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Una tesis del LEQUIA estudia las limitaciones de las membranas para aumentar su vida útil y promover el reciclaje


25/11/2025

I+D+i
Una tesis del LEQUIA estudia las limitaciones de las membranas para aumentar su vida útil y promover el reciclaje
 
  • La tesis de la investigadora del LEQUIA Bianca Zappulla ha estudiado las limitaciones operacionales de la vida de las membranas de ósmosis inversa como el secado, el uso industrial y la exposición química
 
La desalinización está aumentando a nivel mundial como respuesta a la escasez de agua, lo cual comporta una mayor producción y consumo de membranas, especialmente las de sistemas de ósmosis inversa. Algunas fuentes estiman que hay más de 7 millones de membranas de ósmosis inversa instaladas en todo el mundo. La fabricación de un solo módulo precisa de 12 kg de plástico y emite 85 kg de dióxido de carbono equivalentes. Por todo ello, promover su reutilización y prolongar su ciclo de vida – actualmente, entre 5 y 10 años – es clave para alcanzar un modelo de tratamiento de agua más circular y sostenible.
 
La tesis “From ageing analysis to second life: a sustainable approach to osmosis membrane recycling” de la investigadora del LEQUIA Bianca Zappulla ha estudiado las limitaciones operacionales de la vida de las membranas de ósmosis inversa como el secado, el uso industrial y la exposición química, con el fin de 1) entender mejor su impacto en el rendimiento de las membranas y 2) determinar si estos factores afectan a su reciclaje. El mismo enfoque se aplicó a las membranas de ósmosis directa.
 
Los resultados obtenidos demuestran que:
 
  • El secado de las membranas reduce su permeabilidad hasta un 65%. A pesar de ello, después de la inmersión en etanol se produce una recuperación parcial, lo cual indica que el daño en la capa de poliamida puede ser reversible. Sin embargo, en el caso de la capa de polisulfona, el secado provoca daños irreversibles (hasta el 90% de pérdida de permeabilidad), incluyendo grietas en la superficie.
  • El uso industrial conlleva una degradación del rendimiento de la membrana, principalmente debido a la compactación del poro en la capa de polisulfona y a una degradación parcial de la capa de poliamida, corroborando el impacto del uso prolongado en la integridad de las membranas.
  • Un protocolo en tres etapas con cloro libre para degradar selectivamente la capa de poliamida permite obtener membranas con propiedades similares a las de nanofiltración y ultrafiltración, confirmando la viabilidad de transformar membranas de ósmosis inversa al final de su vida en membranas con distintas propiedades de separación.
  • A pesar de que las membranas ofrecen buena resistencia a valores de pH ácidos, neutros y básicos, la adición de 10 ppm de cloro libre provoca su degradación, especialmente en condiciones neutras y básicas.
 
Por otra parte, Bianca Zappulla también exploró un tratamiento oxidativo químico alternativo con ozono para el reciclaje de membranas. A altas dosis, el ozono eliminó la capa de poliamida y la de polisulfona, con un comportamiento distinto al de cloro libre, ofreciendo así una estrategia prometedora para la reutilización de la capa de soporte de poliéster. A exposiciones bajas de ozono, el método resultó efectivo para convertir membranas totalmente aromáticas, mientras que las semi-aromáticas ofrecieron una resistencia superior.
 

Prueba a escala piloto

 
Finalmente, la investigadora llevó a cabo una prueba a escala piloto para validar el potencial de reutilización de las membranas transformadas. Se convirtieron membranas nuevas pero descartadas, así como membranas de ósmosis inversa al final de su vida útil, en membranas tipo nanofiltración u ultrafiltración; y se probaron en un sistema de membranas por gravedad tratando efluentes de una depuradora municipal. Los resultados demostraron que las membranas de ósmosis inversa transformadas (reconvertidas en membranas tipo ultrafiltración) producen agua apta para usos no potables. Además, el estudio destacó el potencial de las membranas tipo nanofiltración para uso en sistemas de membranas por gravedad, a pesar de la limitación operativa de requerir lavados diarios para mantener el rendimiento.
 
En suma, esta investigación aporta nuevos conocimientos científicos sobre la operación y el reciclaje de las membranas de ósmosis directa e inversa que pueden contribuir de forma significativa a alargar su tiempo de vida y a aumentar su potencial de reciclaje. La tesis ha sido dirigida por el Dr. Gaëtan Blandin, el Dr. Héctor Monclús y el Dr. Ignasi Rodriguez-Roda del grupo de investigación LEQUIA de la Universidad de Girona – que cuenta con una larga trayectoria de I+D en el campo de las tecnologías de membranas.
 

Publicaciones

 

 


Fuente lequia-udg.com


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