Osmosis inversa

Desarrollo de una bomba reciprocante
de doble efecto para desalinización de
agua por medio de ósmosis inversa
Double-acting Reciprocating Pump for Water Desalination
with Reverse Osmosis
Recibido 13 de Septiembre de 2006, aprobado 28 de agosto de 2007

Carlos Ospina
Ingeniero Mecánico, Magíster en Ingeniería Mecánica. Universidad de los Andes. Bogotá D.C., Colombia.

Álvaro PinillaPh.D. Profesor titular, Departamento de Ingeniería Mecánica, Facultad de Ingeniería, Universidad de los Andes.
Bogotá D.C., Colombia.
apinilla@uniandes.edu.co

PALABRAS CLAVES

KEY WORDS

Desalinización de agua, desplazamiento positivo, ósmosis

Positive displacement, pump systems, reverse osmosis,

inversa, sistemas de bombeo.

water desalination.

RESUMEN

ABSTRACT

El presenteartículo describe el trabajo realizado en el

The present paper describes the work carried out in the

desarrollo de un sistema de bombeo para desalinización

development of a pump system for water desalination

con membranas de ósmosis inversa. El sistema debe cum-

in a small reverse osmosis plant. The system must satisfy

plir con requerimientos de alta presión (4.8 MPa) y bajoshigh pressure (4.8 MPa) and low flow rates (3.78 L/min)

caudales (3.78 L/min), para operar la membrana de ósmo-

to operate the reverse osmosis membrane in its minimum

sis inversa en su rango de mínimo consumo energético.

energy consumption range. In order to achieve this ob-

Para cumplir este objetivo se desarrolla un sistema de

jective, a positive displacement pump system (singleac-

desplazamiento positivo de acción simple y doble efecto,

tion double effect) driven by a cyclo speed reduction was

impulsado con un motoreductor cicloidal. La bomba de-

developed. The system was tested under laboratory con-

sarrollada es evaluada experimentalmente bajo condicio-

ditions. The analysis of the results shows high energy con-

nes de laboratorio. El análisis delos resultados evidencia

version efficiencies throughout the pumping cycle. The

altas eficiencias de conversión de energía a lo largo del

equipment was validated based on the acceptable flow

ciclo de bombeo. Posteriormente, el sistema de bombeo

and permeates concentration results. This design is able

es evaluado en conjunto con una membrana de ósmosis

of replacing actual pumpsystems that are technologically

inversa, obteniéndose resultados satisfactorios en cuanto

complex and at the same time more expensive.

a tasas de flujo y concentraciones de permeado. El diseño
cumple con los requisitos para sustituir sistemas de bombeo usados en la actualidad, tecnológicamente más complejos y al mismo tiempo más costosos.
#27 revista de ingeniería. Universidad de losAndes. Bogotá, Colombia. rev.ing. ISSN. 0121-4993. Mayo de 2008

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técnica

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INTRODUCCIÓN

El proceso de ósmosis inversa (OI) se usa para desalinizar agua salobre. Éste se destaca por su bajo consumo energético, comparado con otros procesos de
desalinización que se realizan en regiones costeras, la
cuales carecen de agua potable adecuada para el consumo humano.
Pinilla y Moreno [1]ilustran el desarrollo de una
pequeña planta para desalinización de agua por OI
diseñada para operar en la región de la alta Guajira
Colombiana, donde no existe conexión con las redes
nacionales de acueducto y electricidad. La pequeña
planta es energizada con el recurso eólico y fue desarrollada para el abastecimiento de pequeñas comunidades indígenas (rancherías).
Una planta desalinizadora laconforman, primordialmente, el equipo de bombeo y la membrana de OI. El
primero representa cerca del 40% del costo total de
la planta, lo que hace más difícil su promoción como
solución tecnológica. Una bomba para tal aplicación
alcanza un valor de US$ 2 500. Una alternativa es el
desarrollo de un sistema de bombeo tecnológicamente
más simple y cuya manufactura sea viable por entidades...