La membrana es un tejido poroso semipermeable muy delgado de consistencia blanda y flexible. Tiene distintas aplicaciones, desde médicas en la regeneración celular, hasta industriales en el sector alimenticio y en el tratamiento de aguas.
En esta última, la tecnología con membranas es fundamental en la separación de contaminantes y su uso ha permitido el desarrollo de sistemas de desalinización y reutilización del agua.
Son muy efectivas para tratar fuentes subterráneas, superficiales y residuales por su alta capacidad de producir separaciones en gran cantidad y a temperatura ambiente. Su rendimiento es superior a los métodos convencionales y cuentan con una excelente relación coste/eficiencia.
Esta filtración es una alternativa a los procesos de floculación, purificación de sedimentos, técnicas de adsorción con intercambiadores iónicos y filtros de carbón activado o arena, también en métodos de extracción y destilación.
Principio de funcionamiento de las membranas
En esencia, las membranas son barreras físicas que permiten la separación de solutos contaminantes del agua. Su principio de funcionamiento es bastante sencillo: actúa como una malla filtrante que deja pasar el líquido mientras retiene las partículas contaminantes y los sólidos suspendidos.
Utiliza varias técnicas para conseguir que las sustancias atraviesen su matriz porosa, entre ellos el uso de presiones altas, mantener un gradiente de concentración y el empleo de un potencial eléctrico.
De esta manera, ciertos compuestos pueden atravesar la malla y al mismo tiempo, esta atrapa los contaminantes en su superficie. En otras palabras, funciona como una pared selectiva en el proceso de separación.
Existen dos factores clave para determinar el rendimiento de esta filtración, que son:
- La selectividad: es un parámetro de factor de retención que se expresa en litros por metros cuadrados – hora (l/m2h).
- La productividad: que refleja el flujo de producción y también se expresa en l/m2h.
Clasificación de las membranas
Las mallas porosas que se utilizan en el tratamiento de purificación pueden ser: tubulares que son capilares y de fibras huecas, o espirales que son de placa y marco. Estas se clasifican de acuerdo al tamaño de los poros.
Para procesos de ósmosis inversa se utiliza un poro de 0.001 a 0.0001 micas, en la nanofiltración de 0.01 a 0.001 micras, en la ultrafiltración de 0.01 a 0.1 micra y en la microfiltración de 0.1 a 10 micras.
En la micro y ultrafiltración se remueve materia coloidal, y en los que utilizan la nanofiltración y la ósmosis inversa se separan sales y químicos orgánicos.
Ventajas del uso de membranas en el tratamiento de aguas
El uso de este tipo de sistemas trae muchos beneficios a los procesos de purificación. Uno de los principales es que pueden funcionar a baja temperatura, por lo que permite tratar materiales sensibles al calor. Aparte, esto se refleja en un bajo coste energético y por ende un ahorro económico.
Otras ventajas que se pueden destacar son:
- Cuentan con una alta eficiencia de separación con el factor cut off de la membrana.
- Puede llevar un proceso continuo sin requerir el uso de reactivos químicos.
- Es posible combinar esta técnica con otros tipos de filtración.
- Su instalación ocupa poco espacio físico.
En general, es una tecnología que se desarrolla constantemente con una gran utilidad en la producción de agua potable apta para el consumo.