Diseño e implementación de planta de osmosis inversa de configuraciones flexibles con monitoreo en línea de variables de operación

Abstract

La presente memoria se centra en la problemática de la vida útil de las membranas de ósmosis inversa (OI) y la necesidad de sistemas de monitoreo en el contexto industrial chileno. Según datos de Cochilco, en la minería, el uso de agua de mar directa y/o desalada, fue de 8.600 [L/s] en 2022, con proyecciones de duplicar esta cifra para el año 2032. A pesar de seis décadas de avances tecnológicos en la OI, la industria ve limitada la vida útil de las membranas a periodos considerablemente inferiores a los estándares, con registros locales que indican duraciones de tan solo 3 a 18 meses frente a los 3 a 10 años esperados. Esta disminución se atribuye principalmente a deficiencias en el pretratamiento y la ausencia de sistemas de monitoreo que permitan una predicción de la saturación de las membranas. En respuesta a esta situación, se ha diseñado una celda de conductividad multipunto, para medir las conductividades de: permeado, rechazo y alimentación. A su vez, se integran otros sensores para la razón de productividad, la caída de presión, paso de sal y flujo de permeado. Este sistema de control es abierto, usando equipos Groov de OPTO 22 y beneficia la prolongación de la vida útil de las membranas. Los resultados en la planta piloto modular de OI son: capacidad de 570 [L/h], cuatro elementos de membrana configurable, conductividad de alimentación 3.800 [μS/cm] y de permeado 33 [μS/cm]. Se requieren líneas moduladas con válvulas, permitiendo ajustar la recuperación, calidad de agua y el control de conductividad. La evaluación técnica y económica realizada en la planta de Antofagasta ha demostrado un retorno económico favorable, con una extensión de la vida útil de las membranas desde 12 hasta 13 meses, un Índice de Valor Actual Neto (IVAN) de 72, una Tasa Interna de Retorno (TIR) de 751 [%]. En conclusión, el sistema de control abierto y el desarrollo del sensor de conductividad multipunto se definen técnicamente viables para mejorar las operaciones de desalinización por ósmosis inversa. La viabilidad económica de la tecnología para su aplicación a escala industrial es un factor relevante para iniciar la aplicación piloto.