La tecnología de membranas aplicada al tratamiento de aguas ha sido de vital importancia en las últimas décadas ya que ha permitido la expansión de las tecnologías de desalación y reutilización de agua, además de otras aplicaciones tecnológicas a nivel industrial para la obtención de agua tratada procedente de aguas subterráneas, superficiales o residuales para el abastecimiento, riego y otros usos municipales e industriales.
Cuando hablamos de tecnología de membranas nos referimos al término genérico que engloba una serie de procesos de separación diferentes pero que tienen en común el uso de una membrana que actúa como filtro específico, dejando pasar unos componentes mientras retiene otros. Por lo tanto, los procesos de membranas se pueden utilizar para concentrar o purificar una solución o para fraccionarla.
En el ámbito del tratamiento de aguas, las primeras membranas comerciales desarrolladas en los años 20 del siglo XX fueron utilizadas para la descontaminación bacteriológica. Pero no es hasta los años 60 del siglo XX cuando el uso de las membranas comienza a ver otros horizontes, con la invención de Sidney Loeb y Srinivasa Sourirajan de la membrana semipermeable anisotrópica que permite los usos comercial de la tecnología de ósmosis inversa.
Estas membranas estaban formadas por una película ultrafina dispuestas sobre un soporte microporoso que proporcionaba resistencia mecánica. Tanto las membranas, como los procesos, han ido madurando y ya a partir de los años 90, las distintas tecnologías de membranas son procesos bastantes establecidos tanto en el ámbito de la desalación, como en el tratamiento de aguas residuales para su posterior reutilización.
¿Qué es una membrana?
Las membranas son básicamente barreras físicas que permite la separación de dos fluidos, haciendo posible el movimiento de diferentes componentes a través de dicha barrera física por algún método selectivo, posibilitando que algún componente o componentes pasen a través de ella, y restringiendo el paso de otros componentes.
Para que la separación se pueda llevar a cabo, la membrana debe ser sensible a una o varias propiedades moleculares o físico-químicas de los componentes por lo que la membrana deberá tener unas determinadas propiedades químicas o de estructura y dependiendo de ello encontramos distintas clasificaciones de los tipos de membranas.
Además todos los procesos de membranas cuentan con una corriente de alimentación, que se divide en dos:
- El permeado, que es el fluido que ha pasado a través de la membrana y que por lo tanto es más rico en las sustancias con mayor tendencia a pasar a través de ella.
- El rechazo o concentrado que es el fluido en el que se recogen todas las sustancias que no atraviesan la membrana.
Para que se pueda producir el transporte de componentes a través de la membrana es necesaria la acción de una fuerza impulsora sobre la corriente de alimentación. Esta fuerza impulsora pueden ser de distintos tipos, como por ejemplo de presión, concentración, temperatura o potencial eléctrico.
Los procesos de membranas más utilizados en la actualidad son los siguientes:
- Microfiltración (MF)
- Ultrafiltración (UF)
- Nanofiltración (NF)
- Ósmosis Inversa (OI)
- Electrodiálisis (ED)
En el próximo artículo veremos en qué consisten estos procesos y cuáles son las principales diferencias que existen entre ellos.
Alejandro Zarzuela López
