Reciclaje de membranas: una realidad cercana a la aplicación industrial
IMDEA Agua apuesta por el reciclaje de membranas y pretende acercar la tecnología de membranas a la economía circular. De esta manera se podrá evitar que siga aumentando el volumen de estos residuos en los vertederos a la vez que se da un enfoque más sostenible a este campo de acción.
Serena Molina, Laura Rodríguez-Sáez y Junkal Landaburu-Aguirre. Grupo de Membranas de IMDEA Agua
Según los datos que proporciona la International Desalination Association (IDA), entre los años 2015-2016 se acreditó la existencia de casi 19.000 plantas desaladoras instaladas en el mundo, lo que implica la potencial capacidad de desalar más de 95 millones de m³ de agua de mar y agua salobre al día [1]. Aunque existen diversas técnicas para llevar a cabo esta separación de agua y sales, la técnica más extendida es la desalación por membranas de ósmosis inversa. En esta, al igual que en cualquier otro proceso tecnológico y/o industrial, se necesitan ciertos insumos para llevarla a cabo: energía, productos químicos, etc. Y por supuesto, membranas que al terminar su vida útil (normalmente de entre 5-10 años) son depositadas en los vertederos [2]. Solo en España, el número de módulos de membrana desechados al año y que van a vertedero es de aproximadamente 80.000 unidades (figura 1). Esto se traduce en que más de 14.000 toneladas de residuos al año (más de 840.000 membranas desechadas) llegaron al vertedero en todo el mundo [3].
Fig 1. Membranas desechadas depositadas en contenedor en una planta desalinizadora [4].
Desde el año 2014, con ánimo de mitigar este problema, el grupo de Tecnología de Membranas de IMDEA Agua, junto con Sadyt y Valoriza Agua, investiga el reciclaje de membranas desechadas de ósmosis inversa para su reutilización en procesos de nanofiltración y ultrafiltración mediante el proyecto LIFE+ TRANSFOMEM (LIFE13 ENV/ES/000751), que terminará en 2018 habiendo obtenido resultados prometedores [5,6]. Esta línea de investigación está enfocada hacia un sistema de Economía Circular (Figura 2).
Fig. 2. Integración de la tecnología de membranas en la Economía Circular [3].
La Economía Circular pretende ir más allá del sistema extractivo y productivo tradicional buscando que los productos mantengan su utilidad minimizando los impactos negativos que se pueden producir así como el uso de nuevos recursos. Para lograr este objetivo, se deben tomar medidas en todas las etapas del ciclo de vida del producto, desde la obtención de materias primas hasta la gestión de residuos y el reciclaje pasando por el diseño de productos y materiales. El fin último de este modelo de Economía Circular es construir, de una forma más respetuosa con el medio ambiente y la sociedad, capital económico, natural y social.
Durante el tiempo de ejecución del proyecto LIFE TRANSFOMEM, se han puesto en marcha distintos pilotos de transformación de las membranas, ubicados en la desaladora de Cuevas de Almanzora [7] y actualmente ya se están probando estas 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 probar y validar las membranas recicladas [8]. Como resultado del esfuerzo realizado y los buenos resultados obtenidos a lo largo del proyecto, el pasado 19 de octubre 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» Spanish Patent P201630931 [9].
Para dar continuidad a este trabajo iniciado con el proyecto LIFE TRANSFOMEM 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 actualmente trabajando 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 proyecto coordinado en el que IMDEA Agua colabora con el Departamento de Física Aplicada I de la Universidad Complutense de Madrid en el que se investigan 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. Por otro lado, el grupo ha realizado diversos ensayos con el fin de testear membranas recicladas y modificadas de nanofiltración para la eliminación de fármacos en el proyecto regional REMTAVARES (S2013/MAE-2716 REMTAVARES-CM). Estos proyectos, actualmente en vigor, demuestran el interés científico e industrial del reciclaje de membranas y respaldarán su salto al mercado en un futuro próximo.
Referencias:
[1] http://idadesal.org/wp-content/uploads/2017/03/State-of-Desalination-Press-Release-IDA-and-GWI.pdf
[2] W. Lawler, Z. Bradford-Hartke, M.J. Cran, M. Duke, G. Leslie, B.P. Ladewig, et al.Towards new opportunities for reuse, recycling and disposal of used reverse osmosis membranes. Desalination, 299 (2012), pp. 103-112
[3] J.Landaburu-Aguirre, R.García-Pacheco, S.Molina, L.Rodríguez-Sáez, J.Rabadán, E.García-Calvo. Fouling prevention, preparing for re-use and membrane recycling. Towards circular economy in RO desalination. Desalination 393 (2016) pp.16-30
[4] http://www.desalwiki.che.unsw.edu.au/w/index.php/Membrane_end-of-life_(MemEOL)_Tool, (n.d.).
[5] García-Pacheco, R. and Landaburu, J. and Molina, S. and Rodríguez-Sáez, L. and Teli, S.B. and García-Calvo, E. (2015) Transformation of end-of-life RO membranes into NF and UF membranes: Evaluation of membrane performance. Journal of Membrane Science, 495. pp. 305-315. ISSN 03767388.
[6] S.Molina, R.García-Pacheco, L.Rodríguez-Sáez, E.García-Calvo, E.Campos, D.Zarzo, J.G.de la Campa, J.de Abajo, Transformation of end-of-life RO membranes into recycled NF and UF membranes, surface characterization, in: IDA World Congr., San Diego, California, 2015.
[7] P. Terrero, R. García-Pacheco, E. Campos Pozuelo, F.J. Rabadán, S. Molina, A. Ortiz de Lejarazu, M. Calzada, D. Zarzo. Transformation of end-of-life RO membrane into recycled NF and UF membranes: results of transformation process, in IDA World Congr., São Paulo, Brazil, 2017.
[9] http://invenes.oepm.es/InvenesWeb/detalle?referencia=P201630931