FILTRACIÓN POR MEMBRANAS

Las membranas filtrantes son la clave y responsables de separar las sales del agua. Dichas membranas pueden considerarse como filtros moleculares. El tamaño de los poros de estos filtros membranas es extremadamente reducido, por lo que se requiere una presión considerable para hacer pasar cantidades de agua a través de ellas. La elección del modelo de membrana más apropiado es según el agua a tratar y su empleo posterior, determinando el tipo de instalación más idónea.
Las suciedades que quedan en las membranas son posteriormente arrastradas y lavadas por la misma corriente de agua. De esta forma el sistema realiza una autolimpieza constante. Esta corriente de agua de desperdicio necesaria, está en relación directa con el tipo de membrana que se utiliza y sus exigencias.
Paradójicamente la filtración por membrana ha encontrado su uso más amplio en las aplicaciones más demandantes, procesos como desalinización,
que requiere el poro de membrana más pequeño y la mayor diferencial de presión. En los últimos 20 años, se ha visto un incremento constante en el uso de membranas. Esto logra que la tecnología sea cada vez más eficiente para cubrir mayores demandas, permitiendo que los precios tiendan a la baja.
La gran aceptación de esta tecnología se debe a un número de factores:
Primero, a diferencia de los sistemas mecánicos de separación como la centrifugación, las mallas o la filtración tradicional, las membranas pueden trabajar en continuo, con ahorro de energía, son fácilmente escalables y combinables con otros procesos. Además, las unidades trabajan en condiciones medias de proceso sin aditivos, mientras que sus propiedades pueden acercarse a las especificaciones de los usuarios finales. Las membranas están entrando rápidamente al mercado de agua potable como una opción para que las plantas convencionales de coagulación/filtración aborden los nuevos problemas de salud relacionados con el agua potable. Las membranas sumergidas de afuera hacia adentro están compitiendo contra los microfiltros de extremo cerrado de afuera hacia adentro y las membranas de flujo cruzado de adentro hacia afuera. El tipo de membrana usado también tiene ciertas ventajas específicas.
Las ventajas relacionadas con el uso de membranas en el tratamiento de agua potable son: Poco requerimiento de energía. Efecto de barrera absoluta para microorganismos. Menor requerimiento de cloro para la desinfección. Uso reducido de productos químicos (en caso se usen). Menor tamaño de la planta.
La filtración mediante membranas sigue el principio de la separación de partículas basada en el tamaño de los poros y en su distribución. Las membranas de microfiltración tienen tamaños de poro que varían de 0,075 micrones a 3 micrones.
Según la membrana seleccionada, se podrán separar sólidos suspendidos de más de 0,45 micrones, bacterias, quistes y muchos otros parásitos cuyo diámetro sea mayor que el del poro más grande de la membrana. Las membranas de nanofiltración tienen tamaños de poro que varían de 0,005 micrones a 0,001 micrones y gracias a este pequeño diámetro del poro pueden remover moléculas de alto peso molecular tales como ácidos húmicos y ciertas sales. Esto permite producir agua libre de parásitos y sólidos sin tener que recurrir a productos químicos.
La filtración por membranas es una tecnología basada en la presión. Con una porosidad selectiva capaz de separar partículas de 5 micrones hasta un peso molecular de 100. La decisión final sobre el método que se debe usar para el tratamiento de agua con contenido orgánico se basará en el costo de productos químicos frente a los costos de energía y frente a la disponibilidad de recursos humanos capacitados. Los resultados diferirán de un diseño a otro. Las membranas requieren presión transmembránica para conducir el agua limpia a través de la membrana, dejando detrás el concentrado que contiene las partículas y los sólidos separados. La presión transmembránica requerida para operar las plantas con tecnología de membrana puede ser inducida por presión o vacío.
De igual manera, existen diversas vías de filtración que comúnmente se encuentran en las membranas: la filtración de extremo cerrado, donde el filtrado forma una torta a medida que el filtro se obstruye; la filtración de flujo cruzado, donde el filtrado es removido de la membrana, lo que evita la obstrucción rápida del filtro; y la ósmosis, donde se filtra el agua a través de una membrana semipermeable.
La tecnología de filtración por membranas de flujo-cruzado está logrando rápida aceptación mundial como una importante etapa de producción en muchas líneas de procesos en la industria alimenticia, láctea, farmacéutica/biotecnológica, de jarabes y edulcorantes. La capacidad para producir separaciones muy específicas a baja temperatura o a temperatura ambiente, sin cambio de fase, en muchas aplicaciones, hace que la filtración por membranas sea superior a los métodos convencionales, tales como la filtración rotativa al vacío o filtros prensa, siendo la solución óptima que brinda una mejor relación costo/eficiencia.