En el presente trabajo se desarrolla el diseño de un controlador predictivo generalizado (GPC) multivariable para el control efectivo de una unidad de ósmosis inversa (OI) de una planta purificadora de agua potable de una industria farmacéutica. Utilizando los métodos de subespacios para la identificación de sistemas dinámicos se obtiene un modelo matemático multivariable de la planta objeto de estudio, cuyos resultados de validación exhiben un elevado grado de adecuación. El diseño del controlador GPC multivariable se realiza en base al modelo matemático obtenido. Se demuestra que el controlador diseñado posibilita controlar con elevada efectividad la unidad de OI objeto de estudio considerando diferentes escenarios reales de operación industrial. Los resultados comparativos de simulación del sistema de control con controladores PI (desacoplados), DMC y GPC multivariables muestran un mejor desempeño cuando se aplica el controlador GPC.