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UNIVERSIDAD JUÁREZ AUTÓNOMA DE TABASCO 
 
 “ESTUDIO EN LA DUDA. ACCIÓN EN LA FE” 
DIVISIÓN ACADÉMICA DE CIENCIAS BIOLÓGICAS 
 
 
 LICENCIATURA EN INGENIERÍA AMBIENTAL 
 
Alumna: Yolanda Moreno Torres 
 
Profesora: MIPA. María Berzabe Vázquez González 
 
 
Materia: Procesos Unitarios 
 
Tema: 
Otros procesos unitarios 
 
Fecha 20/05/2022 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.1 Electrodiálisis 
El proceso de electrodiálisis es un procedimiento mediante el cual se pueden extraer los 
iones disueltos en agua, haciéndola pasar por una serie de membranas ion-selectivas, 
con ayuda de energía eléctrica. 
Tal procedimiento consiste en varias celdas hechas 
con membranas ion-selectivas. Cada celda consta de 
una membrana catiónica y otra aniónica. La 
membrana de intercambio catiónico tiene carga 
negativa y es permeable a cationes tales como Na+, 
K+ y Ca2+, mientras que la membrana de intercambio 
aniónico está cargada positivamente, y es permeable 
para aniones. Una serie de estas celdas se coloca en el electrolito a depurar, de manera 
que al colocar un par de electrodos en el mismo y aplicar una corriente eléctrica, los 
aniones y cationes presentes como soluto migrarán hacia el ánodo y el cátodo 
respectivamente, atravesando las membranas catiónica y aniónica según corresponda, y 
pasan a formar parte de un electrolito más concentrado, obteniéndose como producto un 
agua libre de minerales. 
El producto obtenido se puede hacer pasar luego por un medidor de conductividad, a fin 
de valorar la efectividad del procedimiento. 
El procedimiento se puede repetir, hasta lograr retirar todos los iones de la solución. 
Dicho en otras palabras, en la electrodiálisis se elimina soluto indeseable de un electrolito, 
mediante un proceso de separación electroquímica en el cual se utilizan membranas 
cargadas en conjunto con una diferencia de potencial eléctrico. 
En el proceso el agua fluye entre las membranas catiónicas y aniónicas colocadas de 
manera alternada, formando una especie de batería o acumulador. La corriente continua 
es la que aporta energía para la migración de los iones disueltos a través de las 
membranas. Estos iones son eliminados o concentrados hacia los pasos de agua por 
medio de las membranas selectivas. 
En un sentido amplio, podríamos decir que mediante la técnica de electrodiálisis se 
pueden llevar a cabo distintos procesos de separación en general, tales como separación 
y concentración de sales, ácidos y bases de soluciones acuosas, la separación de iones 
polivalentes y monovalentes, o separación de iones y moléculas no cargadas, entre 
varios otros procesos posibles. 
El proceso es usado en muchos lugares para la desalación del agua salobre y para 
potabilizar agua. Una variante de este procedimiento, la electrodiálisis inversa, ha 
desplazado a su predecesora la electrodiálisis unidireccional, en el proceso de desalación 
del agua. El método de electrodiálisis inversa aplica los mismos principios que la 
electrodiálisis unidireccional; la diferencia radica en que los electrodos se intercambian 
tres o cuatro veces por hora, cambiando la dirección de la electricidad y, por tanto, los 
iones migran en sentido opuesto. De esta manera se logra disminuir las incrustaciones y 
los depósitos de residuos en el dispositivo. 
En muchas de sus aplicaciones, la técnica de electrodiálisis compite directamente con 
otros procesos de separación, como la destilación, el intercambio iónico, la ósmosis 
inversa y otros procedimientos. 
Ventajas 
• La electrodiálisis es de operación simple y continua. 
• No se requiere de tratamiento químico para regenerar las membranas de 
intercambio. 
• Hay un bajo costo de operación y mantenimiento, requiriendo poco espacio para 
su funcionamiento. 
Desventajas 
• Las partículas con un diámetro mayor a 1 µm, pueden obstruir las membranas de 
intercambio iónico. 
• No es recomendable el uso de agua con una dureza mayor a 1, ya que el 
carbonato de calcio crea una costra en las celdas de concentrado. 
• Requiere tratamiento de eliminación del dióxido de carbono (CO2), ya que este al 
disociarse puede modificar la conductividad del agua. 
 
4.1.1 Fundamentos 
En el desarrollo de la tecnología de electrodiálisis, la utilización de las membranas 
bipolares aporta una componente innovadora muy importante. Estas membranas están 
formadas por dos capas: una de ellas posee grupos iónicos positivos mientras que la otra 
posee grupos iónicos negativos, lo que permite conseguir una alta capacidad para 
disociar el agua. La principal ventaja de este método es que en los distintos 
compartimentos de la celda electrolítica se pueden conseguir directamente disoluciones 
de ácidos y bases con los iones procedentes de una sal de partida y los H+ y OH- 
procedentes del agua, y, por otra parte, la cantidad de gases generados es despreciable. 
El potencial de la tecnología de electrodiálisis con membranas bipolares se presenta 
como alternativa en campos como la recuperación o valorización de residuos o la 
obtención de determinados productos químicos mediante tecnologías limpias, dando 
lugar a su creciente implantación en numerosas industrias 
La electrodiálisis se utiliza ampliamente para la desalinización de agua salobre y para la 
producción de agua potable. Siendo ésta su principal aplicación, también se está 
utilizando a menor escala en la industria de la alimentación (desalación del suero lácteo, 
eliminación del ácido tánico del vino, recuperación del ácido cítrico del zumo de fruta), 
farmacéutica (producción de agua ultra purificada), biotecnológica (obtención de 
proteínas), de tratamiento de superficies, textil, de recuperación de minerales, de 
generación de energía, electrónica y en el tratamiento de aguas residuales (eliminación 
de metales pesados, eliminación de sales en reutilización de aguas y concentración de 
efluentes de rechazo de ósmosis inversa). En el seno de esta tecnología, se han ido 
desarrollando diferentes procesos que, jugando con el tipo y la disposición de las 
membranas, permiten resultados ambiciosos y de aplicación más específica. 
4.1.2 Aplicación 
La electrodiálisis se utiliza ampliamente para la desalinización de agua salobre y para la 
producción de agua potable. Siendo ésta su principal aplicación, también se está 
utilizando a menor escala en la industria de la alimentación (desalación del suero lácteo, 
eliminación del ácido tánico del vino, recuperación del ácido cítrico del zumo de fruta), 
farmacéutica (producción de agua ultra purificada), biotecnológica (obtención de 
proteínas), de tratamiento de superficies, textil, de recuperación de minerales, de 
generación de energía, electrónica y en el tratamiento de aguas residuales (eliminación 
de metales pesados, eliminación de sales en reutilización de aguas y concentración de 
efluentes de rechazo de ósmosis inversa). 
En el seno de esta tecnología, se han ido desarrollando diferentes procesos que, jugando 
con el tipo y la disposición de las membranas, permiten resultados ambiciosos y de 
aplicación más específica. Entre estos desarrollos, cabe destacar los siguientes: 
Electrodiálisis selectiva o selectrodiálisis (SED)Aplicando los principios de la ED 
convencional, la SED se caracteriza por la utilización de un tipo de membranas, 
membranas monovalentes catiónicas (MVC) y membranas monovalentes aniónicas 
(MVA), que son selectivas a la carga de los iones, permitiendo separar los cationes 
monovalentes de los cationes polivalentes o los aniones monovalentes de los aniones 
polivalentes. 
Cabe señalar que esta técnica presenta una limitación en cuanto a los iones presentes 
en la solución a tratar; en el alimento no puede haber cationes divalentes cuando se usa 
la SED para separar aniones en función de su carga y, al revés, el alimento no puede 
contener aniones divalentes cuando se usa la SED para separar los cationes 
monovalentes de los cationespolivalentes. 
Esta técnica permite una separación de los iones en función de su carga, lo que la hace 
indicada para aquellas aplicaciones en las que el fraccionamiento de los iones suscita un 
interés especial, como es el caso del pretratamiento de corrientes que contengan fosfatos 
para su posterior recuperación o la eliminación de sales de soluciones con una elevada 
salinidad. 
Electrodiálisis bipolar (EDMB)En el proceso de la EDMB se utilizan membranas de 
intercambio iónico para separar y concentrar los ácidos y bases de una corriente de sal. 
El elemento diferenciador de este proceso es la membrana bipolar, la cual está formada 
por dos capas diferentes que son selectivas a los iones de cargas opuestas. 
La principal ventaja de esta técnica es que en los distintos compartimentos de la celda 
electrolítica se pueden conseguir directamente disoluciones de ácidos y bases con los 
iones procedentes de una sal de partida y los H+ y OH– procedentes del agua. 
Bajo la influencia de un campo eléctrico, el agua se difunde en la interfase de la 
membrana y se divide en iones H+ y OH– , los cuales son transportados a través de las 
capas aniónicas y catiónicas de la membrana a cámaras diferentes. El resultado es la 
concentración de estas especies en las respectivas cámaras. 
Las sales presentes en los efluentes industriales, como cloruro sódico, sulfato sódico, 
nitrato sódico, fluoruro potásico, acetato sódico, etc., pueden convertirse en sus 
respectivos ácidos y bases mediante EDMB. 
Este proceso tiene como aplicaciones más relevantes las siguientes: 
• Regeneración de licores usados en la manufactura de acero inoxidable 
(recuperación de HF, HN03 , KOH). 
• Desulfuración de humos y gases para producir sulfito sódico 
• Recuperación de ácidos y aminoácidos orgánicos 
• Recuperación del regenerante de intercambiadores iónicos 
• Purificación de ácidos y bases 
Electrodiálisis metátesis (EDM)El concepto de electrodiálisis metátesis (EDM) ha sido 
desarrollado con el objetivo de conseguir la desalinización de las aguas salobres sin 
producir ninguna corriente residual, es decir, con descarga de líquido cero (ZLD). 
Para conseguir este propósito, en general, 
se utilizan membranas de intercambio 
catiónicas (CEM), membranas de 
intercambio aniónicas (AEM), membranas 
monovalentes catiónicas (MVC) y 
membranas monovalentes aniónicas (MVA), 
si bien en determinadas aplicaciones no se 
llega a necesitar la utilización de las 
membranas monovalentes para conseguir este objetivo. 
Disponiendo estas membranas convenientemente es posible obtener por separado, y 
concentrar, los aniones y cationes monovalentes y divalentes, todo al mismo tiempo. De 
este modo se obtiene una corriente que contiene cationes monovalentes con aniones y 
otra corriente que contiene aniones monovalentes con cationes. 
Así, las sales poco solubles, como es el caso del CaCO3 , MgSO4 o CaSO4 , no se 
forman en el interior del equipo. 
Posteriormente, si es oportuno, las dos corrientes de concentrado pueden ser mezcladas 
para recuperar sus componentes para su reutilización en la unidad de ZLD. 
Electrodiálisis monovalente (mEDR)La electrodiálisis monovalente (mEDR) tiene como 
objetivo principal la eliminación selectiva de iones o sales y se utiliza especialmente con 
aguas residuales complejas. Se basa en los principios de la electrodiálisis convencional, 
pero una de las membranas (la aniónica o la catiónica) ha sido substituida por una 
membrana selectiva (aniónica o catiónica, según convenga). 
No existe limitaciones en cuanto al tipo de iones presentes en el alimento, pero sí que se 
requiere una solución adicional que contenga iones monovalentes (aniones o cationes, 
dependiendo de la aplicación concreta). 
4.2 Ósmosis inversa 
La ósmosis inversa (OI) es una tecnología que se utiliza para la purificación de agua que 
utiliza una membrana semipermeable para remover minerales y eliminar iones del agua, 
con el objetivo de eliminar las partículas más grandes del agua potable. 
La ósmosis inversa funciona aplicando presión al agua para empujarla a través de una 
membrana de ósmosis semipermeable para filtrarla. 
Esta membrana semipermeable permite que ciertas moléculas o iones pasen a través de 
ella por difusión. El índice del paso depende de la presión osmótica, la concentración, el 
gradiente electroquímico y la temperatura de las moléculas o de los solutos en cualquier 
lado, así como de la permeabilidad de la membrana para cada soluto. 
Un ejemplo sencillo puede ser un mosquitero 
en una ventana. Permite que pasen las 
moléculas de aire, pero no los mosquitos, ni 
nada que sea más grande que los orificios de 
la membrana. 
Existen, por ejemplo, telas para confeccionar ropa impermeable que contienen una 
película de plástico extremadamente delgada en la que se han hecho miles de millones 
de pequeños poros. Los poros son lo suficientemente grandes para dejar salir el vapor 
de agua, pero lo suficientemente pequeños para evitar que entre agua en estado líquido. 
La ósmosis inversa puede eliminar muchos tipos de moléculas y iones del agua, incluidas 
las bacterias, y se utiliza tanto en procesos industriales como en la producción de agua 
potable. Actualmente, también se utiliza en purificadores de agua con sistemas de 
ósmosis inversa. 
El resultado de este proceso de purificación del agua es que el soluto se retiene en el 
lado presurizado de la membrana y el agua pura puede pasar al otro lado. 
Para que el proceso sea “selectivo”, la membrana debe evitar el paso de moléculas 
grandes a través de los poros, pero debe permitir que los componentes más pequeños 
de la solución pasen libremente. 
En el proceso de ósmosis normal, el solvente se mueve naturalmente desde un área de 
baja concentración de soluto (alto potencial de agua), pasando por una membrana, a un 
área de alta concentración de soluto (bajo potencial de agua). 
La ósmosis inversa implica un mecanismo difusivo, por lo que la eficacia de la separación 
depende de la concentración de soluto, la presión y la tasa de flujo de agua. La ósmosis 
inversa es más comúnmente conocida por su uso en la purificación de agua potable a 
partir del agua de mar, eliminando la sal y otros materiales de las moléculas de agua. 
Ventajas de la filtración de agua por ósmosis inversa 
Los filtros de agua de ósmosis inversa eliminan muchas bacterias y patógenos del agua 
del grifo. Las bacterias que causan enfermedades como Giardia y Cryptosporidium 
pueden filtrarse eficazmente, disminuyendo los riesgos de contraer enfermedades 
gastrointestinales o de otro tipo, asociadas con estos patógenos y bacterias. 
También elimina el sabor y los olores del cloro; el agua del grifo no solo será más segura, 
también tendrá mejor sabor. 
Al igual que con los dispensadores de agua WaterStation, con un filtro de agua de 
ósmosis inversa ahorrará dinero al prescindir de garrafones de agua. 
Los sistemas de ósmosis inversa ocupan poco espacio. 
Debido a que los filtros de agua de ósmosis inversa producen agua altamente purificada, 
los alimentos cocinados con esta agua tendrán mejor sabor. 
Desventajas de la filtración de agua por ósmosis inversa 
Los filtros de agua por ósmosis inversa desmineralizan el agua, lo que significa que 
también eliminan los minerales saludables que se encuentran naturalmente en el agua. 
Por ello, deben complementarse con un filtro remineralizador. 
Una de las principales razones por las que no se recomienda beber agua purificada 
mediante ósmosis inversa es porque la eliminación de los minerales hace que el agua se 
vuelva ácida (a menudo muy por debajo de 7.0 pH). Beber agua ácida no ayuda a 
mantener un equilibrio saludable de pH en la sangre. El agua debe ser ligeramente 
alcalina. 
Los sistemas de filtros de agua de ósmosis inversa pueden obstruirse, por lo que es 
necesario instalar un filtro de sedimentos antes del filtro de ósmosis inversa para filtrarlas partículas que, de otro modo, podrían obstruir o dañar la membrana de ósmosis 
inversa. 
La filtración por ósmosis inversa es un proceso lento, a diferencia de otros tipos de 
tecnologías de purificación de agua. Debido a que los filtros de ósmosis inversa necesitan 
presión para poder purificar el agua, producen una menor cantidad de agua para beber 
que otro tipo de sistemas de purificación. Algunos sistemas de ósmosis inversa pueden 
producir sólo 15 galones de agua al día, mientras que los sistemas más avanzados son 
capaces de producir alrededor de 100 galones de agua purificada al día (como es el caso 
del purificador de agua para empresas Serie III de WaterStation). 
4.2.1 Fundamentos 
A diferencia de los procesos químicos (UV, jabones, ozono, etc) la ósmosis inversa atrapa 
las partículas al hacerlas pasar por una serie de mallas o membranas concéntricas de 
diferentes tamaños. No debe confundirse con el mero filtrado físico. El agua para tratar 
avanza por una serie de tuberías a elevada presión, y en dicho avance parte de la misma 
escapa a través de dichas membranas. 
Los elementos más pesados quedan atrapados en ellas. El procedimiento parte de la 
idea de vencer la presión osmótica. Esto es, todo sistema que implica dos líquidos y una 
membrana semipermeable (desde nuestras venas a la savia en el interior de los árboles) 
tiende a fluir de forma tal que el líquido gana partículas solubles. Es decir, se concentra 
con el paso del tiempo con partículas. 
La ósmosis inversa da la vuelta al proceso añadiendo presión en el extremo de la solución 
concentrada, eliminando las partículas disueltas. Si este tipo de procesos resultan 
interesantes es porque el agua sucia puede circular a elevada presión en circuitos 
cerrados formados por tuberías de membrana. 
El fluido recorrerá el sistema y, con cada ciclo, el agua pura recorrerá las membranas 
separándose de las partículas que quedan atrapadas. 
 
 
 
4.2.2 Aplicaciones 
Industria alimentaria, farmacéutica y similares 
En las industrias alimentaria, farmacéutica, médica, cosmética, química, electrónica, 
biotecnológica, etc. se utiliza agua osmotizada puesto que en una gran variedad de 
procesos se precisa agua de gran calidad si no agua ultrapura. El agua osmotizada es el 
punto de partido para la obtención de agua ultrapura. 
Industria productora de agua para consumo humano 
En muchos lugares del planeta no existe suficiente agua dulce o con la calidad necesaria 
para poder abastecer a la población. 
Tanto si el problema es de calidad (aguas salobres, aguas contaminadas con nitratos, 
metales, pesticidas, etc.) como de cantidad (se recurre a la desalinización de agua de 
mar) la opción más económica para la obtención de agua apta para el consumo humano 
es la ósmosis inversa. 
Reutilización de aguas residuales 
Existen numerosos casos en los que los efluentes de los procesos de tratamiento de las 
aguas residuales deben ser tratados para mejorar su calidad hasta que puedan ser 
reutilizados. 
Es el caso de aquellos procesos en los que se consume un gran caudal de agua, como 
en la industria textil, o cuando se vierte el efluente al medio natural para recargar un 
acuífero. 
También es el caso de los procesos en los que se persigue no generar ningún vertido 
líquido (vertido cero) y la totalidad de los efluentes son tratados y recuperados para ser 
utilizados de nuevo. 
4.3 Estudio del caso 
Osmosis 
La ambientóloga Bàrbara Roselló Gomila estudió la aplicación de la ósmosis para 
transformar el agua residual en una corriente rica en ácidos grasos volátiles (AGVs) hasta 
una concentración de 300 mg por litro. 
Un pre-tratamiento necesario para que la solución resultante se pueda depurar con 
células de desalinización microbiana. 
El trabajo de investigación aplicada fue promovido y financiado por la empresa Aqualia y 
se llevó a cabo en los laboratorios del grupo LEQUIA bajo la supervisión del Dr. Gaëtan 
Blandin y la tutorización del Dr. Joaquim Comas. 
Los resultados obtenidos han permitido a Aqualia desarrollar una solución innovadora y 
de bajo coste para desalinizar agua: un sistema bioelectrogénico que aprovecha la 
materia orgánica contenida en el agua residual urbana como fuente de energía. Este es 
el objetivo final del proyecto europeo H2020 MIDES cofinanciado por la Comisión 
Europea (Ref. 685793) y coordinado por Aqualia. 
 
Los principales retos a los que tuvo que enfrentarse Bàrbara Rosselló en su trabajo de 
fin de grado fueron, por un lado, el control del ensuciamiento de la membrana y, por el 
otro lado, la determinación de los parámetros operacionales que más influyen en el 
rechazo y la degradación de los AGV. 
Los resultados, publicados en la prestigiosa revista Journal of Membrane Science, 
mostraron que el rechazo de los AGVs depende fundamentalmente de su peso molecular 
pero también del pH, de forma que a pH 7.5 se puede alcanzar un rechazo cercano al 
90%. 
En cuanto al ensuciamiento, provoca la formación de una película que degrada 
biológicamente los ácidos grasos durante la filtración. Un fenómeno que se puede mitigar 
con un pre-tratamiento con microfiltración y contra-lavados osmóticos entre ensayos 
hasta que al cabo de unos cuantos experimentos se produce un posible deterioro 
irreversible de la membrana que debería ser estudiado. 
Electrodiálisis 
utiliza módulos de alta eficiencia que pueden tratar un caudal variable de entre 1,7 y 30 
m3/h cada módulo. Éstos pueden operar en paralelo, por lo que los caudales tratados 
pueden llegar a ser de cientos de metros cúbicos por hora. 
Los procesos de electrodiálisis (ED, EDR, SED, EDMB, EDM) cada vez tienen más 
aplicaciones. 
Entre las más utilizadas están la obtención de agua ultra pura, la concentración de 
corrientes salinas y la desalinización de aguas salobres. En todas estas aplicaciones el 
consumo energético es muy inferior a otros procesos de membrana, como la ósmosis 
inversa. 
Además, trabajan a presiones bajas, no requieren un gran pretratamiento del alimento y 
no se producen problemas de fouling ni de scaling en la membrana. Finalmente, la EDR, 
a diferencia de la ósmosis inversa, permite conseguir una descarga cero, objetivo tan 
apreciado en numerosos sectores industriales. 
Por todo ello la electrodiálisis es una técnica alternativa a la ósmosis inversa y, en la 
mayoría de los casos, la más competitiva económicamente. 
Bibliografía 
Electrodiálisis (ED) y electrodiálisis reversible (EDR). (s. f.). Recuperado 20 de mayo de 
2022, de https://condorchem.com/es/electrodesionizacion/ 
Works, E. (s. f.). Un estudio sobre ósmosis directa en el pretratamiento de aguas 
residuales ha sido reconocido por la Cátedra Facsa. Recuperado 20 de mayo de 2022, 
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en-el-pretratamiento-de-aguas-residuales-ha-sido-rec-OYiB6 
Electrodiálisis (ED) y electrodiálisis reversible (EDR). (s. f.-b). Recuperado 20 de mayo 
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https://condorchem.com/es/electrodesionizacion/
https://www.aguasresiduales.info/revista/noticias/un-estudio-sobre-osmosis-directa-en-el-pretratamiento-de-aguas-residuales-ha-sido-rec-OYiB6
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https://condorchem.com/es/electrodesionizacion/