Para garantizar que el agua sea segura para el consumo humano y adecuada para diversos procesos industriales, comúnmente se utiliza la tecnología de ósmosis inversa para tratar el agua. Sin embargo, uno de los mayores problemas es la acumulación de contaminantes y sedimentos que provocan el desgaste en las membranas. Pero una nueva tecnología de membrana híbrida autolimpiable puede ayudar en el proceso.
En la actualidad, las tecnologías más eficientes en términos energéticos para la desalinización se fundamentan en la desalinización mediante membranas y la ósmosis inversa (OI) que representa más del 60% de la capacidad de desalinización a nivel global.
La eficacia y el rendimiento de las membranas utilizadas en el proceso de desalinización son altamente influenciados por su estructura, topología y composición química de la superficie.
Estos atributos son determinados durante el proceso de fabricación y no pueden ser modificados a voluntad a lo largo de la vida útil de las membranas.
Desafíos en la Ósmosis Inversa
Para el proceso de ósmosis inversa, se utiliza una membrana semipermeable que actúa como barreras selectivas, permitiendo el paso de moléculas de agua mientras bloquean impurezas y contaminantes más grandes.
Uno de los desafíos comunes es la acumulación de suciedad y contaminantes en la superficie de estas membranas, lo que reduce su eficiencia con el tiempo llevando a costosos procedimientos de limpieza y reemplazo.
Una investigación entre la New York University de Abu Dhabi y el CNR (Istituto per la Tecnologia delle Membrane) de Rende, Italia publicada en la revista Nature, ha desarrollado una membrana híbrida autolimpiable, esta se diferencia de las semipermeables gracias a la incorporación de cristales orgánicos sensibles a estímulos.
Cuando estas membranas se calientan ligeramente por encima de la temperatura ambiente, los cristales reaccionan de manera rápida y mecánica, activando la membrana.
Esto tiene un efecto sorprendente: las incrustaciones y contaminantes que normalmente obstruirían las membranas se eliminan de manera eficaz.
Beneficios de las Membranas Autolimpiables
Las membranas autolimpiables ofrecen una serie de beneficios clave:
a) Aumento de la Eficiencia: Al eliminar las incrustaciones, las membranas inteligentes mantienen un flujo constante de agua a través del proceso de desalinización, mejorando la eficiencia y reduciendo la necesidad de limpiezas periódicas.
b) Prolongación de la Vida Útil: La autolimpieza permite que las membranas tengan una vida operativa más larga, reduciendo los costos de mantenimiento y reemplazo.
c) Menor Impacto Ambiental: Al evitar la necesidad de limpiezas químicas y reducir la energía requerida, estas membranas inteligentes pueden tener un menor impacto ambiental a largo plazo.
d) Innovación en la Desalinización: Este enfoque sienta las bases para el desarrollo de membranas híbridas energéticamente eficientes, no solo para la desalinización sino también para otros procesos de separación.
La necesidad de agua dulce es innegable y urgente, y la desalinización se presenta como una respuesta viable a esta creciente demanda. Sin embargo, la sostenibilidad de la desalinización industrial es un desafío que no puede pasarse por alto.
Las membranas inteligentes con capacidad de autolimpieza abren una nueva puerta hacia un futuro más sostenible al abordar algunos de los problemas más frecuentes de la desalinización a escala industrial.
Otra de las soluciones para prevenir la acumulación de suciedad y reducir el desgaste de las membranas de ósmosis inversa es con ayuda de un buen sistema de pretratamiento.
Zeolita como medio filtrante para mejorar el rendimiento de las membranas de ósmosis inversa
La zeolitaes un mineral poroso que mejorar la calidad del agua en las plantas desaladoras al actuar como un filtro altamente efectivo.
Estas características y estrategias se combinan para prolongar la vida útil de las membranas yreducir la necesidad de limpieza y mantenimiento frecuentes.
Esto es especialmente importante en sistemas deósmosis inversa utilizados en aplicaciones industriales y comerciales, donde la eficiencia y la reducción de costos operativos son críticas.
Referencias:
(2023, 16 de septiembre). Smart dynamic hybrid membranes with self-cleaning capability. Nature Communications. https://www.nature.com/articles/s41467-023-41446-9
