Nuevos materiales para los procesos de ultrafiltración

Marina Fuentes Díaz, técnica de Neptuno Water Technology

28/02/2022

Las membranas poliméricas para los procesos de ultrafiltración están cogiendo cada vez más tracción en un marco regulatorio a nivel mundial donde se exigen mayores rendimientos a menor costo para la depuración y reutilización de aguas residuales. Por ello, se están desarrollando nuevos materiales y procesos de producción con tal de cumplir dichos objetivos legislativos y satisfacer las demandas de un mercado tan exigente como es el de los tratamientos de aguas.

El mejor ejemplo sería el fluoruro de polivinilideno (PVDF), pero con un proceso de elaboración avanzado llamado TIPS (Separación de fases inducida térmicamente).

Dicho material compuesto está permitiendo un gran avance en materia de reutilización de aguas y pretratamiento para osmosis inversa. Gracias a su especial modo de elaboración, ofrece una elevada resistencia química y mecánica, una mayor permeabilidad, y una estructura porosa más uniforme que los materiales convencionales. En general, el rendimiento esperado de una membrana de ultrafitlración fabricada con PVDF-TIPS es de un 15% superior.

La composición química del PVDF es la que la otorga una gran resistencia química y mecánica frente a productos químicos de limpieza y estrés por tracción y torsión, a la vez que resistencia a materiales abrasivos. Mientras que su proceso de elaboración TIPS le permite obtener esa mayor superficie filtrante por metro cuadrado y su porosidad más uniforme (facilitando así su permeabilidad, retrolavado y lavado químico).

Como se puede observar en las imágenes, el proceso TIPS garantiza una porosidad más uniforme frente a las NIPS (método de fabricación convencional para el PVDF).

Además, dicha distribución de poros garantiza que los diámetros mínimos y máximos sean mucho más cercanos a la media, siendo esta de unos 0,1 micrómetros.

Ello permite que el usuario disponga de la certeza y confianza de que las membranas retendrán todos los contaminantes y microorganismos superiores a esas 0,1 micras.

Las membranas retendrán todos los contaminantes y microorganismos superiores a esas 0,1 micras.

¿Cómo se fabrican las membranas PVDF-TIPS?

En la primera etapa, el polímero, en este caso PVDF (fluoruro de polivinilideno) elegido se funde y se alimenta a una extrusora. El polímero fundido se transporta a un mezclador especial junto con una mezcla de disolvente / no disolvente.

Esta mezcla de disolvente / no disolvente debe seleccionarse de modo que el polímero se disuelva solo por encima de una cierta temperatura, pero que no haya solubilidad del polímero a temperaturas más bajas.

Mezclando intensamente el polímero fundido y la mezcla de disolvente / no disolvente a una temperatura elevada se forma una solución homogénea.

El polímero fundido se transporta a un mezclador especial junto con una mezcla de disolvente/no disolvente.

Esta solución caliente se extruye luego a través de una hilera (para formar una fibra hueca). Después de la etapa de formación, la mezcla fundida extruida pasa a través de un espacio de aire y se enfría, ya sea en un baño de enfriamiento o en un rodillo de enfriamiento.

En este paso, la solución se enfría por debajo de la temperatura de disolución, lo que conduce a una separación de fases inducida térmicamente y, por tanto, a la formación de una fase rica en polímero y rica en disolvente, que finalmente permite la solidificación de la fase rica en polímero.

La solución caliente se extruye luego a través de una hilera para formar una fibra hueca.

En Neptuno Water Technology hemos apostado por este polímero fabricado con esta tecnología avanzada para hacer más viable un futuro en el que la reutilización de aguas residuales no sea ningún problema.

Todo y así, trabajamos cada día con tal de optimizar los procesos de depuración y reutilización mediante el uso de tecnologías complementarias a las membranas PVDF-TIPS.