesidad de un sistema Ren cascadaR para una separación eciente. a separación del #idrógeno en la disociación del amonio se presenta p resenta por medio de una barrera metlica porosa que constituye una membrana abierta. En este caso aparecen discrepancias cualitativas y cuantitativas con una teoría de transporte indicada en el capítulo *Q, ya que los valores de los /ujos del gas #idrógeno a trav%s de la membrana son altos, de manera que el sistema se aleja sucientemente del equilibrio para considerar efectos no lineales. o anterior ocurre porque es necesaria una temperatura elevada en el sistema para propiciar la disociación del amonio. En todo caso, es necesario aplicar una

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conc%ntricamente conc%ntricamente alrededor de un tubo de entrada +v%ase la gura 8H-. as membranas delgadas de paladio son permeables al #idrógeno pero Documents  impermeables impermeables a otros gases, por lo que el #idrógeno puro puro se difunde a trav%s de los tubos colectores. os gases de desec#o contienen a su vez #idrógeno y retroalimentados a la mezcla de entrada. (simismo, un interesante  Sheet Music son retroalimentados ejemplo de estos casos es tambi%n la obtención del #elio puricado a partir del gas natural. Esto resulta de la aplicación de membranas de vitrosílica, permeables a los tomos de #elio e impermeables impermeables a los gases restantes.

Fi,ur 0 Puri>--in +e un ,s o se$r-in +e un meJ-) +e ,ses. $or me+io +e un Ku2o +e -on(r-orrien(e usn+o mem1rns0

3ay una posibilidad de separación de mezclas por intercambio intercambio de iones a trav%s de membranas que poseen una carga neta. En este caso, el principio de separación obedece a un rec#azo por interacción coulombiana entre la membrana y, los iones de la misma carga. Esta posibilidad #a simplicado en muc#os casos los procesos de separación, pues, la energía se suministra por medio de campos el%ctricos y no por efecto mecnico de presurización. E'iste la ventaja de no involucrar al /ujo osmótico ni al electroosmótico, ya que la separación o puricación de un /uido se efect4a por transporte de iones +solutos- a trav%s de las membranas. Esto reduce el gasto de energía por irreversibilidades irreversibilidades internas en procesos muy fuera de equilibrio. equilibrio. ( este proceso de separación se le conoce como RelectrodilisisR. En la gura 8 se observa el esquema de un separador de agua potable a partir de una solución salina por medio de la electrodilisis. electrodilisis.

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Fi,ur0 L e)e-(ro+i6)isis em$)e mem1rns -on -r, >2 $r e(rer ,u $ur +e un so)u-in s)in0 E) -m$o e)é-(ri-o $)i-+o. $one )os iones s)inos Gso)u(osH en movimien(o -i e) e)e-(ro+o +e si,no -on(rrio0 Ls mem1rns resu)(n im$erme1)es en )os iones -on -r, +e i,u) si,no0 Ls mem1rns +e +is(in(s -r,s se )(ernn0

El descubrimiento del principio de la electrodilisis electrodilisis fue realizada por el bioquímico eonor 1ic#aelis en 89=>, cuando mostró que las membranas de nitrocelulosa nitrocelulosa son permeables a iones positivos. En 89=9, Tarl 2ollner realizó una investigación sistemtica para estudiar la estructura de esas membranas y e'plicar el mecanismo de selectividad de tal efecto. 0oco despu%s, 2ollner, en compa7ía de C#arles Carr y 3arry 0. Fregor, fabricaron la primera membrana que combinaba óptimamente dos parmetros! alta selectividad y alta permeabilidad. permeabilidad. Estos conocimientos conocimientos bsicos #icieron posible una tecnología de aplicación de las electromembranas electromembranas en plantas de mediana y gran escala, en el tratamiento de aguas de todo tipo y otras aplicaciones en la sicoquímica y biomedicina. En un artíctilo del "cienti#c $merican +julio, 89H-, 3arry 0. Fregor y C#arles ?. Fregor #icieron notar que todos los procesos de aplicación industriales de

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smosis inversa industrial a osmosis invers en el mbito in+us(ri) mejora la calidad del agua de aportación necesaria en los procesos de producción, producción, eliminando gran parte de las impurezas presentes. Fun-ionmien(o

a ósmosis inversa consiste en presurizar una solución salina sobre una membrana semipermeable semipermeable en una magnitud suciente para provocar o facilitar el paso del agua pura a trav%s de ella. Estos equipos permiten obtener agua destinada a usos industriales a partir de aguas de alto contenido salino entre 8,: y H,B g6l. Ven(2s •

•

•

as membranas de ósmosis inversa utilizada eliminan eliminan el 9H&99A de las sales originales del agua a tratar. 0resentan 0resentan una relación muy favorable entre el consumo de energía el%ctrica y el volumen de agua obtenida. El consumo de productos para el acondicionamiento del agua a tratar es mínimo.

A$)i--iones

Cualquier industria con necesidades de agua de calidad para sus procesos productivos. •

*ndustria farmac%utica farmac%utica

•

*ndustria alimentaria

•

acado y anodizado de aluminio

•

Falvanotecnia

E=ui$os +e osmosis in+us(ri). mn(enimien(o  servi-io (é-ni-o

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Sheet Music frecemos



5odos 5odos nuestros equipos equipos de ósmosis tienen tienen garantía europea de dos a7os. servicio t%cnico y de mantenimiento para toda clase de equipos de ósmosis industriales. (guas del 1are
os equipos de )smosis industrial serie 0eque7a 0eque7a constan de preltro de : micras, bomba de alta presión, membrana tipo 5GC, vlvula de arrastre, caudalímetro de permeado, regulador de rec#azo, llave de recirculación, recirculación, cuadro el%ctrico con sinóptico y leds de funcionamiento, funcionamiento, estructura en ino'idable, etc. Caudales para 5?2 de aporte m'imo de =BBB ppm. Ósmosis In+us(ri) serie A

*ncluye preltro : micras, presostato de mínima, electrovlvulas electrovlvulas de aporte y arrastre, caudalímetro permeado y recirculación, bomba de alta presión +paletas o vertical-, membrana tipo 5GC, regulador de rec#azo, manómetros +tipo glicerina-, vlvula de regulación regulación tipo punzón, estructura en acero ino'idable, cuadro el%ctrico con sinóptico y leds de funcionamiento +modelos E-, centralita electrónica con conductivímetro +modelos 2imply- y m4ltiples programaciones, programaciones, etc. Conversión del >BA al :BA. Caudales para 5?2 de aporte m'imo m'imo de =BBB ppm. Ósmosis in+us(ri) serie "

Estos equipos de ósmosis incluyen preltro : micras, electrovlvula de aporte, presostato de mínima, bomba de alta +tipo vertical-, tubería de alta acero ino'idable, membranas tipo 5GC, > caudalímetros +permeado, rec#azo y recirculación-, recirculación-, electrovlvula de arrastre, vlvulas de regulación en ino', manómetros manómetros tipo glicerina, estructura en ino', centralita electrónica equipada con conductivímetro y m4ltiples parmetros de programación. Conversión del :BA al H:A. Equipo opcional de /us#ing con depósito de agua osmotizada. Caudales para 5?2 de aporte m'imo de =BBB ppm.

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Sheet Music Especial


mm, 0r 0rofundo K:B mm, (lto 8H 8HBB mm. Conversión el :B :BA al H: H: Caudales para 5?2 de aporte m'imo de =BBB ppm.

A.

E=ui$os +e smosis  serie Am(e- Prere+

para aguas de red o cloradas.

*ncluye ósmosis inversa amtec U pretratamiento compuesto por preltración =: micras, descalcicador 5Vin 9BBB o dosicador de antiincrustante y reductor, declorador automtico y ltración :Bmicras. 1edidas! (nc#o 8BB mm, 0rofundo K:B mm, (lto 8HBB mm. Ósmosis in+us(ri) serie Am(e- Pre$ou

Especial aguas de pozo o aguas no cloradas. *ncluye ósmosis inversa amtec U pretratamiento compuesto por preltración síle'&antracita, preltración =: micras, descalcicador 5Vin 9BBB o dosicador de anttncrustante y reductor y ltración : micras. 1edidas! (nc#o 8BB mm, 0rofundo K:B mm, (lto 8HBB mm.

E=ui$os +omés(i-os as aguas de consumo #umano suministradas suministradas a trav%s de una red de distribución p4blica cumplen cumplen con lo establecido en la legislación vigente y, por consiguiente, son absolutamente absolutamente aptas para su consumo sin que el usuario deba realizar ning4n tratamiento adicional; no obstante, e'isten personas que deciden instalar en su vivienda un sistema domestico de ósmosis inversa, normalmente normalmente en zonas de aguas duras o de relativamente alta mineralización +lo cual puede conferir un sabor desagradable- para conseguir una mejora adicional de la calidad del agua de bebida. Estos equipos proporcionan proporcionan un agua de bajo contenido en sales, que puede utilizarse para beber, cocinar, alimentación de la planc#a, #acer cubitos de #ielo transparentes...etc. transparentes...etc.

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Guncionan con una conversión alrededor del 8: W =B A utilizando la propia presión de red y por ello no precisan de un importante pre&tratamiento. 2e suministran generalmente como un equipo compacto para situar debajo del  Sheet Music fregadero.

os equipos dom%sticos de ósmosis inversa estn normalmente normalmente constituidos por los siguientes elementos que en algunos casos pueden estar combinados en un solo componente +ver esquema-!

•

•

•

•

•

•

•

•

5oma 5oma de agua para para alimentación del equipo +8Cartuc#o de ltración de 86:68B micras, carbón activo para decloración y6o eliminación de materia orgnica +=-. 1ódulo de ósmosis inversa +>?epósito presurizado para acumulación de agua osmotizada +JCone'ión a desagXe para rec#azo +:Giltro desodorizador de agua osmotizada a la salida del depósito presurizado +KEquipo de seguridad opcional para desinfección del agua osmotizada +previa al consumo- mediante radiación ultravioleta +H?ispositivo de seguridad para

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Es importante destacar que en un equipo de ósmosis inversa dom%stico el mantenimiento mantenimiento es esencial para poder garantizar la calidad del agua de Documents  consumo. En particular, con la periodicidad especicada por el fabricante, se debe! Y 2ustituir los ltros de partículas y carbón activo Y Qaciar y desinfectar el depósito de acumulación +si e'isteY eemplazar la lmpara del sistema de desinfección por radiación ultravioleta

RENDIMIENTO DE LOS EQUIPOS DE OSMOSIS INVERSA

0ara determinar determinar el rendimiento de los equipos de ósmosis inversa, es preciso tener en consideración la -onversin de las membranas así como su relación con el factor de concentración concentración de sales, conceptos que #an sido ya descritos anteriormente. a conversión de las membranas con arrollamiento arrollamiento en espiral se sit4a normalmente normalmente +seg4n modelo- alrededor del 8B & 8: & =B A; esto signica que partiendo de 8BB litros de aporte, para obtener 8B 6 8: 6 =B litros de permeado, se debern rec#azar 9B 6 : 6B litros respectivamente. Cuando el consumo de agua osmotizada es muy reducido +por ejemplo, en una vivienda sería #abitual 8&= litros por persona y día- es posible y frecuente que los equipos posean una sola membrana y que funcionen con ese rendimiento +8B&8:&=B A- ya la cantidad real de agua rec#azada, no es muy elevada. Con esta baja conversión, la concentración de sales que se produce en la membrana es muy reducida +las sales se concentran apro'imadamente apro'imadamente un 88 W =: A- y este #ec#o in/uye principalmente en dos factores! •

a presión necesaria para que el agua atraviese las membranas es relativamente relativamente baja, por lo cual los equipos pueden utilizar la propia presión de la red, si bien en algunos casos disponen de una bomba adicional de elevación de presión para aumentar el caudal de agua suministrada.

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0ara conseguirlo se pueden conectar varias membranas en serie de tal forma que el rec#azo de una sea la alimentación de otra, con lo cual pueden Documents  obtenerse valores de conversión ms elevados en función de las características del agua a tratar. (simismo, tambi%n es posible recircular una parte del  Sheet Music rec#azo del equipo a la alimentación.

(l aumentar la conversión del equipo siempre debemos considerar que! •

•

(umenta el factor de concentración de las sales disueltas con lo cual puede e'istir un riesgo muy elevado de incrustaciones y precipitaciones precipitaciones en las membranas. ?e esta forma el pre&tratamiento necesario ser generalmente importante y complejo. complejo. a presión osmótica ser ms alta lo que obligar en la mayoría de casos a trabajar con una bomba para aumentar la presión.

FUNCIONAMIENTO DE UN EQUIPO DE OSMOSIS INVERSA

a mayoría de acionados noveles utilizan para sus acuarios ,u +e) ,ri/o (r(+ -on -on+i-ion+ores para reducir el cloro, la cloramina y los metales pesados si los #ubiera. (dems de estos elementos nocivos las aguas garantizadas con un mínimo de calidad contienen otros elementos perjudiciales para el conjunto del acuario que a menudo se pasan por alto.

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(un en los casos de las aguas de mayor calidad restos de los elementos anteriormente citados siempre estn presentes. En particular nos interesa Documents  saber que +esin/e-(n(es -omo e) -)oro  -)ormins forman parte de nuestras aguas puesto que son empleados por todas las compa7ías para la  Sheet Music desinfección. El Cloro podemos eliminarlo por decantación, fuerte aireación o por la adición de disoluciones comerciales. En cambio )s -)ormins son ms difíciles de eliminar ya que debemos tambi%n eliminar el amonio que las acompa7a.

( la vista de todo lo anterior y puntualizando que los nive)es +e ni(r(os por ejemplo presentes en el agua para consumo #umano superan en algunos casos lo tolerable por nuestros peces es conveniente para aquellos que se decidan por mantener especies ms sensibles o acuarios marinos la utilización de un equipo de osmosis inversa. En el caso de aquellos que no dispongan de aguas con un nivel de garantía mínimo su utilización se vuelve imprescindible. 2implicando 2implicando #asta el concepto su funcionamiento funcionamiento el equipo de osmosis es un >)(ro vnJ+o formado por una membrana capaz de ltrar el agua #asta que %sta sale pura. En esta ltración quedan retenidos tanto los elementos químicos como los residuos bacteriológicos. El agua producida producida por el equipo no )-nJ e) ,r+o +e $ureJ m6imo lo que la #aría totalmente incompatible y da7ina para nuestros animales pero si -re-e +e -u)=uier o)i,oe)emen(o o e)emen(os +e (rJ. 0or esta causa el agua lograda deber ser acondicionada en lo relacionado a su dureza y nivel de alcalinidad o acidez en función de las especies a mantener. tro aspecto que debemos considerar para determinar la utilidad de los equipos de osmosis inversa es su em$)eo en -urios mrinos o acuarios de agua dulce de condiciones especiales, es decir; que requieran de sales o acondicionadores acondicionadores para lograr la calidad acutica óptima para los animales que mantengamos. En estas instalaciones requeriremos de aguas puras tanto

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Cu+) o ren+imien(o: El total de litros que produce el equipo al día. 2obre este aspecto in/uyen elementos tales como la dureza temporal o T#, la presión del agua a aplicar sobre el equipo y la temperatura. En condiciones diferentes diferentes a las indicadas para el equipo su efectividad disminuye. L mem1rn +e >)(r+o: En este elemento no conviene escatimar. as membranas sint%ticas son algo ms caras que las naturales pero tienen la ventaja de ser ms resistentes y duraderas. Los Pre>)(ros: os preltros son muy necesarios puesto que alargan la vida de la membrana al a#orrarle trabajo. (l igual que los ltros de acuario estos tambi%n requieren de cierto mantenimiento. ?eberemos de tener en cuenta que las membranas sint%ticas son sensibles al cloro. Es por ello por lo que deberemos dotar de un preltro de carbón activo para eliminar esta sustancia.

En conclusión! para una buena elección de nuestro equipo de osmosis debemos decantarnos por aquel que nos garantice un caudal mayor que el necesario. ?e este modo como ine'orablemente su rendimiento mermar debido a los elementos citados anteriormente garantizamos garantizamos el caudal que necesitamos. En es(e r(-u)o emos re)iJ+o un $rimer $roim-in a los equipos de osmosis inversa aptos para su uso en acuariolia. Est apro'imación apro'imación #a sido leve y tenía como objetivo conocer para qu% sirve el aparato y cules son sus partes esenciales para poder elegir uno. En pró'imos artículos veremos ms en profundidad profundidad su funcionamiento, funcionamiento, su mantenimiento mantenimiento y lo compararemos con el uso de aguas destiladas. APLICACIONES:

a mayoría de las aplicacionesJ de la ósmosis vienen de la capacidad de separar solutos en disolución de forma activa mediante ósmosis inversa utilizando membranas semipermeables. semipermeables. Des)iniJ-in0 %éase también: ?esalinización

1ediante este procedimiento es posible obtener agua desalinizada +menos de

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buen conductor conductor de de la electricidad +su potencial de disociación es menor de B.BBBB8-.

a ósmosis inversa o reversa +- se #a convertido #oy en día en uno de los sistemas ms ecientes para desalinizar y potabilizar el agua agua,, siendo usada en  Sheet Music barcos, aviones, industrias, #ospitales y domicilios. 1ediante ósmosis inversa se consigue que el agua bruta que llega a la desaladora se convierta por un lado en un JBA de agua producto y un ::&KBA de agua salobre. a clave est en la constitución del fajo de membranas que intercalan redes& canales de circulación entre capa y capa y nalmente convergen convergen en el centro del sistema. Como #ay un /ujo de entrada y dos /ujos de salida, al uno se le conoce como rec#azo salino y al otro como /ujo de permeado y sus valores dependern de la presión de entrada impuesta al sistema. 0or lo general es factible encontrar membranas confeccionadas con poliamida poliamida o o acetato de celulosa +este celulosa +este 4ltimo material est en desaparición- con un rec#azo salino de entre 9K.:&99.A. E'isten membranas especializadas para cada tipo de agua, desde agua de mar #asta aguas salobres. os equipos de ósmosis inversa industrial montan varios trenes o carros de membranas interconectadas interconectadas entre sí, una bomba de alta presión, medidores de 5?2, p3 p3 y y caudalímetros de columna. E'isten equipos que se ubican en grandes salas debido a su enorme tama7o. tama7o. 0ara el óptimo funcionamiento de estos sistemas, se requiere mantener un anti&incrustante anti&incrustante contra contra sílice sílice +sílice +sílice gelicada neutra- que obtura el sistema, adems de unbiocida unbiocida para para mantener libre de biomasas biomasas las las capas del sistema. a ósmosis inversa tiene algunas restricciones, #ay ciertas especies químicas que el sistema no es capaz de retener, estos son el arsenito arsenito +(sU>-, +(sU>-, la sílice sílice neutra neutra +ya mencionada- y el boro boro.. 0ara retener estas especies #ay que realizar una modicación del estado químico de la especie, ya sea vía o'idación o'idación,, co&precipitación co&precipitación o o cambios de p3 p3 del del medio. 0or ejemplo el arsenito +(sU>- e'perimenta un rec#azo de menos de =:A, el arsenato arsenato +(sU: +(sU:es capaz de ser retenida en un 9:&9A. as incrustaciones en las membranas son un factor no despreciable en la eciencia del equipo, esto ocurre cuando se pretende forzar el caudal de permeado, ocurriendo ocurriendo frentes de saturación en la supercie de la membrana. tras sustancias son incrustantes, tales como la mencionada sílice, biomasas de microorganismos. microorganismos. @na vez incrustada la membrana, solo es posible revertir

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Re+u--in +e ) +ureJ0

as aguas duras contienen iones de calcio calcio y y magnesio magnesio que que pueden precipitar combinados con iones como carbonatos carbonatos,, sulfatos sulfatos o o #idró'idos #idró'idos estos estos precipitados precipitados se van acumulando +obstruyendo- en las tuberías de distribución,  Sheet Music calentadores, calentadores, etc. Con la ósmosis inversa se reducen estos precipitados. precipitados. En el caso de equipos industriales muy costosos es muy recomendable recomendable un tratamiento adicional de intercambio intercambio de iones de calcio por iones de sodio s odio mediante cadenas descalcicadoras con resinas. Des-on(min-in  (r(mien(o +e eKuen(es %éase también: e/uentes

0ara la eliminación de contaminantes en disolución principalmente encaminado al a#orro de agua. 2i se tiene agua con contaminante RZR cuyas mol%culas tienen un tama7o de RR micras micras,, siendo RR mayor que el tama7o de la mol%cula de agua. 2i se busca una membrana semipermeable semipermeable que deje pasar mol%culas de tama7o de las del agua pero no de RR, al aplicar presión +ósmosis inversa- se obtendr agua sin contaminante. a utilización de la ósmosis inversa en el tratamiento de e/uentes persigue alguno de los tres objetivos siguientes! •

Concentrar la contaminación en un reducido volumen.

•

ecuperar productos de alto valor económico.

•

ecircular el agua.

a ósmosis inversa no destruye la contaminación sino que, como muc#o, permite concentrarla en un peque7o volumen. Re+u--in +e) -on(eni+o +e ni(r(os

as aguas subterrneas suelen incorporar altas concentraciones de nitratos nitratos,, superiores a las admitidas por la reglamentación reglamentación t%cnico&sanitaria. Con las membranas de ósmosis inversa con un alto porcentaje de rec#azo del ion nitrito permite obtener agua con un bajo contenido en dic#os iones. Con-en(r-in +e ni(ri(os  ni(r(os

os e/uentes procedentes de la limpieza de depósitos contenedores de tetró'idos de nitrógeno +< =J- estn contaminados con iones nitrito +< =&- y nitrato +<>&-. os e/uentes son neutralizados previamente con sosa custica tras custica tras lo cual son enviados a un primer paso de una ósmosis inversa que

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El color procedente de la descomposición de la materia orgnica natural disuelta por las aguas. El color, adems de no admitirse en el agua potable por Documents  motivos est%ticos, es un precursor de los tri#alometanos tri#alometanos +531-. +531-. VinJs. %éase también: Qinazas

as vinazas sufren en primer lugar un proceso de ltración para eliminar las materias en suspensión que pudiesen atascar las membranas. Continuación Continuación son impulsadas #acia unas membranas de ósmosis inversa que permiten el paso tanto del agua como del alco#ol etílico. etílico. El permeado de la ósmosis inversa, que constituye el 9BA del volumen inicial de las vinazas, se envía #acia una columna de destilación destilación que que permite recuperar el alco#ol y otros productos nobles. El residuo de la columna de destilación es agua con un bajo contenido en ?D que puede enviarse #acia una planta convencional de aguas residuales urbanas. El rec#azo de la ósmosis inversa, que constituye el 8BA del volumen inicial de las vinazas, se envía a una columna donde se destila a baja temperatura para evitar la degradación de productos termosensibles permitiendo permitiendo se recuperación. recuperación. A)$e-ines %éase también: (lpec#ines

os e/uentes de las almazaras almazaras,, compuestas por el agua de la aceituna aceituna y y el agua utilizada para e'traer el aceite aceite de de oliva, es altamente contaminante contaminante y difícilmentebiodegradable difícilmentebiodegradable.. a ósmosis inversa, combinada con una ultraltración, permite permite recuperar de los e/uentes materiales de alto valor económico y obtener agua reutilizable. reutilizable. Uso -omo ,u $o(1)e.

Cada vez es ms frecuente el uso de la desalinización para producir agua para consumo #umano, #umano , y la tendencia probablemente continuar conforme conforme aumenta la escasez de agua a agua a causa de las presiones que produce el crecimiento demogrco, demogrco , la sobree'plotación de los recursos #ídricos y #ídricos y la contaminación contaminación de otras fuentes de agua. os sistemas de desalinización actuales estn dise7ados para tratar tanto el agua estuarina, costera y marina, como tambi%n aguas salobres interiores interiores +tanto superciales como subterrneas-. El agua producida mediante la ósmosis inversa es agresia para los materiales

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aplicado este tratamiento, el agua desalinizada no debería ser ms agresiva que el agua de consumo #abitual.

El agua desalinizada suele mezclarse con vol4menes peque7os de agua ms rica en minerales para mejorar su aceptabilidad y, en particular, para reducir  Sheet Music su agresividad. (lgunas aguas subterrneas o superciales pueden utilizarse, tras un tratamiento adecuado, para mezclar en proporciones mayores y pueden mejorar la dureza y el equilibrio iónico. iónico. Usos in+us(ri)es Pro+u--in +e ,us +e )( -)i++ •

•

0roducción de agua desmineraliza desmineralizada da!! las membranas de baja presión eliminan la mayor parte de las sales en el agua, nalizando su desmineralización desmineralización total con el intercambio intercambio iónico. 0roducción de agua ultrapura! ultrapura! adems de eliminar las sales en el agua y una gran variedad de sustancias orgnicas, tambi%n depura microorganismos microorganismos consiguiendo consiguiendo un agua ultrapura.

Cir-ui(os +e re/ri,er-in semi1ier(os %éase también: refrigeración

as centrales de producción producción de energía el%ctrica deben ceder al foco frío grandes cantidades de energía en forma de calor. El medio utilizado para esta transferencia es #abitualmente #abitualmente el agua de un circuito de refrigeración refrigeración.. Con el n de economizar la m'ima cantidad de agua posible se concentra el agua de aporte tantas veces como lo permita su composición iónica y la resistencia a la corrosión corrosión de de los materiales del circuito. (l mismo tiempo, con tal nalidad y para cumplir con la legislación vigente en algunos países, reduciendo el impacto ecológico que supondría el vertido de las aguas de alta salinidad de la purga del circuito, se procede a tratar estas para obtener un vertido practicante nulo donde la ósmosis inversa juega un papel importante en la concentración del vertido. Pin(+o $or e)e-(ro+e$osi-in . %éase también: electrodeposición

En este proceso la carrocería se sumerge en una dispersión coloidal en coloidal en agua de partícula de pintura el%ctricamente cargada. a aplicación de un gradiente de potencial origina una migración de las partículas de pintura #acia la carrocería sobre la que se depositan. Cuando la carrocería emerge del ba7o de

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solvente solubilizador y sales inorgnicas disueltas. El rec#azo de la ultraltracion es mayoritariamente pintura del ba7o que es devuelta al mismo.

El permeado de la ultraltracion es impulsado de nuevo #acia una ósmosis inversa cuyo permeado es agua de alta pureza que se utiliza, junto con una  Sheet Music peque7a cantidad de agua desmineralizada de aporte, para el lavado nal de la carrocería. El rec#azo de la ósmosis inversa contiene solventes, solubilizadores, solubilizadores, sales disueltas, etc. y se utiliza por un lado para arrastrar la pintura no depositada sobre las carrocerías tras su salida s alida del ba7o de electropintado y por otro lado para desconcentrar el circuito de las sales que se van acumulando. Tin(+o +e >1rs (e(i)es.

a utilización de la ósmosis inversa y de la nanoltración para el tratamiento de los e/uentes procedentes del tintado de bras te'tiles permite por un lado recircular apro'imadamente el 9:A de los productos químicos usados en los ba7os de tintado y, por otro, reutilizar reutilizar alrededor del 9BA de las aguas residuales generadas. F1ri--in F1ri--in +e -()iJ+ores. %éase también: Convertidor catalítico

(lgunos catalizadores catalizadores utilizados de automóviles se fabrican a partir de una pasta de aluminio aluminio,, cerio cerio y y níquel níquel.. a combinación de una ultraltración y una ósmosis inversa permite recuperar tanto la materia prima de fabricación como el agua del proceso. El e/uente de la fabricación de catalizadores catalizadores es una lec#ada que incorpora los constituyentes de la pasta diluidos entre > y :B veces así como un conjunto de aditivos. a lec#ada, cuya concentración oscila entre 8 y el 8:A de sólidos, pasa en primer lugar a trav%s de una ultraltración con un poder de corte del orden de 8BB.BBB, obteni%ndose un concentrado con un contenido en sólidos del :BA, que se puede reutilizar directamente en el proceso. El permeado de la ultraltración pasa a continuación por una ósmosis inversa que permite recuperar la mayor parte del agua del proceso. Pro-es+o +e $$e) /o(o,r6>-o . %éase también: papel fotogrco

El elevado coste tanto de la plata plata como como del agua de alta calidad #ace rentable recuperar ambos elementos de los e/uentes del procesado de papel fotogrco. os e/uentes con un contenido en plata del orden de las >B ppm,

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a misma capacidad de concentrar mol%culas #a sido ampliamente utilizada para conseguir concentrados alimenticios. F1ri--in F1ri--in +e /é-u) +e $((.

aguas residuales de las fbricas de f%cula de patata pasan, patata pasan, en primer lugar a trav%s de una ultraltración cuyo contenido presenta un 8BA de la materia seca, de la cual su KBA apro'imadamente apro'imadamente son proteínas que se pueden recuperar por precipitación. precipitación. El ultraltrado se envía de nuevo #acia una ósmosis inversa cuyo permeado presenta una contaminación menor, pudiendo enviarse a una planta convencional de aguas residuales urbanas.

En el rec#azo de la ósmosis inversa, en un peque7o volumen se encuentra concentrada toda la contaminación inicial inicial y debe procesarse en una planta de alta carga. Con-en(r+o +e Jumos +e /ru(s.

a concentración elimina el agua, y mantiene el aroma y resto de mol%culas. a producción producción de zumos zumos concentrados concentrados mediante ósmosis inversa tiene las siguientes ventajas! •

•

0ero tambi%n las siguientes limitaciones! •

•

a ósmosis inversa se debe utilizar con otros procesos de concentración ya que a medida que aumenta la concentración se eleva la presión osmótica.. osmótica 0uede presentar paso de algunos compuestos de bajo peso molecular no deseados a trav%s de las membranas utilizadas y se concentran a4n ms.

Pre-on-en(r-in +e 2u,os Ju-r+os .

Con la ósmosis inversa se puede preconcentrar los jugos los jugos azucarados azucarados antes antes de su evaporación para eliminar gran parte del agua que poseen. (sí se puede reducir consumos energía y aumentar capacidad de evaporación.

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tratamiento. tratamiento. Con la preconcentración elimina gran parte del agua e'istente reduciendo reduciendo considerablemente los gastos de transporte. •




educir el consumo energ%tico de la evaporación evaporación.. 2i el suero lcteo se procesa en la misma planta su preconcentración mediante ósmosis inversa permite reducir los consumos energ%ticos globales de la fabricación y aumentar la capacidad de producción producción de los evaporadores e'istentes.

Pre-on-en(r+o +e ) -)r +e uevo . %éase también: #uevo +alimento-

a ósmosis inversa conserva todas sustancias solubles producto nal +glucosa + glucosa-. -. educe costes de secado y mejora la calidad del producto. Es(1i)iJ-in +e vinos .

a estabilización del vino vino tiene tiene por objeto eliminar un precipitado de tartrato potsico que potsico que disminuye generalmente su valor comercial y puede #acerse precipitando precipitando los tartratos de forma controlada, tras concentrar el vino por ósmosis inversa. 2e #ace pasar el vino a trav%s de una ósmosis inversa, obteni%ndose, por un lado, un permeado que representa apro'imadamente el KBA del volumen inicial, y por otro, un concentrado que supone el JBA restante en el que los distintos productos que no pueden atravesar las membranas se encuentran concentradas =,: veces. F1ri--in F1ri--in +e -erveJ -on 12o -on(eni+o en )-oo)

a cerveza fermentada fermentada con con un bajo contenido alco#ólico alco#ólico no posee ni un sabor ni un aroma satisfactorios. 0or lo que es mejor producir una cerveza con un contenido alco#ólico normal o alto y reducir o eliminar dic#o contenido posteriormente. El proceso de la desalco#olización de la cerveza se basa en el #ec#o de que algunas membranas retienen difícilmente el etanol. a cerveza se bombea #acia la membrana de ósmosis inversa obteni%ndose por un lado un permeado formado por agua, la mayor parte del alco#ol y algunos cidos orgnicos de orgnicos de bajo peso molecular y por otro un concentrado de cerveza. El agua no destilada, junto con los componentes de bajo peso molecular se

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a ósmosis inversa puede utilizarse para producir alco#ol alco#ol a a partir de los jugos azucarados.

El contenido de la cuba de fermentación alco#ólica se bombea constantemente #acia membranas de ósmosis inversa permitiendo el paso de agua y alco#ol  Sheet Music que se destila separando el agua del alco#ol.

APLICACIONES OSMOSIS INVERSA

a osmosis inversa se puede emplear en diferentes aplicaciones industriales industriales para el tratamiento de de agua de de proceso y residual, a un bajo bajo costo y alta alta eciencia. .

A$)i--iones

•

0roducción de agua ultrapura para uso en calderas de alta presión

"ene>-ios

•

•

•

0roducción de agua ultrapura para uso en microcircuitos microcirc uitos y pintura electrofor%tica

•

educe costos para obtener educe agua libre de materia orgnica y dureza, baja en sílice y con bajo contenido de sales. 5ambi%n se puede emplear 5ambi%n como pretratamiento de resinas de intercambio iónico, reduciendo el costo de operación y alargando la vida 4til de la resina. 0roducción de agua libre de impurezas impurez as para emplear en el enjuague de la fabricación de microcircuitos microcir cuitos evitando defectos en el producto nal. 0roducción agua con bajo

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0roducción de agua ultrapura para productos farmac%uticos farmac%utic os y cosm%ticos

0roducción de agua potable para consumo #umano y elaboración de alimentos y bebidas

•

•

•

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•

0roducción de agua para riego

euso de (gua de producción

•

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•


0roducción de agua libre de dureza, controlando el contenido microbiológico, control de cloruros, sólidos disueltos y control de conductividad conductivida d cumpliendo con normativas de la @20 0roducción de agua potable libre de sólidos suspendidos, permitiendo la reducción de 5C, eliminación de coliodes, control microbiológico y sólidos disueltos totales a un bajo costo a partir de agua de mar, rio o pozo. @so como agua de producción en la elaboración de alimentos y bebidas eliminado el contenido de dureza y cloruros 0roducción de agua libre de cloruros para riego de cultivos a partir de agua de pozos salobres o agua de producció producción n a potabilización del agua residual industrial permite la reutilización reutilizac ión de esta en procesos productivos disminuyendo disminuyend o el consumo de agua potable 2e logra disminuir el consumo interno de agua en la planta.

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tratamiento de agua cruda •

•

tras (plicaciones

•

•

1inimizar el volumen de agua 1inimizar residual vertida Concentración de lcteos para procesos de evaporación Concentración de alimentos como jugos de frutas, suero de queso, etc.

?ependiendo de cada aplicación, la conguración del pretratamiento pretratamiento y del sistema de osmosis inversa puede variar. ( continuación se muestra un diagrama de un sistema de smosis *nversa típico.

Imagen 3. Proceso típico de tratamiento de agua mediante un sistema de Osmosis Inversa.

SISTEMA DE OSMOSIS INVERSA VS OTROS SISTEMAS DE DESMINERALIACIÓN •

•

Gle'ibilidad Gle'ibilidad del sistema frente a la calidad de agua de entrada [\ 2e puede obtener agua de alta calidad a un costo casi constante aun así la conductividad conductividad del agua de entrada aumente. En contraste, otras tecnologías como el intercambio iónico o la

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Costo de inversión competitivo [\ El costo de inversión es muy competitivo frente a otras tecnologías como procesos de evaporación.

CAPITULO II SEPARACION POR FLOTACION: INTRODUCCIÓN:

@na de las operaciones operaciones realizadas realizadas por la empresa ?elp#i ?elp#i en en el tratamiento de aguas residuales es la /otación. a /otación es una Roperación física física unitariaR, unitariaR, esto es, un m%todo m%todo de de tratamiento en el que predominan los fenómenos físicos, que se emplea para la separación de partículas de una fase líquida. a separación se consigue introduciendo introduciendo nas burbujas de gas gas,, normalmente aire, en la fase líquida. as burbujas se ad#ieren a las partículas, y la fuerza fuerza ascensorial ascensorial que e'perimenta el conjunto partícula&burbuja de aire #ace que suban #asta la supercie del líquido. ?e esta forma, es posible #acer ascender a la supercie partículas cuya densidad densidad es es mayor que la del líquido, adems de favorecer la ascensión de las partículas cuya densidad es inferior, como el caso del aceite aceite en en el agua. agua. @na vez las partículas se #allan en supercie, pueden recogerse mediante un rascado supercial En el tratamiento de aguas residuales, la /otación se emplea para la eliminación de la materia materia suspendida suspendida y para la concentración de los fangos biológicos. a principal ventaja del proceso proceso del del proceso de /otación frente al de sedimentación consiste en que permite eliminar mejor y en menos tiempo tiempo las las partículas peque7as o ligeras cuya deposición es lenta. 2u uso est generalizado para las aguas industriales y no tanto para las urbanas.

DESCR CRI PCI CI ÓN: Laflot esunpr ocesofisi coquí mi codet r esf ases( sól i dol í qui dogas)quet i eneporobj et i vol a a c i ó n separ aci óndeespeci esmi mi ner al esme medi ant el aadhesi ónsel ect i vadepar t í cul asmi mi ner al esa

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Lahi dr of obi ci daddelmi ner alqueper mi t el aadher enci adel aspar t í cul assól i dasal as bur buj asdeai r e.

•

Laf or maci óndeunaespumaest abl esobr el asuper fici edelaguaqueper mi t ema mant enerl as par t í cul assobr el asuper fici e.

Par aest abl ecerest ospr i nci pi osser equi er el aadi ci ónder eact i vosquí mi cosalsi st ema.Est os r eact i vosdeflot aci ónsonl oscol ect or es,depr esor es,act i vador esymo modi ficador es,cuyasacci ones pr i nci pal essoni nduci rei nhi bi rhi dr of obi ci daddel aspar t í cul asydar l eest abi l i dadal aespuma f or mada. Laspar t í cul asmi mi ner al eshi dr of óbi cast i enenl acapaci daddeadher i r seal abur buj a,ent ant oque l ashi dr of í l i cas,comol aganga,noseadhi er en.Lasuper fici ehi dr of óbi capr esent aafini dadporl a f asegaseosayr epel el af asel í qui da,mi ent r asquel asuper fici ehi dr of í l i cat i eneafini dadporl af ase l í q u i d a .

Laflot aci óncomopr ocesodedescont ami naci ónser eal i zaconmi mi cr obur buj as,dedi ámet r osdel or dende15100mi cr óme met r os( * m)yconbur buj asmedi anas( 100600* m) .Enelpr i mercaso,l a capaci dadder emo moci óndecar gadeest asbur buj asesmu muypequeña,si nembar go,hoyendí a exi st ent écni casyequi posquegener anbur buj asdet ama mañoi nt er medi o.

Lasbur buj asseañaden,osei nducesuf or maci ón,medi ant eunodel ossi gui ent esmé mét odos:

1.Ai r eaci ónapr esi ónat mosf ér i ca( flot aci ónporai r eaci ón) .

2.Sat ur aci ónconai r eal apr esi ónat mosf ér i ca,segui dodel aapl i caci óndelvací oall í qui do ( flot aci ónporvací o) .

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flot aci ón.Ensumayorpar t e,est osr eact i vosquí mi cosf unci onandemaner aquecr eanuna super fici eounaest r uct ur aqueper mi t eabsor beroat r aparf áci l ment el asbur buj asdeai r e.Los r eact i vosquí mi cosi nor gáni cos,t al escomol assal esdehi er r oodeal umi ni oyl así l i ceact i vada,se empl eanpar aagr egarl aspar t í cul assól i das,demaner aquesecr eeunaest r uct ur aquef aci l i t el a absor ci óndel asbur buj asdeai r e.Tambi énsepuedenempl eardi ver sospol í mer osor gáni cospar a modi ficarl anat ur al ezadel asi nt er f asesai r el í qui do,sól i dol í qui do,odeambasal avez.Porl o gener al ,est oscompuest osact úansi t uándoseenl ai nt er f asepar apr oduci rl oscambi osdeseados.

Cr-(ers(i- +e ) Ko(-in

a /otación puede ser denida como un proceso de separación de partículas +o agregados- o gotas vía ad#esión a burbujas de aire aire.. as unidades burbujas & partículas +gotas- presentan una densidad aparente menor al del medio acuoso y RlevitanR o R/otanR #asta la supercie de un reactor +celda de /otación- o interfase líquido6aire, de donde son removidos. 2eg4n la denición, la /otación contempla la presencia de tres fases! s ólida, líquida y gaseosa. a fase sólida est representada por las materias a separar, la fase líquida es el agua agua y y la fase gas es el aire. os sólidos nos y liberados y el agua, antes de la aplicación del proceso, se preparan en forma de pulpa con porcentaje de sólidos variables pero normalmente normalmente no superior a JBA de sólidos. @na vez ingresada la pulpa al proceso, se inyecta el aire para poder formar las burbujas, que son los centros sobre los cuales se ad#ieren las partículas sólidas. TIPOS

E'isten tres tipos de /otación natural, /otación ayudada y /otación inducida. F)o(-in n(ur): Qlido si la diferencia en la densidad natural es suciente para la separación. F)o(-in u++: curre cuando se utilizan los medios e'ternos para promover la separación de las partículas que estn /otando de forma natural. F)o(-in in+u-i+: curre cuando la densidad de las partículas es articialmente disminuida disminuida para permitir que las partículas /oten. Esto se basa en la capacidad de ciertas partículas sólidas y líquidas para unirse con las

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redondeado, redondeado, con el n de eliminar los bordes rectos o regiones en las cuales no penetrarían las corrientes del /uido. a altura del líquido, es apro'imadamente Documents  igual al dimetro del tanque. 2obre un eje suspendido desde la parte superior, va montado un agitador. El eje est accionado por un motor, conectado a  Sheet Music veces, directamente al mismo, pero con mayor frecuencia, a trav%s de una caja de engranajes reductores. reductores. REACTIVOS USADOS

os reactivos de /otación corresponden corresponden a sustancias orgnicas que promueven, intensican y modican las condiciones óptimas del mecanismo físico&químico del proceso. 0ueden clasicarse en! Co)e-(ores: 2on sustancias orgnicas que se adsorben en la supercie del mineral mineral,, conri%ndole características de repelencia al agua +#idrofobicidad-. +#idrofobicidad-. Es$umn(es: 2on agentes tensoactivos que se adicionan a objeto de!

8. Estabi Estabiliz lizar ar la espum espuma a =. ?isminui ?isminuirr la tensión tensión supercial supercial del agua >. 1ejorar 1ejorar la cin%tica cin%tica de de interacci interacción ón burbuja burbuja W partícu partícula la J. ?isminui ?isminuirr el fenómeno fenómeno de unión de dos o ms burbujas burbujas +coalesce +coalescencia ncia-os reactivos 1odicadores, por otro lado, tales como activadores, depresores o modicadores de p3, se usan para intensicar o reducir la acción de los colectores sobre la supercie del material. Me-nismos

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El proceso de /otación est basado sobre las propiedades #idrofílicas #idrofílicas e #idrofóbicas #idrofóbicas de los sólidos a separar. separar. 2e trata fundamentalmente fundamentalmente de un Documents  fenómeno de comportamiento de sólidos frente al agua, o sea, de mojabilidad mojabilidad de los sólidos. os metales nativos, s4lfuros de metales o especies tales como grato, carbón bituminoso, talco y otros, son poco mojables por el agua y se llaman minerales #idrofóbicos. #idrofóbicos. 0or otra parte, los minerales que son ó'idos, sulfatos, silicatos, carbonatos y otros son #idrofílicos, o sea, mojables por el agua. 2e puede observar adems que los minerales #idrofó bicos son aerofílicos, es decir, tienen gran anidad por las burbujas de aire, mientras que los minerales #idrofílicos #idrofílicos son aerofóbicos, o sea, no se ad#ieren normalmente a ellas. En resumen, es necesario incrementar incrementar la propiedad #idrófoba #idrófoba en las partículas minerales de una pulpa para facilitar la /otabilidad. Esto se efect4a con los reactivos llamados colectores, que son generalmente compuestos orgnicos de carcter #eteropolar, o sea, una parte de la mol%cula es un compuesto evidentemente apolar +#idrocarburo+#idrocarburo- y la otra es un grupo polar con las propiedades iónicas, iónicas, es decir, con carga el%ctrica denida. a partícula queda cubierta por el colector que se ad#iere a su supercie por medio de su parte polar, proporcionndole proporcionndole con la parte polar propiedades #idrofóbicas. El agregado de espumantes, como se #a dic#o, permite la formación de burbujas de tama7o y calidad adecuada para el proceso. 0ues bien, el contacto entre las partículas y las burbujas requiere que las primeras est%n en constante agitación, la cual la otorga el rotor de la mquina de /otación, de modo que para realizar la unión con las burbujas son necesarios! a- su encuentro y bcondiciones favorables para formar el agregado. agregado. El contacto partícula&burbuja se acerca #asta el punto en que la película de agua que las separa es muy na. En este momento para que la partícula pueda acercarse ms a la burbuja tiene que superar lo que se considera una barrera energ%tica. 0ara las partículas #idrofílicas, en que la asociación de la partícula con las mol%culas de agua es muy rme, esta barrera nunca se supera y las partículas no /otan. 0ara las partículas #idrofóbicas, la barrera queda repentinamente repentinamente rota por fuerzas no bien conocidas, permitiendo permitiendo un contacto trifsico +sólido&líquido&gasPrin-i$)es vri1)es o$er-ion)es

(lgunas de las variables de mayor importancia para el proceso de /otación son!

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Dosis +e Re-(ivo: a cantidad de reactivos requerida en el proceso depender de las pruebas metal4rgicas preliminares preliminares y del balance económico Documents  desprendido de la evaluación de los consumos. Densi++ +e Pu)$: E'iste un porcentaje de sólidos óptimo para el proceso que tiene in/uencia en el tiempo de residencia del mineral en los circuitos. Aire-in: a aireación permitir aumentar o retardar la /otación en benecio de la recuperación o de la ley, respectivamente. El aire es uno de los tres elementos imprescindibles imprescindibles en el proceso de /otación, junto con el mineral y el agua. Re,u)-in +e) $%: a /otación es sumamente sensible al p3, especialmente cuando se trata de /otación selectiva. Cada fórmula de reactivos tiene un p3 óptimo ambiente en el cual se obtendría el mejor resultado operacional. Tiem$o +e Resi+en-i: El tiempo de residencia depender depender de la cin%tica de /otación de los minerales de la cin%tica de acción de reactivos, del volumen de las celdas, del porcentaje de sólidos de las pulpas en las celdas y de las cargas circulantes. C)i++ +e) A,u: En las 0lantas la disponibilidad de agua es un problema.
os índices de evaluación del proceso de /otación son! recuperación metal4rgica, metal4rgica, recuperación en peso, razón de concentración, razón de enriquecimiento. 

Re-u$er-in me()*r,i-: Es la razón entre la masa del material 4til obtenido en el concentrado y la masa de material 4til de la alimentación. alimentación.



Re-u$er-in en $eso: Es la razón entre la masa del concentrado y la masa de la alimentación.



RJn +e -on-en(r-in: Es la razón entre la masa de alimentación y la masa de concentrado. concentrado.



RJn +e enri=ue-imien(o: Es la razón entre la ley del componente deseado en el concentrado y la ley del mismo componente en la alimentación.

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Cribas de laboratorio para separación por tamización. os m%todos de separación de fases de mezclas mezclas son son aquellos procesos físicos por físicos por los cuales se pueden separar los componentes de una mezcla. 8 0or lo general el m%todo a utilizar se dene de acuerdo al tipo de componentes de la mezcla y a sus propiedades particulares, así como las diferencias ms importantes entre las fases. a separación es la operación en la que una mezcla se somete a alg4n tratamiento que la divide en al menos dos sustancias sustanciasdiferentes. diferentes. En el proceso de separación, las sustancias conservan su identidad, sin cambio alguno en sus propiedades químicas. Entre las propiedades físicas de las fases que se aprovec#an para su separación, se encuentra el punto de ebullición, ebullición , lasolubilidad lasolubilidad,, la densidad densidad y y otras ms. os m%todos de separación de mezclas ms comunes son los siguientes! •

?ecantación

•

Giltración

•

5amización 5amización

•

5ría 5ría

•

Glotación

•

Cristalización

?ecantación^ ?ecantaciónêditar editar__

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a mezcla de agua y aceite se puede separar por medio de decantación. a decantación decantación se se utiliza para separar líquidos que no se disuelven entre sí +como agua agua y y aceite aceite-- o un sólido sólido insoluble insoluble en un líquido líquido +como +como agua yarena y arena-. -. El aparato utilizado, que se muestra en la fotografía, se llama ampolla o embudo de decantación. a decantación es el m%todo de separación ms sencillo, y com4nmente es el prembulo a utilizar otros ms complejos con la nalidad de lograr la mayor pureza posible. 0ara separar dos fases por medio de decantación, se debe dejar la mezcla en reposo #asta que la sustancia ms densa densa se se sedimente sedimente en en el fondo. uego dejamos caer el líquido por la canilla, cayendo en otro recipiente, dejando arriba solamente uno de los dos /uidos. Giltración^ Giltraciónêditar editar__

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a ltración es el m%todo que se usa para separar un sólido insoluble de un  Documents líquido. El estado de subdivisión del sólido es tal que lo obliga a quedar retenido en un medio poroso o ltro ltro por por el cual se #ace pasar la mezcla. Este m%todo es ampliamente usado en varias actividades #umanas, teniendo como ejemplos de ltros los percoladores para #acer caf%, telas de algodón o sint%ticas, coladores o cribas caseros y los ltros porosos industriales, de cermica cermica,,vidrio vidrio,, arena o carbón carbón.. *mantación o separación por magnetismo^ magnetismoêditar editar__ a imantación es un m%todo que consiste en separar una mezcla en la que una de las sustancias tiene propiedades magn%ticas ,es decir, se utiliza un material que contenga un campo magn%tico para separar las sustancias metlicas en la mezcla, como la e'tracción de las limaduras de #ierro en una mezcla con arena. evigación^ evigaciónêditar editar__ a levigación es un m%todo que consiste en tratar una mezcla con un disolvente disolvente líquido líquido para separar algunos de sus componentes, ya sea por el arrastre de una sustancia, como en la e'tracción del almidón almidón,, o porque una fase es soluble en el líquido y por ende se separa del resto de la mezcla, no soluble. Es una mezcla de dos elementos o ms. i'iviación selectiva^ selectiva êditar editar__ Este m%todo de separación consiste en e'traer, por medio de disolventes orgnicos, aceites esenciales de plantas aromticas o medicinales. a li'iviación es com4n en la confección de perfumes, productos de limpieza y medicamentos. ?e igual manera, se utiliza en la e'tracción de minerales en las minas como las esmeraldas, joyas, diamantes, etc.

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El tamizaje se utilizaba antiguamente en la agricultura para separar las piedras de los granos. 5ría 5ría^êditar editar__ Es un m%todo de separación que consiste en separar con pinzas o simplemente con las manos las fases sólidas de mayor tama7o de las de menor tama7o dispersas en otro sólido o en un líquido de un sistema #eterog%neo #eterog%neo.. Es un tipo de tamización tamización.. Glotación^ Glotaciónêditar editar__ a /otación es en realidad una forma de decantación. 2e utiliza para separar un sólido con menos densidad que el líquido en que est suspendido, por ejemplo, en una mezcla de agua y pedazos de corc#o corc#o.. ?estilación^ ?estilaciónêditar editar__ $rt&culo principal: ?estilación

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a destilación es ampliament ampliamente e utilizada en la industria licorera a destilación se usa para separar dos líquidos miscibles entre sí, que tienen distinto punto de ebullición, como una mezcla de agua y alco#ol etílico; etílico ; o bien, un sólido no voltil disuelto en un líquido, como la mezcla de permanganato de potasio disuelto en agua. El proceso de destilación se inicia al someter s ometer a altas temperaturas la mezcla. El líquido ms voltil se evaporar primero, quedando el otro puro. uego, la fase evaporada se recupera mediante condensación condensación al al disminuir la temperatura. 2eg4n el tipo de mezcla que se desee separar, se contemplan dos tipos de destilación! la destilación simple en simple en la cual se separan sólido y líquido; y la destilación fraccionada en fraccionada en la que se separan dos líquidos. En la segunda es en la que se obtiene una mejor separación de los componentes, si bien esta va a depender de qu% tan alta sea la diferencia entre los puntos de ebullición de las diferentes fases. os m%todos de destilación son ampliamente utilizados en la industria licorera licorera,, la petrolera y la de tratamiento de aguas, así como en los laboratorios laboratorios.. Cromatografía^ Cromatografíaêditar editar__

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capa na, de columna y de gas. 5odos, sin embargo, utilizan como principio la capilaridad por por la cual una sustancia se desplaza a trav%s de un  Documents propiedad de capilaridad medio determinado. determinado. El medio se conoce como /se es(-ionri y la  Sheet Music sustancia como /se mvi). 0or ejemplo, si un refresco cae sobre una servilleta de papel, aqu%l busca ocupar toda la supercie de %sta. En este caso, la servilleta es la fase estacionaria y el refresco, la fase móvil. 0ara que la fase móvil se desplace por la fase estacionaria debe e'istir cierta atracción entre ellas. a intensidad de esta atracción varía de una sustancia a otra, por lo que el desplazamiento se realiza a diferentes velocidades. a cromatografía cromatograf ía aprovec#a estas diferencia diferenciass +de solubilidad solubilidad-- para separar una mezcla! el componente ms soluble se desplaza ms rpido por la fase estacionaria, y los otros quedan rezagados. 0ara identicar las sustancias se les puede agregar alg4n tipo de coloración antes de separarlas

A$)i--iones

5ratamiento 5ratamiento de minerales minerales +2eparación +2eparación diferencial diferencial de partículas minerales-! minerales-! 

2ulfuros, 2ulfuros, +Cu, 0b, `n, 1o, etc.-, 'i&1inerales, +1n,


Denecio +adecuación- de materias primas +pigmentos, caolín, arcillas para cermica-.



1edio (mbiente +separación sólido6líquido o líquido6líquido-.



5ratamiento 5ratamiento de compuestos compuestos orgnicos orgnicos +plantas de de e'tracción por por solvente-, aceites, grasas y colorantes +gatas-.



5ratamiento 5ratamiento de e/uentes e/uentes que contienen contienen metales pesados +ver +ver abajo-, aniones +C<, CrJ, (sJ, 2J, 0BJ, 1oJ, G-, complejos y quelatos +galvanoplastia, +galvanoplastia, sider4rgicas, industria minero& metal&mecnicametal&mecnica-



1etales pesados RremoviblesR +recuperables- por /otación! (gU8, 2nU=, (sU>, CrU>6CrUK, (uU=6(uUJ DeU=, CdU=, CoU=, FaU=, FeUJ, 3gU=, 0bU=, 1nU=, , 2eU=.

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5ratamiento 5ratamiento de suelos! suelos! remoción de pesticidas, aceites aceites y elementos radioactivos; separación de pigmentos, semillas; tratamiento de aguas de procesos para el control de la corrosión, remoción de detergentes, aguas para uso industrial y dom%stico +/ocos biológicos-. Ejemplos Ejemplos de aplicación de /otación en el tratamiento de aguas y e/uentes líquidos tratados son descritos en la 5abla que sigue.

a aplicación en la separación de minerales es el uso ms convencional de la /otación seguido de su uso en la recuperación de colorantes en industrias de papel, tratamiento tratamiento de de agua y saneamiento. *nvestigaciones recientes recientes ampliaron el uso de la /otación en procesos tales como la limpieza de ríos, separación de plstico e inclusive separación de microorganismos. a gura a continuación muestra el tanque de /otación por aire disperso de proyectos de puricación de agua. a /otación por aire disperso utilizado en los proyectos de limpieza como en lagos y parques y en los desagXes involucra las etapas de separación de la basura traída por la lluvia, introducción introducción de sustancias en el agua agua que reducen reducen su acidez e inician el proceso proceso de coagulación de los agentes polucionantes, polucionantes, inyección de o'ígeno por debajo del tanque que arrastra las partículas sólidas #acia la supercie donde una draga colecta todo el lodo formado en el proceso y lo encamina para las estaciones de tratamiento de desagues.

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El proceso de reciclaje del plstico 0E5 tambi%n fue posible gracias al proceso /otación. El mayor problema en el reciclado de ese polímero era que no se lograba separar del 0QC para reutilizar el 0E5 ya que los dos son muy parecidos y muc#as veces ocurría la contaminación cruzada. 0ara volver posible la /otación fue necesario el uso de un agente sulfatante que modica la supercie del 0E5 #aciendo que el presenta ms anidad por el agua que el 0QC. ?E esa forma los dos materiales son picados, lavados y colocados en solución acuosa con el sulfactante. Enseguida las burbujas generadas en el sistema cargan el 0E5, dejando el 0QC en la solución. ecientemente ecientemente observamos tambi%n el empleo del proceso de /otación en la separación de microorganismos microorganismos desde que la c%lula por sus dimensiones pueda ser considerada como biocoloide. a foto de la gura a continuación continuación muestra las c%lulas en la burbuja de aire. Estudios recientes intentan viabilizar viabilizar esta t%cnica para la separación de levaduras en el proceso de producción de alco#ol.

C%lulas de levadura 2ac#aromyces cerevisiae ad#eridas a la burbuja de aire

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organismos contaminantes contaminantes +/otación selectiva-, como actualmente se realiza para el enriquecimiento de minerales de bajos tenores.

ee todo en! Glotación W (plicación de la /otación en procesos industriales  a guía de Gísica #ttp!66sica.lagui #ttp!66sica.laguia=BBB.com6dina a=BBB.com6dinamica&clasica6din mica&clasica6dinamica&de&una& amica&de&una& particula6/otacion&aplicacion&de&la particula6/otacion &aplicacion&de&la&/otacion&en&proceso &/otacion&en&procesos& s& industrialesi'zz>Kue'lCV D*D*F(G*(! *mportante!#ttp!66bibliotecad *mportante!#ttp!66bibliotecadigital.ilce.edu igital.ilce.edu.m'6sites6ciencia6volu .m'6sites6ciencia6volumen86ciencia= men86ciencia=66 8K6#tml6fenomeno.#tml #ttp!66centrodeartigos.com6articulos&pa #ttp!66centrodearti gos.com6articulos¶&saber ra&saber&mas6articleJ=B9.# &mas6articleJ=B9.#tml tml #ttp!66VVV.quimicadelagua.com6Conceptos.5ratamientos.smosis.8B.#tml #ttp!66VVV.bonsaimenor #ttp!66VVV .bonsaimenorca.com6articulo ca.com6articulos6articulos&tecnicos6osmo s6articulos&tecnicos6osmosis&inversa6 sis&inversa6

#ttp!66bibliotecadigital.ilce.ed #ttp!66bibliotecadigital.ilce.edu.m'6sites6ciencia6vol u.m'6sites6ciencia6volumen86ciencia= umen86ciencia=68K6#tml6sec 68K6#tml6sec 8>.#tml #ttp!66VVV.Vetme'.net6osmosis.p#p #ttp!66VVV.tratamientosdelag #ttp!66VVV .tratamientosdelaguaydepuracion. uaydepuracion.es6osmosis&industrial.#tm es6osmosis&industrial.#tmll #ttp!66aquanovel.com6funcionam #ttp!66aquanovel.co m6funcionamiento&de&un&equipo&de&osmosis&inv iento&de&un&equipo&de&osmosis&inversa6 ersa6 ii #ttp!66VVV.monograas.com6trabajos8K6tecnicas&/otac #ttp!66VVV.monograas.com6tra bajos8K6tecnicas&/otacion6tecnicas& ion6tecnicas& /otacion.s#tmli'zz>Ku`#KjH #ttp!66VVV.ecured.cu6inde'.p#p6GlotaciAC>AD>n importante! #ttp!66boos.google.c #ttp!66boos.google.com.pe6boosid[g om.pe6boosid[g@EKu'b2& @EKu'b2&

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Monografia Osmosis Inversa

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