Membranas de filtración que pueden limpiarse por sí mismas. Este es el logro que nos traen los científicos del Laboratorio Nacional Argonne. El resultado de la investigación ha sido lograr un recubrimiento que, activada por la luz, puede aplicarse en membranas de filtración. De esta forma, son autosuficientes para su limpieza y  por ello, permite realizar esta tarea sin necesidad de apagar el sistema.

Ensuciamiento, un inconveniente en los sistemas de membranas

Las membranas de filtración son un sistema económico y eficiente. Su uso es muy extendido por los buenos resultados que ofrece, sin embargo, tienen un punto débil. Las membranas son susceptibles a que los poros que las componen se vean obstruidos, lo que se conoce como ensuciamiento.

El ensuciamiento, es la causa de la investigación en el Laboratorio Argonne.  Seth Darling, es actualmente el  Director del Centro de Materiales Avanzados para Sistemas de Energía-Agua de Argonne. En palabras de Darling, cualquier elemento empleado en el agua acaba ensuciándose. Esta circunstancia es la que trata de paliar la investigación desarrollada.

Cualquier elemento empleado en el agua acaba ensuciándose

La mayoría de las membranas utilizan un sistema físico pero no químico. Su proceso consiste en algo puramente físico, detener aquello que intenta ser filtrado. Con este recubrimiento, añadimos una funcionalidad química a la membrana, con  lo cual,  se añade al mecanismo químico.

El ensuciamiento conlleva un mantenimiento. A pesar de que la limpieza, extracción de suciedad o sustitución de membranas es posible, no resulta práctico. Durante la operación, el llevar a cabo tareas de mantenimiento obliga a apagar el sistema, teniendo como consecuencia la interrupción del servicio.

El mantenimiento obliga a apagar el sistema, interrumpiendo así el servicio

La mayoría de las membranas utilizan un sistema físico pero no químico. Su proceso consiste en algo puramente físico, detener aquello que intenta ser filtrado. Con este recubrimiento, añadimos una funcionalidad química a la membrana, con  lo cual,  se añade al mecanismo químico.

La puerta hacia la limpieza inducida por luz visible

El recubrimiento que emplea la membrana es de dióxido de titanio. A lo largo de los últimos años, se ha probado que el TiO2 es altamente estable, no resulta tóxico, económico y biocompatible. Todas estas propiedades hacen del dióxido de titanio un material idóneo para el recubrimiento. 

A pesar de las propiedades que posee el TiO2, se dió un paso más. Se añadió nitrógeno al material que ya se disponía. Este proceso, ha sido calificado como “dopaje con nitrógeno” y permite que la luz induzca el proceso de limpieza en la membrana. La cobertura hace la función de catalizador que logra la descomposición de las incrustaciones que obstruyan la membrana.

Sin nitrógeno, el TiO2 únicamente funcionaría con luz ultravioleta. Indica Huiru Zhang, miembro de este proyecto. Sin el dopaje de nitrógeno podría tener diferentes aplicaciones pero no sería efectivo con luz visible.

El nitrógeno permite que el recubrimiento reaccione a la luz visible

La diferencia al añadir nitrógeno es sustancial. Dopar de nitrógeno, supone unos resultados hasta 24 veces mayor en cuanto a eficiencia fotocatalítica con luz solar. Esta cobertura ha logrado un hito en este sistema, lograr que las membranas se limpien por si solas sin interrumpir el sistema.

Limpieza sin necesidad de interrumpir el proceso

El lograr la autolimpieza es un punto diferenciador en las membranas. En palabras de Darling, esta es la distinción entre los trabajos previos y la investigación que este equipo de investigadores ha desarrollado. Pudiendo continuar en servicio mientras se realizan las tareas de mantenimiento. 

La aplicación de este sistema es amplia. Como apunta Darling al respecto, en principio, la cobertura objeto de investigación puede ser empleada en cualquier lugar en el que se haga uso de membranas en el agua. Aunque también puede tener un fin distinto, siendo recubrimiento de diferentes elementos que formen parte de sistemas de agua. 

Conclusión

Innovación y desarrollo van de la mano. Investigaciones como la que Seth Darling y su equipo han desarrollado, permite mejorar los sistemas de los que disponemos y hacerlos más eficientes y económicos. En Blue Gold creemos en la tecnología como la mejor herramienta para un futuro sostenible. Por ello, hemos lanzado nuestro sistema de membranas MBR para hacer de esta tecnología la forma más práctica de tratamiento de aguas residuales.

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Un sistema con la más avanzada tecnología y técnicas que permiten obtener un agua de alta calidad para su vertido o reutilización. Consiste en un equipo modular y compacto de tratamiento de aguas residuales mediante un sistema MBR. 

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