El papel de las membranas en las plantas de tratamiento de agua

Las membranas son barreras semipermeables que restringen el paso de determinadas sustancias en función del corte molecular de la misma y/o tecnología en la que estén integradas. Fundamentalmente se utilizan membranas en equipos de nanofiltración, microfiltración, ultrafiltración y ósmosis inversa. Hay que tener en cuenta, además, que en el mercado existen multitud de membranas, tanto por el material del que están compuestas (poliamidas, acetato de celulosa, PVDF y polisulfonas, entre otros), como por la configuración en la que están dispuestas. Y así, por ejemplo, en el caso de la ultrafiltración, existen membranas de fibra hueca, tubular y cerámica y para la ósmosis inversa, las configuraciones más habituales son en espiral, de disco y vibrantes.

Todos estas tecnologías de tratamiento de agua tienen en común la necesidad de aplicar un correcto pretratamiento, específico en cada caso según la tipología de agua o vertido a tratar, así como un correcto mantenimiento preventivo y llegado el caso, correctivo, que van a maximizar la vida útil y eficiencia de los sistemas de tratamiento de agua.

Se entiende por mantenimiento preventivo a la revisión periódica a la que debe someterse a la instalación de tratamiento de agua, para que funcione ofreciendo los mejores índices de calidad. De ahí que se planifique siguiendo un plan de mantenimiento que está adaptado a las exigencias de cada instalación, según un calendario de visitas y actuaciones mínimas a ejecutar, entre las que se pueden encontrar:

• Inspección visual de la instalación y de la secuencia de funcionamiento.
• Verificación de los parámetros de funcionamiento.
• Calibración y verificación de los analizadores e instrumentación de control.
• Comprobación del estado de los consumibles y sustitución en su caso.
• Toma de datos y datos de normalización de planta.

En este tipo de actuaciones se suelen detectar necesidades de la instalación, ya sea ajustes de planta, reprogramación en las secuencias de funcionamiento, o como en el caso en el que nos centramos hoy, está motivado por el mal funcionamiento de las membranas.

El mantenimiento correctivo tiene lugar bien cuando se detecta cualquier anomalía electromecánica en una instalación de tratamiento de agua o bien, una desviación de los valores y parámetros de funcionamiento respecto a los valores de diseño. Todo esto suele llevar consigo una parada de producción o pérdida de eficiencia de la instalación.

El hecho de contar con un mantenimiento preventivo, en el que se realizan distintas gamas de mantenimiento, datos de normalización de planta, permite comprobar desviaciones respecto a valores de diseño, para evitar la parada de producción y planificar un mantenimiento correctivo, evitando daños mayores como la pérdida de las membranas.

En ambos casos, es indispensable dar una rápida respuesta al cliente para acortar los tiempos de parada, para lo que es fundamental la cualificación del técnico de mantenimiento.

Causas que suscitan una limpieza o cambio de membranas

Si biern este artículo se centra en el caso concreto de las membranas de ósmosis inversa, en líneas generales estas causas se pueden hacer extensivas a cualquier otro tipo de membranas. Las membranas de ósmosis inversa favorecen el paso de moléculas desde la región menos concentrada a la más concentrada. Esto suscita diversos problemas, tales como ensuciamiento e incrustaciones que provocan la degradación de la membrana.

Los distintos tipos de ensuciamiento son:

• Ensuciamiento por biopelícula.
• Ensuciamiento orgánico.
• Ensuciamiento coloidal.
• Incrustaciones por sales.

Para cada uno de estos tipos ensuciamientos o incrustaciones, J. Huesa dispone de protocolos de limpieza específicos y personalizados desarrollados según su experiencia en el sector, gracias a una dilatada experiencia en el mantenimiento de plantas de tratamientos de agua con membranas.

Algunos de los síntomas que presenta una planta de ósmosis inversa con membranas sucias son:

• Disminución del flujo de permeado.
• Altas diferenciales de presión.
• Pérdida de rendimiento en retención de sales (ósmosis inversa).

Todos estos síntomas afectan al rendimiento en los equipos de tratamiento de agua, generando sobrecostes en la explotación de estos o, incluso, paradas prolongadas de producción.

Soluciones para mejorar el funcionamiento de una planta de tratamiento de agua por membranas

Un buen servico técnico, como el de J.Huesa, evaluará, en función de los datos recogidos dentro de la gama de mantenimiento, check-lists, datos de normalización de planta y distintas analíticas de seguimiento y actuaciones, entre las cuales se incluyen:

• Estudios de agua de aporte: analíticas completas, Jar-Test...
• SDI y autopsia de membrana de SDI.
• Autopsia de cartucho de membrana.
• Proyección de membranas con softwares específicos.
• Proyección de dosificación de productos químicos según estudios realizados.

Según los resultados obtenidos y al seguimiento de la planta, el equipo técnico de Postventa elaborará un informe que concluirá con una decisión, que aportará la mejor solución desde el punto de vista técnico, económico y medioambiental, en función de la situación real en la que se encuentra la planta de tratamiento de agua.

De esta forma, nos encontramos con esta batería de posibles soluciones:

• Reingeniería de la planta de tratamiento de agua, redefiniendo caudales de tratamiento, dosificaciones e incluso un adecuado pretratamiento de la línea de ósmosis inversa.
• Cambios de carga del sistema de filtración previo a la ósmosis inversa.
• Optimización de las dosificaciones de productos químicos de la planta (biocida, antiincrustante y secuestrante). Esta actuación es posible cuando se confirma que el mal uso de los químicos es el causante de las paradas de producción y que las membranas están en buen estado.
• Limpieza química de las membranas para los casos en los que se confirma que las membranas tienen incrustaciones que se pueden retirar aplicando distintos protocolos de limpieza que aseguren una recuperación superior al 80%.
• Sustitución de las membranas en los casos en los que las incrustaciones han provocado una porosidad tal que el permeado que se obtiene se caracteriza por tener una elevada conductividad, siendo inviable su recuperación.
• Autopsia de membranas. Esta actuación se deja en último lugar porque supone, entre otras cosas, la pérdida de la membrana que se va a someter al tratamiento. Este recurso se emplea para averiguar con mayor exactitud cuál es la causa exacta del mal funcionamiento de una instalación de tratamiento de agua que tiene un gran número de membranas.

Conclusión

Por todo lo expuesto en este texto, J. Huesa Water Technology insiste en la importancia de contar con un servicio postventa cualificado que sea capaz de dar una respuesta rápida y adecuada ante cada una de las situaciones que se encuentran las plantas de tratamiento de agua de las distintas industrias. Precisamente, uno de los principales activos de J. Huesa como empresa que cubre el ciclo integral del agua, es su Departamento de Postventa, que está integrado por un equipo de profesionales con amplia experiencia en el sector que garantiza la mejor solución desde el punto de vista técnico, económico y medioambiental.