IMDEA Agua: tras la eliminación de los residuos de las plantas desalinizadoras

Dese 2014, los proyectos LIFE TRANSFOMEM, INEREMEM e INEREMEM 2.0, liderados desde el instituto madrileño, han logrado sustanciales avances en el reciclaje de las membranas de filtración

María Lacalle​

IMDEA agua

Según el informe ‘El estado de la desalinización y la producción de salmuera: una perspectiva global’, elaborado por la de la Universidad de Naciones Unidas (UNU), los expertos cifran en 16.000 el número plantas desalinizadoras en  todo el planeta, siendo Oriente Medio y el Norte de África las regiones que concentran mayor capacidad instalada.

Este mismo estudio estima la capacidad de producción de agua desalada en 95 millones de metros cúbicos por día, una misión para la que se utilizan diferentes técnicas, siendo la más extendida la desalación por membranas de ósmosis inversa. En esta, al igual que en cualquier otro proceso tecnológico o industrial, se requieren insumos para llevarla a cabo: energía, productos químicos y, por supuesto, membranas que al terminar su vida útil –entre cinco y diez años- son depositadas en vertederos. Solo en España, el número de módulos desechados al año se estima en 80.000 unidades.  Esta cifra asciende a 840.000 en todo el mundo, generando 14.000 toneladas anuales de residuos.

Las membranas desechadas generan 14.000 toneladas de residuos al año

En 2014, el grupo de Tecnología de Membranas de IMDEA Agua -perteneciente a la Red de Institutos Madrileños de Estudios Avanzados-, Sadyt y Valoriza Agua asumieron el reto de revertir esta realidad, abriendo un línea de investigación  que, desde la perspectiva de la economía circular, pretende la reutilización de las membranas desechadas para procesos de nanofiltración y ultrafiltración. Se trata del proyecto LIFE TRANSFOMEM, cofinanciado por la Unión Europea.

Durante el tiempo de ejecución de LIFE TRANSFOMEM, se han puesto en marcha distintos pilotos de transformación, ubicados en la desaladora de Cuevas de Almanzora y, actualmente, ya se están probando dichas membranas transformadas en el pretratamiento de otra desaladora en Muchamiel. Por otro lado, la EDAR de Guadalajara acoge actualmente una planta piloto de reutilización de membranas recicladas para su prueba  y validación. Fruto del esfuerzo realizado y los buenos resultados obtenidos, en octubre de 2018 fue concedida la patente titulada ‘Proceso de transformación de membranas de poliamida con enrollamiento en espiral que han agotado su vida útil, en membranas de utilidad industrial’.
 

Para dar continuidad al trabajo iniciado con el proyecto LIFE TRANSFOMEM (2014-2018) y con la idea de seguir investigando en el reciclaje y modificación de las membranas, el grupo de Tecnología de Membranas de IMDEA Agua se encuentra inmerso en un proyecto nacional dentro del programa estatal de investigación, desarrollo e innovación orientada a los retos de la sociedad, INREMEM (CTM2015-65348-C2). 

Se trata de un trabajo coordinado en el que el instituto Madrileño  colabora con el Departamento de Física Aplicada I de la Universidad Complutense, en la investigación de nuevas aplicaciones de las membranas recicladas: biorreactores de membrana (BRM) para el tratamiento de aguas residuales urbanas y  electrodiálisis (ED) para la regeneración de disoluciones osmóticas y tratamiento de aguas superficiales con biomembranas. Asimismo, el grupo ha realizado diversos ensayos con el fin de testar membranas recicladas y modificadas de nanofiltración para la eliminación de fármacos en el proyecto regional REMTAVARES (S2013/MAE-2716 REMTAVARES-CM).

El reciclaje de membranas permite reducir los costes hasta en un 90 por ciento

LIFE TRANSFOMEM,  INREMEM e INREMEM 2.0 en cifras

Para convertir las actuales membranas en otras recicladas de nanofiltración y ultrafiltración, objetivo de TRANSFOMEM, se utiliza un proceso de exposición de las mismas al cloro libre. Esta exposición que permite obtener las nuevas membranas puede realizarse mediante dos técnicas: pasiva o activa. Tras cuatro años de intenso trabajo, se ha demostrado que la utilización de esta técnica permite reciclar hasta un 70 por ciento de las membranas desechadas, logrando el uso de esta un ahorro de costes de hasta un 90 por ciento, además de reducir veinticinco veces el uso de combustibles fósiles en los procesos de desalinización de agua.

Foto de TELWE SA
Foto TELWE S.A.

El salto definitivo al mercado de las membranas recicladas está muy próximo, pero desde el equipo de trabajo aluden nuevamente a  su aproximación al mercado desde la perspectiva de la Econo

mía Circular, promoviendo la toma de medidas en todas las etapas del ciclo de vida del producto. “El reciclaje de membranas mediante el uso de cloro libre es técnicamente factible y para lograr el deseado rendimiento reproducible hay que seguir trabajando sobre el diseño de la membrana, el rendimiento de ésta al final de su vida útil, la concentración de la solución aplicada  y el tiempo de exposición”, aseguran los investigadores.

La continuación vigente del trabajo iniciado en 2014 son los proyectos INEREMEM e INEREMEM 2.0, que proponen el reciclaje como soporte mecánico en la preparación de membranas de intercambio iónico. Este tratamiento permite una reducción en la resistencia eléctrica de las membranas del 37 por ciento, sin poner en compromiso su permselectividad (permeación preferencial de ciertas especies iónicas a través de membranas de intercambio de iones). Las membranas han sido testadas en desalación de agua salobre por electrodiálisis, probando que este tratamiento reduce efectivamente el consumo energético al tiempo que aumenta el volumen de agua producido.