Atacando el ensuciamiento biológico de las membranas

Atacando el ensuciamiento biológico de las membranas


02/10/2016

I+D+i
Atacando el ensuciamiento biológico de las membranas
  • Entre los resultados más significativos destacan el aumento de la permeabilidad de las membranas en más de un 30% sin alterar su capacidad de retención
 
Investigadores de las universidades Rey Juan Carlos y Alcalá de Henares han unido esfuerzos y experiencia con el fin de producir membranas poliméricas para el tratamiento de agua con un alto índice de resistencia al ensuciamiento. Con este fin, han sintetizado membranas de nanocompuestas de ultrafiltración mediante la incorporación de metal y / o grupos amino a partículas de sílice mesoporosa SBA-15 a una matriz polimérica. Los materiales dopantes fueron seleccionados según su alto carácter hidrófilo y su actividad bactericida.
 


Ultrafiltración

 
La ultrafiltración (UF) es un proceso de membrana, impulsado por presión, utilizado comúnmente en la eliminación de la materia coloidal / partículas, microorganismos patógenos y emulsiones de aceite en agua [1, 2]. La polietersulfona (PES) como matriz polimérica se utiliza comúnmente en la fabricación de membranas de UF debido a su alta resistencia mecánica y estabilidad química y térmica [3].
 
Sin embargo, la aplicación de membranas de PES para la UF está limitada por su naturaleza hidrófoba, provocando el ensuciamiento de la membrana debido a la adsorción de los solutos no polares sobre la superficie de las mimas [4].
 
La adsorción de sustancias contaminantes sobre la superficie de la membrana provoca una mayor demanda de energía, disminuye el tiempo de vida útil de éstas y empobrece el rendimiento en la selectividad de las mismas [5]. El ensuciamiento de la membrana es una consecuencia de la interacción entre su superficie y solutos disueltos en al agua a tratar por diferentes mecanismos, entre los cuales la interacción hidrófoba se acepta generalmente como predominante [6]. Muchos intentos se han realizado para mejorar la resistencia al ensuciamiento de las membranas de PES por modificaciones de la superficie, que incluyen el injerto, el recubrimiento o diferentes tratamientos basados en la funcionalización de la superficie con el objetivo de obtener una mayor hidrofilicidad o biocompatibilidad [7].
 


Ensuciamiento biológico

 
El ensuciamiento biológico se suma a las limitaciones de la PES como material filtrante en el tratamiento de aguas. La contaminación biológica se debe a células con fenotipo alterado que se adhieren y crecen en la superficie de la membrana formando comunidades biológicas complejas [10]. Las biopelículas crean su propio entorno y, una vez formados, son muy difíciles de eliminar, causando a menudo pérdidas permanentes en la capacidad de permeación de la membrana y daños físicos irreversibles en su superficie. El aumento de la hidrofilicidad superficial como método de restricción a la contaminación biológica también ha sido muy investigado en los últimos años.  Mezclas de polímeros hidrófilos y la adición de diferentes nanopartículas inorgánicas son dos de los métodos más usados para este fin.
 
El uso de nanopartículas metálicas como material dopante, en vista de la toxicidad de los mismos contra una variedad de microorganismos, como bacterias y hongos, han hecho que este tipo de materiales sean considerados como agentes antimicrobianos ideales en una gran variedad de formas.
 


Resultados

 
La investigación conjunta desarrollada entre la UAH y la URJC, que se relata en esta noticia, logró sintetizar membranas nanocompuestas resistentes, tanto al ensuciamiento orgánico (solutos contaminantes) como biológico (E. Coli y S. Aureus).
 
Entre los resultados más significativos destacan el aumento de la permeabilidad de las membranas en más de un 30% sin alterar su capacidad de retención. Una disminución significativa de los ensuciamientos reversible e irreversible ante proteínas y ácidos húmicos. Asimismo, las membranas nacompuestas mostraron una magnífica actividad bactericida impidiendo el desarrollo de colonias bacterianas en la superficie de la membranas, así como disminuyendo su población (concentración) en el agua de alimentación tratada. La figura que se muestra a continuación da fe de ello.
 

Referencias
 
[1] B. Chakrabarty, A.K. Ghoshal, M.K. Purkait, Ultrafiltration of stable oil-in-water emulsion by polysulfone membrane, Journal of Membrane Science, 325 (2008) 427-437.
[2] P. Liu, V.R. Hill, D. Hahn, T.B. Johnson, Y. Pan, N. Jothikumar, C.L. Moe, Hollow-fiber ultrafiltration for simultaneous recovery of viruses, bacteria and parasites from reclaimed water, Journal of Microbiological Methods, 88 (2012) 155-161.
[3] K. Boussu, B. Van der Bruggen, A. Volodin, C. Van Haesendonck, J.A. Delcour, P. Van der Meeren, C. Vandecasteele, Characterization of commercial nanofiltration
 
 

Publicidad

Deja tu comentario

Comentarios Publicar comentario

No hay comentarios publicados hasta la fecha.

Fuente www.madrimasd.org


Política de cookies