La eficiencia en el tratamiento del agua es esencial hoy en día. Los sistemas de ósmosis inversa (RO) han sido fundamentales en aplicaciones como la desalinización, la purificación de agua potable y el tratamiento de aguas residuales industriales. Sin embargo, uno de sus mayores desafíos es la formación de bioincrustaciones, un fenómeno que describe la acumulación de microorganismos, algas y otros organismos sobre las superficies de las membranas. Las bioincrustaciones representan más del 45% de los problemas operativos, lo que no solo aumenta los costes energéticos, sino también reduce la eficiencia de las membranas. En este contexto, un equipo liderado por el profesor Wan Yinhua de la Academia China de Ciencias ha desarrollado una membrana de ósmosis inversa de doble función que promete revolucionar el sector.
Membranas avanzadas: resistencia y eficiencia
La tecnología dual mejora el rendimiento de las membranas RO. El nuevo diseño incorpora propiedades antibacterianas y antiadherentes mediante la injertación de monómeros de líquidos iónicos y ácidos sulfónicos sobre la superficie de las membranas. Este proceso, basado en polimerización redox radical, logra superar el histórico compromiso entre flujo y rechazo de sal. La membrana presenta propiedades hidrofóbicas mejoradas, lo que disminuye significativamente la acumulación de contaminantes como la albúmina de suero bovino, el ácido húmico y el alginato de sodio. Además, su superficie más suave y con carga superficial reducida minimiza la adherencia de microorganismos y materiales orgánicos.
La membrana exhibe un flujo de tratamiento superior. Alcanza hasta 60 litros por metro cuadrado por hora (LMH) en pruebas con agua de grifo, superando el estándar comercial de 45 LMH. Mantiene una tasa de rechazo superior al 99.5% para sales comunes como el NaCl, lo que asegura un rendimiento constante incluso en condiciones de alta salinidad. Además, su resistencia a bioincrustaciones se debe a los segmentos de polímeros iónicos que inhiben la proliferación bacteriana en más del 99.8%, incluyendo patógenos como Escherichia coli.
La membrana alcanza 60 LMH y mantiene un rechazo de sal superior al 99.5%.
Las pruebas demuestran resultados sobresalientes. Estas membranas presentan una tasa de flujo que se restaura completamente tras limpiezas alcalinas, manteniendo su eficacia bactericida y prolongando su vida útil. Este nivel de rendimiento asegura su viabilidad en aplicaciones exigentes.
Impacto en la sostenibilidad del tratamiento de agua
La innovación reduce costes y mejora la sostenibilidad. Las bioincrustaciones generan pérdidas significativas en sistemas de ósmosis inversa al aumentar el consumo energético y los gastos de mantenimiento. Las membranas duales permiten reducir el consumo de energía gracias a su flujo incrementado, disminuyendo también la frecuencia de limpieza química. Este avance contribuye directamente a la optimización de los recursos operativos.
La vida útil prolongada reduce costos significativamente. Además, su mayor vida útil minimiza los costes asociados al reemplazo frecuente de membranas, extendiendo los intervalos de mantenimiento. Durante pruebas en la desalinización de agua salobre, los sistemas equipados con esta tecnología mostraron una reducción del 15% en el consumo energético en comparación con membranas convencionales. Este impacto es especialmente valioso para industrias que manejan aguas residuales de alta salinidad o necesitan purificación a gran escala.
La membrana reduce costes y consumo energético un 15% en desalinización de agua salobre
Un paso hacia el futuro. Este avance no solo optimiza la eficiencia de los sistemas de tratamiento, sino que también contribuye a los Objetivos de Desarrollo Sostenible, garantizando un acceso más amplio a agua limpia y promoviendo el uso responsable de los recursos hídricos.
Conclusión
Las membranas de ósmosis inversa representan un salto tecnológico hacia la sostenibilidad. La innovación presentada por el equipo de la Academia China de Ciencias representa un avance significativo en eficiencia y sostenibilidad. Para ingenieros y profesionales del sector, esta tecnología marca una oportunidad para mejorar los procesos actuales y garantizar un tratamiento de agua más efectivo y ecológico.
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