Tipo de configuración y módulos de membranas

25 febrero 2020

La estructura de las membranas determina el funcionamiento de filtración de los distintos procesos de membranas. A continuación vamos a conocer los distintos tipos de configuración de las membranas que se han ido desarrollando para su uso a nivel comercial e industrial, de tal forma que las membranas quedan ensambladas en unos dispositivos denominados módulos de membrana, que pueden tener diferentes formas en función de la membrana a utilizar y del tipo de aplicación que vaya a tener.

Las configuraciones más habituales son cuatro: laminares o de lámina plana, tubulares, de arrollamiento en espiral y de fibra hueca.

  • Laminares o lámina plana

Este tipo de membranas planas se colocan en capas horizontales, en placas similares a un filtro prensa, separadas por espaciadores permeables que dirigen el flujo.

Este tipo de membranas, aunque depende en gran parte de la eficacia del material que actúa como espaciador, presentan una baja relación superficie/volumen de filtrado.

La ventaja que presentan es que el conjunto de placas y marcos que constituye un módulo de membranas laminares puede disponerse en serie o en paralelo, lo cual permite diseños con superficies de filtrado elevadas, además de que son muy compactos y muy fáciles de limpiar, lo que ha llevado a que se empleen con frecuencia en la industria alimenticia y farmacéutica.

 

  • Tubulares

Las membranas tubulares se colocan en el interior de carcasas cilíndricas que actúan como soporte y que contienen un número variable de membranas.

La solución de alimentación circula por el interior de esta carcasa o tubo, mientras que el permeado fluye desde el interior hasta el exterior, donde es recogido.

En la actualidad se utilizan sobretodo en ultrafiltración en la industria alimentaria y en la del automóvil, ya que este tipo de configuración resulta eficaz para la recogida de líquidos altamente concentrados como pinturas, zumos, etc.

 

  • De fibra hueca

Esta configuración de las membrana consiste en una unidad integrada en la que fibras, muy delgadas, se insertan por ambos extremos de un soporte.

El agua penetra por un extremo y se reparte mediante un tubo de distribuciónParte del agua penetra a través de las fibras y emerge al exterior por los capilares, quedando recogida en un colector.

Los principales inconvenientes que presenta este tipo de módulo son que las membranas de fibra hueca son muy sensibles al ensuciamiento y que la manipulación de los haces de fibras resulta muy delicada.

 

  • De arrollamiento en espiral

El arrollamiento en espiral consiste en enrollar un conjunto de membranas planas separadas entre sí por capas de tejidos de distinta naturaleza que funcionan como transportadores y generadores de turbulencia de las disoluciones de alimentación y permeado. Tanto las membranas como los separadores se enrollan sobre un tubo central perforado.

La solución de alimentación entra en paralelo al tubo y únicamente atraviesa las capas permeables que están en contacto con la parte activa de la membrana. Una vez atraviesa la membrana (en sentido perpendicular al flujo del alimento) continúa circulando en espiral en el sentido del arrollamiento hasta alcanzar el tubo central que recoge todo el permeado.

Esta configuración consigue aumentar considerablemente la superficie de trabajo y reducir el coste energético, aunque tienen el inconveniente de que se ensucian con facilidad y son difíciles de limpiar.

Actualmente esta configuración de membranas de arrollamiento en espiral es la más establecida en las plantas desaladoras de ósmosis inversa, tanto de agua salobre como de agua de mar.

A nivel anecdótico, cabe mencionar que la planta desaladora de Las Palmas III, que es considerada un gran hito dentro de la historia de la desalación en nuestro país, fue una de las primeras plantas de gran capacidad en el mundo que hicieron uso de este tipo de configuración de membranas de arrollamiento en espiral. Sin duda, una señal más del carácter pionero de la ingeniería española en este ámbito tecnológico.

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