Estrategias para alcanzar el modelo de economía circular en la tecnología de membranas

La desalación de agua de mar y salobre mediante membranas de OI está ampliamente establecida en la industria. Los principales problemas que presenta esta tecnología son el consumo de energía y el ensuciamiento de las membranas, ya que producen un incremento de los costes asociados al tratamiento del agua.

En este sentido, el review describe los principales esfuerzos en investigación llevados a cabo en la prevención del ensuciamiento de las membranas, centrándose en dos temas principalmente. Por un lado, existen numerosos estudios sobre la preparación de nuevas membranas o sobre la modificación de sus superficies mediante diferentes técnicas para hacerlas más resistentes al ensuciamiento. Por otro lado, se han desarrollado pretratamientos y protocolos de limpieza muy eficientes con el objetivo de prolongar el tiempo de vida de las membranas lo máximo posible. Como bien se describe en el review, estas mejoras logran alargar la vida útil de las membranas pero aun así desecho es inevitable, llegando a convertirse en residuos.

Por tanto, una vez que las membranas de OI dejan de ser eficientes en el proceso debido a que disminuyen su caudal y su capacidad de separación o porque requieren un aumento de la presión de trabajo, son descartadas por las plantas desaladoras. La vida útil de estas membranas oscila entre los 5 y los 10 años en función de la calidad del agua y de las condiciones de operación, por lo que tienen una significativa tasa de reposición anual (alrededor del 15%). Como consecuencia, en los vertederos se está creando una acumulación ininterrumpida de membranas de OI desechadas al final de su vida útil. Por consiguiente, los procesos industriales que emplean la tecnología de membrana están siguiendo el modelo de economía lineal: a partir de un recurso, se fabrica un producto, se consume y se deshecha, sin pensar las consecuencias medioambientales que esto puede tener.

Lamentablemente, hasta la fecha las investigaciones en el ámbito de la gestión de las membranas al final de su vida útil son escasas. Por este motivo, el grupo de investigación de IMDEA Agua ha tratado de dar un paso más allá y en el review resume las alternativas disponibles para la reutilización y reciclaje de las membranas desechadas por las desaladoras.

El objetivo final de esta investigación ha sido poder acercar la tecnología de membrana hacia una economía circular, donde los residuos (membranas desechadas) pueden convertirse en recursos (membranas recicladas para otros usos). De esta forma, se cubriría todo el ciclo de vida de las membranas de ósmosis inversa, desde el nuevo desarrollo de membranas, hasta la gestión éstas cuando se convierten en un residuo.

Actualmente, el grupo de tecnología de membranas de IMDEA Agua, junto con las empresas Sadyt y Valoriza Agua están llevando a cabo el proyecto europeo TRANSFOMEM (LIFE+2013 ENV/ES/000751), en el que se están transformando membranas de OI desechadas en membranas de nano filtración y ultrafiltración de manera exitosa. El proyecto ya se encuentra en su fase piloto y está abriendo un campo de aplicación a las membranas recicladas, que en un futuro podría ser un mercado potencial a nivel industrial si resulta ser competitivo en términos de coste, efectividad y requerimientos energéticos. 

Más información: 

Artículo “Fouling Prevention, preparing for re-use and membrane recycling. Towards circular economy in RO desalination”. Desalination, In Press, April 2016