Agua Latinoamerica

Eficiencia y Recuperación de OI

Por Rick Andrew

Las clasificaciones de eficiencia y recuperación para los sistemas de ósmosis inversa (OI) para el punto de uso son cada vez más importantes a medida que aumenta el enfoque en la conservación del agua. Los sistemas que tienen clasificaciones de eficiencia más altas usan menos agua que los sistemas con índices de eficiencia más bajos, aunque hay rendimientos decrecientes porque una vez que la eficiencia es demasiado alta, el elemento de membrana puede dañarse por la dureza y la escama resultante en el agua. Teniendo en cuenta la importancia de estas mediciones, NSF/ANSI 58 incluye procedimientos de prueba muy específicos para medir la eficiencia y la capacidad de recuperación de los sistemas de OI para el punto de uso. Echemos un vistazo a estas dos características muy importantes del sistema de OI, cómo se definen y cómo se determinan.

Definiciones
La calificación de recuperación es el porcentaje de agua que se introduce en el sistema de OI que está disponible como agua de OI cuando el grifo está abierto y no fluye agua hacia el tanque de almacenamiento. Si un sistema tiene un índice de recuperación del 50 por ciento, eso significa que por cada dos galones de agua que fluya al sistema, un galón fluirá como agua de OI cuando el grifo esté abierto. El otro galón termina como agua de rechazo que va a drenar.
La calificación de eficiencia es el porcentaje de agua introducido en el sistema de OI que está disponible como agua de OI cuando el sistema está funcionando bajo condiciones específicas identificadas bajo NSF/ANSI 58. Por lo tanto, si un sistema tiene una calificación de eficiencia del 50 por ciento, eso significa que por cada dos galones de agua que fluye en el sistema, un galón fluirá como agua de OI cuando el sistema se opere como se indica en la norma. El otro galón termina como agua rechazada.
Tenga en cuenta que para los sistemas de OI sin tanque, la calificación de recuperación y la calificación de eficiencia son las mismas. Además, tenga en cuenta que la calificación de eficiencia no puede ser más alta que la calificación de recuperación. Para sistemas con tanques de almacenamiento presurizados, el funcionamiento del sistema implica llenar el tanque contra contrapresión, lo que reduce el flujo de agua de OI en el tanque de almacenamiento, mientras que el flujo de la corriente de rechazo no se ve afectado. Por lo tanto, la calificación de recuperación será más alta que la calificación de eficiencia.

Retos con las medidas
En la superficie, puede parecer sencillo medir la cantidad de agua de entrada a un sistema de OI para el punto de uso que se convierte en agua de OI. Sin embargo, debajo de la superficie hay algunos factores que complican estas mediciones, especialmente si las mediciones deben ser reproducibles para sistemas con tanques de almacenamiento presurizados.
El principal factor que complica las mediciones es la contrapresión resultante de un tanque de almacenamiento presurizado. Esto reduce la presión de conducción neta del sistema y, por lo tanto, reduce la tasa de producción de agua de OI. A medida que el tanque de almacenamiento se llena, la contrapresión aumenta porque el aire detrás del diafragma se comprime aún más. Entonces, a medida que el tanque se llena, la contrapresión aumenta, la presión de conducción neta del sistema disminuye y la tasa de producción de agua de OI se reduce. Cuanto más lleno se vuelve el tanque de almacenamiento, más disminuye la tasa de producción.
La tasa de producción del sistema es una función de la cantidad de agua de OI en el tanque de almacenamiento. Debido a que la tasa de producción varía dependiendo de la plenitud del tanque de almacenamiento (mientras que el caudal de rechazo permanece constante), la tasa de eficiencia también varía dependiendo de la plenitud del tanque de almacenamiento. A medida que el tanque de almacenamiento se llena, la tasa de eficiencia del sistema se reduce. Como tal, es necesario un protocolo específico para medir la calificación de eficiencia para obtener resultados reproducibles. De lo contrario, la medición sería variable, dependiendo de qué tan lleno estaba el tanque de almacenamiento cuando se realizó la medición.

Medición de las calificaciones de recuperación y eficiencia
El procedimiento descrito en la norma NSF/ANSI 58 explica que la clasificación de recuperación se mide con el grifo del sistema de OI abierto y el sistema produciendo agua en estado estacionario. El agua del producto y el agua de rechazo se recogen y se miden hasta que el volumen de agua del producto es de 100 ml. La clasificación de recuperación se determina dividiendo el volumen de agua del producto entre el volumen total de agua del producto mas el agua rechazada; es decir, 100 ml ÷ 100 ml + volumen de agua de rechazo = clasificación de recuperación.
Para los sistemas de OI sin tanque, la calificación de recuperación es la misma que la calificación de eficiencia porque la calificación de eficiencia tiene en cuenta el impacto del tanque de almacenamiento. La norma NSF/ANSI 58 especifica que las clasificaciones de eficiencia para los sistemas con tanques de almacenamiento deben informarse como un valor promedio medido en dos condiciones operativas diferentes:
1. Un ciclo completo de llenado del tanque de almacenamiento de agua del producto (comience con el tanque vacío, finalice con el tanque lleno según lo definido por la terminación del flujo de agua por la válvula de cierre automático [ASOV])
2. Ciclo de llenado de tanque de almacenamiento de agua de producto parcial desde el punto donde el ASOV inicia el rellenado del tanque de almacenamiento hasta el punto donde la ASOV termina el flujo
A medida que el sistema de OI se somete a estas dos condiciones de funcionamiento diferentes en el banco de pruebas, se realizan mediciones:
1. El volumen de agua del producto se mide (vaciando el tanque una vez que se completa el ciclo y registrando el volumen).
2. Se mide el volumen de agua de rechazo que fluye a través del restrictor de flujo de rechazo.
Estas medidas son todo lo que se requiere para calcular la eficiencia del sistema de OI. La eficiencia se calcula sumando el volumen de agua producida durante ambas condiciones de operación y dividiendo por la cantidad total de agua producida y rechazando el agua generada durante cada condición operativa.

El valor de la norma
Las normas del producto tienen varios propósitos, y uno de los más importantes es la reproducibilidad de las mediciones. Para los sistemas de OI con tanques de almacenamiento presurizados, la eficiencia del sistema es una función de cuán lleno está el tanque de almacenamiento y, por lo tanto, de cuánta contrapresión resulta del tanque de almacenamiento. La medición de la eficiencia con cantidades variables de agua en el tanque de almacenamiento causa distintos resultados. Debido a que esta variación podría conducir a una falta de reproducibilidad, existe la necesidad de estandarizar el protocolo de medición de la eficiencia, de modo que las mediciones se realicen de manera específica y consistente. Sin estandarización, no sería posible comparar las tasas de producción o las calificaciones de eficiencia porque las mediciones podrían variar dramáticamente dependiendo de cómo se realizaron.
Teniendo en cuenta esta idea, el Comité Conjunto de la NSF sobre Unidades de Tratamiento de Agua Potable desarrolló un procedimiento definido para medir la tasa de producción y la eficiencia de los sistemas de OI para el punto de uso. Este procedimiento se encuentra en la norma NSF/ANSI 58–Sistemas de tratamiento de agua de ósmosis inversa. La norma cumple la función de permitir mediciones reproducibles de la eficiencia, permitiendo a los usuarios finales comparar un sistema con otro y asegurando los mismos resultados en cualquier sistema dado cada vez que se realiza la prueba.

Acerca del autor
Rick Andrew es el Director de Desarrollo Global de Negocios-Sistemas de Agua de NSF. Anteriormente se desempeñó como Gerente General de las Unidades de Tratamiento de Agua Potable (Punto de Uso/Punto de Ingres), ERS (Protocolos) y Programas de Cabina de Bioseguridad de NSF. El Sr. Andrew tiene una Licenciatura en Química y una Maestría en Administración de Negocios de la Universidad de Michigan. Se le puede contactar al (800) NSF-MARK o al correo electrónico: Andrew@nsf.org

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