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Optimización y prolongación de la vida útil de las membranas mediante limpieza química
La ósmosis es un proceso natural mediante el cual un fluido de menor concentración se desplaza hacia otro de mayor concentración a través de una membrana permeable, buscando equilibrar ambas soluciones. Este fenómeno genera una diferencia de alturas conocida como presión osmótica. Cuando se aplica una presión mayor que dicha presión osmótica, el flujo natural se invierte, dando lugar al proceso de ósmosis inversa. En este método, el agua es forzada a pasar desde una solución concentrada hacia otra más diluida, incrementando la concentración de la salmuera remanente. Este principio constituye la base de los sistemas modernos de purificación de agua mediante membranas. Las membranas son el elemento central de la ósmosis inversa y se clasifican bajo múltiples parámetros. Según su estructura, pueden ser simétricas, con porosidad uniforme (aunque no adecuadas para ósmosis inversa), o asimétricas, compuestas por una capa activa densa y un soporte poroso, siendo estas últimas las utilizadas industrialmente. Según su naturaleza, pueden ser integrales, fabricadas con un único polímero continuo, o compuestas de capa fina, formadas por capas diferenciadas que incluyen la capa activa, un soporte microporoso y un refuerzo mecánico.
De acuerdo con su forma constructiva, las membranas se presentan como placas planas, tubulares, fibras huecas o configuraciones en espiral, estas últimas ampliamente utilizadas por su eficiencia y compacidad. Asimismo, se clasifican según su composición química en orgánicas, elaboradas con polímeros como acetato de celulosa o poliamidas aromáticas, o inorgánicas, fabricadas con materiales resistentes como cerámicos, vidrios o carbones.
Otras clasificaciones consideran la carga superficial (neutra, catiónica o aniónica), la morfología de su superficie (lisa o rugosa) y la presión de trabajo. Según este último criterio, las membranas pueden operar desde presiones muy bajas (5–10 bar) hasta presiones altas (50–80 bar), estas últimas diseñadas para procesos exigentes como la desalinización del agua de mar. En conjunto, la combinación de estas características determina el desempeño y la aplicación adecuada de cada tipo de membrana.
La ósmosis inversa, impulsada por membranas TFC especializadas y configuraciones compactas, representa la tecnología clave para la desalinización y la purificación de agua eficiente a escala industrial, crucial para el futuro hídrico.
Problemas en el Sistema de Ósmosis Inversa
- Baja producción de agua, dificultando el cumplimiento del diseño original del sistema de RO.
- Incremento en la presión operativa, afectando el rendimiento general del sistema.
- Frecuente cambio de membranas debido a incrustaciones de sales y/o crecimiento microbiológico, lo que aumentaba los costos y tiempos de mantenimiento.
Resultados Obtenidos
- Incremento en la producción de agua, cumpliendo con el diseño original del sistema de RO.
- Disminución de la presión operativa, optimizando el rendimiento y reduciendo costos de operación.
- Prolongación de la vida útil de las membranas, minimizando la necesidad de reemplazos frecuentes y reduciendo tiempos de inactividad.
- Mejora en la calidad del agua producida y mayor control del crecimiento microbiológico en las membranas.
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