En las últimas décadas, han ido surgiendo cada vez más tecnologías que ayudan a la potabilización del agua y el tratamiento de efluentes. Algunas de ellas ya se aplican hoy de forma muy extendida en nuestro país y en el mundo. Un claro ejemplo es la utilización de membranas filtrantes.

Una membrana es un material semipermeable, que actúa como barrera selectiva, permitiendo el paso de algunas sustancias, pero no de otras. En términos concretos y en el ámbito del tratamiento de agua y efluentes, se trata de un material poroso, que habitualmente permite el paso del líquido, pero retiene impurezas indeseadas. El tamaño del poro es fundamental, y es lo que determinará su calificación principal:

  • En la microfiltración, se utilizan membranas cuyos poros tienen un tamaño de 0,1 a 10 μm (micrómetro = milésima de milímetro). Se suele utilizar para ciertos procesos industriales, como así también para la reducción de microorganismos y turbidez en agua y el pretratamiento para la nanofiltración o la ósmosis inversa.

La ultrafiltración emplea membranas con poros de entre 0,001 y 0,1 μm. Con este tamaño, se pueden retener todos los microorganismos y virus, macromoléculas y sedimentos, además de ser utilizado como pretratamiento para la nanofiltración o la ósmosis inversa.

Instalación típica de ultrafiltración.
  • Los poros de la nanofiltración tienen un tamaño que oscila entre los 0,1 nm y los 0,001 μm (nanómetro = milésima de micrómetro). En esta escala, se pueden separar del agua la mayor parte de las moléculas, aunque algunas de pequeño tamaño pueden filtrarse. Es apropiado para eliminar la dureza del agua, disminuir el contenido de sólidos disueltos, remover metales tóxicos y eliminar color.
  • La ósmosis inversa tiene un tamaño de poro similar a la nanofiltración. Sin embargo, en ella, el proceso no ocurre mediante filtración física sino por disolución-difusión a través de la membrana, por lo que se trata de un proceso fisicoquímico. La ósmosis inversa tiene la gran ventaja de filtrar prácticamente cualquier molécula o ion diferente del agua, como por ejemplo sales disueltas (importante en los procesos de desalinización) y los compuestos orgánicos de bajo peso molecular. Su principal desventaja es que debe aplicarse una presión considerable, lo que incurre en altos costos energéticos, y que se obtiene una corriente de “rechazo” importante, que puede representar el 50 o 60% del caudal ingresante. Este proceso se basa en el principio de ósmosis, en el cual una solución concentrada, a través de una membrana semipermeable, genera una presión para contrarrestar la diferencia de concentraciones a ambos lados de la misma. En la ósmosis inversa, se utiliza una fuente externa de energía para generar una presión en el sentido inverso, logrando una efectiva purificación del agua, tal como se aprecia en el siguiente esquema.
Diagrama de funcionamiento de la ósmosis inversa.

Todos estos procesos suelen ser empleados más frecuentemente en la potabilización de agua, particularmente en zonas donde el agua presenta altos niveles de dureza o contaminación por metales tóxicos, como por ejemplo el arsénico.

Por otro lado, un proceso particularmente importante en el tratamiento de efluentes, asociado a la filtración por membranas, es el proceso MBR (biorreactor de membranas). El proceso biológico es similar a uno del tipo barros activados tradicional. Sin embargo, en lugar de realizar la separación barro-efluente mediante un sedimentador secundario, en este caso la separación se logra a través de una membrana filtrante. El tamaño de poro suele ubicarse en valores cercanos a la microfiltración, aunque por acumulación de microorganismos y otros compuestos en la superficie de la misma, el resultado final es similar al de una ultrafiltración.

Las principales ventajas de este tipo de sistema son las siguientes:

  • Se elimina un reactor completo (el sedimentador) con sus componentes asociados. En su lugar, se emplea uno mucho más compacto, el de separación MBR, que puede realizarse incluso en la misma cámara de aireación.
  • El proceso de separación barro-líquido es mucho más eficiente que en un sedimentador. Por este motivo, se puede lograr una concentración mucho más elevada de microorganismos en el reactor sin riesgo de fuga de sólidos. En una cámara de aireación tradicional, suele haber una concentración de barros del orden de 4.000 – 6.000 mg/L. En un reactor MBR, esta concentración puede triplicarse, alcanzando los 12.000 – 18.000 mg/L. Esto disminuye el tamaño efectivo del reactor y permite degradar compuestos más reluctantes.
  • La calidad de salida del efluente es excelente, resultando apropiada para aplicaciones muy exigentes o que plantean una reutilización del líquido tratado.
Diagrama del tratamiento MBR.

Algunas desventajas del sistema MBR son que sus costos suelen ser superiores al de un sistema tradicional de barros activados, que su operación y control son más complejos y que las membranas deben reemplazarse cada cierta cantidad de años para garantizar un correcto tratamiento.
En Bioingepro diseñamos, fabricamos y operamos todo tipo de plantas potabilizadoras y plantas de tratamiento de efluentes, por ejemplo, las de tecnología MBR. En caso de requerir equipamiento de este tipo, no duden en consultarnos para brindar asesoramiento y propuestas concretas para su caso en particular.

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Guido Bertola es ingeniero ambiental, graduado de la Universidad Nacional del Litoral, de Santa Fe. Desde hace años forma parte de Bioingepro, trabajando en el departamento técnico-comercial, contribuyendo al diseño de soluciones a medida para cada cliente. Su pasatiempo favorito es la fotografía

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