Tratamiento de aguas para proceso mediante ultrafiltración y ósmosis inversa en el sector del acero

Tratamiento de aguas para proceso mediante ultrafiltración y ósmosis inversa en el sector del acero

14/03/2018

Tratamiento de aguas para proceso mediante ultrafiltración y ósmosis inversa en el sector del acero



 
Una empresa multinacional del sector del acero, solicitó hace unos meses los servicios de J. Huesa, para llevar a cabo el diseño y la fabricación de un sistema de tratamiento de aguas mediante la aplicación de distintas tecnologías, destinado para asegurar la calidad del agua en el proceso productivo de una de sus nuevas líneas.

 

Sistema de tratamiento de agua de proceso

 
La solicitud para cubrir la necesidad por parte del cliente, recogía una solución global y completa de un agua de proceso necesaria para un aporte de agua de un pantano, con salinidad y sólidos elevados en dicho aporte.
 
Debido a la calidad de agua requerida por el proceso y tras el análisis del agua de entrada al sistema, el equipo de J. Huesa fabricó un sistema de ultrafiltración convenientemente dimensionado y diseñado para tratar 36 m3/h y un sistema de tratamiento mediante ósmosis inversa de 27 m3/h.
 
 
 
 
Partiendo del desarrollo de toda la Ingeniería de Proceso, acumulación en base a las necesidades, y adecuación de los parámetros físicos del agua de entrada a la ósmosis, las tecnologías aplicadas al sistema son ultrafiltración con un grado de aseguramiento de corte molecular de 0.2 µ absolutas y una ósmosis inversa para reducir la salinidad de entrada de 275 ms/cm2 a 3,5 ms/cm2.
 
 
Imagen que refleja
el Agua de entrada vs el Agua de salida
 
 
En J. HUESA llevan a cabo el diseño propio de sus equipos para así conseguir el mejor rendimiento de los mismos. Los bastidores son de acero inoxidable 304 que son capaces de soportar cualquier tipo de agresión durante el transcurso de su vida útil utilizando siempre materiales certificados y de primeras marcas.
 


Tecnologías aplicadas en el sistema de tratamiento de agua

 
Ultrafiltración
 
La UF es un proceso aportado por presión que logra la separación a través del tamizado (es decir, tamaño exclusión) en función de su tamaño de poro y corte de peso molecular (MWCO) expresado en kilodaltons (kDa).
 
El tamaño de poro es el diámetro nominal de los microporos en la membrana expresado en micras (μm). El MWCO es la masa molecular o el peso de un soluto que se rechaza más del 90 por ciento.
 
Las membranas de UF pueden ser tan finas como 3 kDa o tan grueso como 150 kDa. Típicamente, las membranas de UF gruesas están en el rango de 80 - 150 kDa, (equivalente a un tamaño de poro de 0.02 - 0.03 μm). 
 
Este tamaño de poro puede proporcionar una barrera a los virus que a menudo se encuentran en las fuentes de agua.
 
 
Ósmosis Inversa
 
El fenómeno de la Ósmosis está basado en la búsqueda del equilibrio. Cuando se ponen en contacto dos fluidos con diferentes concentraciones de sólidos disueltos se mezclarán hasta que la concentración sea uniforme.
 
Si estos fluidos están separados por una membrana permeable (la cual permite el paso a su través de uno de los fluidos), el fluido que se moverá a través de la membrana será el de menor concentración de tal forma que pasa al fluido de mayor concentración.
 
Al cabo de un tiempo el contenido en agua será mayor en uno de los lados de la membrana. La diferencia de altura entre ambos fluidos se conoce como Presión Osmótica.
 
Si se utiliza una presión superior a la presión osmótica, se produce el efecto contrario. Los fluidos se presionan a través de la membrana, mientras que los sólidos disueltos quedan atrás.
 
Para poder purificar el agua necesitamos llevar a cabo el proceso contrario al de la ósmosis convencional, es lo que se conoce como Ósmosis Inversa. Se trata de un proceso con membranas.
 
Para poder forzar el paso del agua que se encuentra en la corriente de salmuera a la corriente de agua con baja concentración de sal, es necesario presurizar el agua a un valor superior al de la presión osmótica. Como consecuencia a este proceso, la salmuera se concentrará más.
 
Como innovación en este sistema de control, J. Huesa utiliza la tecnología de lectura mediante comunicación IOLINK. Esta comunicación está basada en la Industria 4.0.

 


Aplicación de la industria 4.0 en el sistema de control

 
El concepto de industria 4.0 consiste en la introducción de las tecnologías digitales en las fábricas. Es la forma que hay de llamar al fenómeno de transformación digital aplicado a industria de producción.
 
Si durante años se ha hablado del impacto del Internet de cosas (IoT)  en industrias como la energética o de infraestructuras, bajo el concepto de Smart Cities. Ahora toca hablar de “Industria Inteligente” o industria 4.0.
 


Por lo tanto, ¿qué es industria 4.0?

 
La industria 4.0 consiste en la digitalización de los procesos productivos en las fábricas mediante sensores y sistemas de información para transformar dichos procesos y hacerlos más eficientes.
 
La industria 4.0 supone un cambio de mentalidad importante. Eso de que las empresas puramente industriales estaban al margen de todo lo que supone la digitalización, no es cierto.
 

Lo que ofrece la industria 4.0 a través de la digitalización y el uso de plataformas conectadas es:
 
  • Una capacidad de adaptación constante a la demanda
  • Servir al cliente de una forma más personalizada
  • Aportar un servicio post venta uno a uno con el cliente
  • Añadir servicios a los productos físicos, crear series de producción más cortas y rentables
 
La nueva industria 4.0 tiene varios ejes entorno a los que se articula y que como fabricante integrar en tus plantas de producción:

 

  • Big data y análisis de datos
  • Cloud Computing
  • Ciberseguridad
  • Robótica
  • Internet de las cosas
  • Simulación y prototipado
  • Realidad aumentada
  • Integración de procesos

 

Ventajas de un tratamiento mediante ultrafiltración y ósmosis inversa

 
Las ventajas obtenidas para su cliente debido al éxito obtenido tras la aplicación del sistema fabricado en las instalaciones de J. Huesa son:

 

  • La obtención de manera constante de un caudal de agua de calidad determinada que asegure la producción al cliente según las necesidades marcadas al departamento técnico de J. Huesa. Todo esto realizado con equipos de versátiles de alta eficiencia y que requieren un bajo mantenimiento.
     
  • Gracias a la experiencia adoptada tras años en la ejecución de estos equipos de tratamiento, J. Huesa ha conseguido simplificar la operativa permitiendo el uso de los equipos siguiendo unas mínimas directrices marcadas en la documentación elaborada por el departamento de producción de la empresa.
     
  • Con el objetivo de reducir el gasto de agua del cliente, se desarrolla esta planta de pretratamiento, mejorando el rendimiento de la planta de ósmosis inversa.
     
  • Este ahorro obtenido sumado al bajo mantenimiento de la instalación, escaso consumo eléctrico y a los beneficios obtenidos por la reutilización, consiguen que la amortización del coste de la instalación sea muy corta.
 
 
Más información sobre las soluciones de J. Huesa en http://jhuesa.com
 

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