Beauchef Magazine - Especial recursos hídricos - Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas

A unque, según algunos registros, fue en Chile donde se construyó la pri- mera planta desaladora en el mundo en el año 1872 —en la Región de An- tofagasta—, no fue hasta más de un siglo después que se retomó la construcción de estas instalaciones como una solución necesa- ria no solo para la industria sino también para la falta de agua en los sectores más desérticos de nuestro país. Actualmente, debido a su eficiencia, gran parte de las plantas desalinizadoras en el mundo uti- lizan la osmosis inversa, un proceso en que el agua de mar, que contiene alrededor de 32 a 35 gramos de sal por litro de agua, es filtrada por membranas que transforman un alto porcentaje de ella en agua dulce. “ Esa tecnología trabaja básicamente con pre- sión, es decir, lo que se hace es introducir una presión directa a esta agua salobre y la mem- brana actúa como una barrera que no deja pasar los iones de sal, obteniendo del otro lado el agua pura. El funcionamiento es simple, pero hay toda una ciencia detrás de esto, ya que es una membrana multicapa: tienes una capa porosa sobre la cual hay una capa muy compacta, muy fina —del orden de nanómetros—, la cual actúa como separador de iones ” , explica Hugo Giraldo, investigador postdoctoral del Centro Avanzado de Tecnología para la Minería (AMTC), quien junto a la también investigadora del centro y acadé- mica del Departamento de Ingeniería de Minas, Andreina García, lideran varias líneas de inves- tigación en este ámbito para mejorar el proceso de desalinización en términos de desempeño, además de hacerlo más sustentable. Una de ellas es hacer más eficientes las mem- branas estándares que hay en el mercado —llamadas membranas TFC (thin film compo- site)— mediante su modificación química. “ La instalación de plantas desaladoras por osmosis inversa conlleva muchos problemas relaciona- dos con el ensuciamiento de las membranas. Básicamente, esto puede ser por material in- orgánico, orgánico e incluso biológico presen- te en el agua de mar, siendo el más crítico por bioensuciamiento o biofouling , que tiene que ver con las algas y los microorganismos vivos que están en estas aguas y que pueden afectar las membranas, desmejorando su rendimiento e in- crementando los costos de mantención ” , señala el investigador. Según la cantidad de estos microorganismos en el mar, las plantas deben realizar limpiezas periódicas y continuos cambios de membranas, lo que significa una importante inversión y la constante generación de desechos. Por tanto, los estudios se han enfocado en el control del biofouling , modificando las membranas conven- cionales y otorgándoles la propiedad antibioen- suciamiento sin desmejorar su desempeño de desalinización. En este sentido, usando las mismas caracterís- ticas del TFC se le añaden nanopartículas anti- bacteriales como, por ejemplo, cobre. “ Tal vez el problema mayor de este tipo de diseños es el escalamiento. Nosotros hemos avanzado en la producción y validación a nivel del laboratorio, pero el escalamiento para pasar a una membra- na en espiral a escala industrial es parte de los desafíos ” , indica Hugo Giraldo. “ Otra de las estrategias es modificar la mem- brana comercial entregada por el proveedor, otorgando valor por este efecto anti-bioensu- ciamiento, sin afectar sus propiedades. Así, sin que haya que desarmarla, podemos modificar también por incorporación de materiales bio- cidas, que pueden ser de origen cobre u otros. Básicamente, lo que se busca es modificar la superficie que está expuesta al agua de mar y hacer que la membrana resista un poco más de tiempo y que tenga una vida útil mayor a la ac- tual. Con esto, puedes lograr bajar los tiempos de limpieza o recambio, contribuyendo a que ESPECIAL 23 Membrana TFC hecha en laboratorio.