El tratamiento de efluentes salinos y salmueras no es posible utilizando procesos convencionales. La única tecnología que ofrece una solución completa es la evaporación al vacío, puesto que la ósmosis inversa o la electrodiálisis generan un efluente de rechazo el cual debe ser gestionado. Y la destilación convencional conlleva unos costes que hacen que no sea viable económicamente.
No obstante, existe una tecnología que, aunque la primera patente data de 1963, su utilización empieza a emerger en la actualidad aprovechando todos los desarrollos de la ingeniería de membranas. Se trata de la destilación por membranas.
La destilación por membranas consiste en un proceso térmico en el que únicamente las moléculas de vapor pueden pasar a través de la membrana, la cual es hidrofóbica. El alimento que se ha de tratar está en contacto directo con una de las superficies de la membrana pero no penetra a través de los poros de la membrana al ser ésta hidrofóbica. La fuerza impulsora para la separación es la presión de vapor a través de la membrana, y no la presión total como ocurre con la ósmosis inversa. Al aumentar la temperatura del alimento aumenta la presión de vapor y, por tanto, también aumenta el gradiente de la presión de vapor que es la fuerza impulsora.
Desde el punto de vista comercial es una tecnología que no ha sido ampliamente implantada por las siguientes razones:
- La eficiencia térmica del proceso es reducida por las pérdidas de calor por conductividad de las membranas que se produce.
- Se producen efectos de polarización de concentración y temperatura que disminuyen el flujo de permeado a través de la membrana.
- Se produce el efecto wetting que consiste en la penetración de impurezas presentes en el alimento en los poros de la membrana, disminuyendo así el flujo de permeado.
A pesar de estos inconvenientes que a medida que progresa la investigación se van superando, la tecnología presenta una serie de ventajas que hacen que sea competitiva cada vez en más aplicaciones. Las ventajas más importantes de la destilación por membrana son:
- Al igual que en la evaporación, el proceso no está limitado por el equilibrio, por lo que se pueden conseguir los factores de recuperación del agua y de concentración del rechazo que sean necesarios. A diferencia de la ósmosis inversa, no existe un equilibrio el cual establece un límite en la separación.
- Generalmente la tecnología no requiere un pretratamiento del alimento para alargar la vida de la membrana.
- La eficiencia del sistema y la buena calidad del agua producida prácticamente son independientes de la concentración de sal del alimento.
- Rechazo del 100% de solutos no volátiles.
- Posibilidad de tratar efluentes corrosivos y ácidos, que en destilación convencional es complicado por los materiales que se requieren.
- Flexibilidad de operación al tratarse de módulos independientes.
La selección de la membrana es clave para el buen funcionamiento del proceso. Las características de la membrana tienen influencia directa en el proceso, las más relevantes son: la porosidad, el tamaño del poro, el grosor de la membrana, la conductividad térmica y la composición, la cual está relacionada con la resistencia al ataque químico.
Las características de la destilación por membranas hacen que sea una tecnología con una aplicación satisfactoria en áreas tan diferentes como:
- Producción de agua pura.
- Desalación de salmuera.
- Eliminación de tintes y tratamiento de aguas residuales de la industria textil.
- Concentración de ácidos y sustancias corrosivas, así como separación de mezclas azeotrópicas en la industria química.
- Concentración de zumos y procesado de leche en la industria alimentaria.
La destilación por membranas es una tecnología que cada vez es más competitiva en una amplia variedad de sectores industriales puesto que permite tratar efluentes complejos. Se trata de una técnica que, conjuntamente con la evaporación al vacío, son de las pocas tecnologías que permiten tratar efluentes salinos y salmueras sin producir si es necesario una corriente de rechazo, puesto que la separación no está limitada por el equilibrio. No obstante, la destilación por membranas aún no es una tecnología con una elevada eficiencia energética por las pérdidas de calor por conductividad de la membrana, por lo que su aplicación queda restringida a aquellas aplicaciones en las que la destilación convencional o la evaporación al vacío no son alternativas viables, como es el caso de cuando se desea concentrar ácidos o sustancias corrosivas.
