El principio común
Una membrana es una barrera semipermeable con poros o con una estructura densa que discrimina por tamaño. Se aplica presión de un lado, el agua pasa y lo retenido se queda o se arrastra en una corriente de rechazo.
Casi todos los sistemas industriales operan en flujo cruzado: el agua corre en paralelo a la superficie de la membrana en lugar de perpendicular a ella. Esa corriente tangencial barre continuamente lo que se acumula y evita que la membrana se colmate de inmediato, que es lo que pasaría en filtración frontal.
La diferencia entre las cuatro tecnologías es el tamaño de lo que retienen, y esa diferencia arrastra todo lo demás: la presión necesaria, el consumo energético, la vida útil y el pretratamiento exigido.
Las cuatro escalas
Valores orientativos; el corte real depende del fabricante y la configuración.
| Microfiltración (MF) | Retiene partículas, sólidos suspendidos, bacterias y quistes. Corte del orden de 0.1 a 10 micras. Presión baja. |
|---|---|
| Ultrafiltración (UF) | Todo lo anterior más virus, coloides y macromoléculas. Corte del orden de 0.01 a 0.1 micras. Presión baja a moderada. |
| Nanofiltración (NF) | Retiene además dureza, sulfatos y materia orgánica disuelta; deja pasar buena parte de los monovalentes. Presión moderada. |
| Ósmosis inversa (RO) | Rechaza la mayoría de las sales disueltas, incluidos los monovalentes. Presión alta, que crece con la salinidad. |
Por qué casi nunca se usa una sola
Un tren típico de agua de proceso combina filtración convencional, ultrafiltración y ósmosis inversa. No es redundancia: cada etapa existe para proteger a la siguiente.
La ósmosis inversa es la más cara de operar y la más delicada. Alimentarla con agua que trae sólidos, coloides y carga biológica la ensucia en semanas. La ultrafiltración se pone adelante justamente para entregarle un agua con SDI bajo y constante, y esa inversión se recupera en vida de membrana y en limpiezas evitadas.
La lógica es la misma en cualquier tren: lo barato y robusto adelante, quitando la carga gruesa; lo caro y delicado atrás, trabajando sobre agua ya acondicionada.
Cómo se ensucian y qué hacer
Ensuciamiento coloidal
Partículas finas que se depositan en la superficie. Se previene con pretratamiento y se mide con el SDI del agua de alimentación.
Incrustación mineral
Sales que precipitan al concentrarse en el rechazo. Se controla con antiincrustante y limitando la recuperación al techo que la química del agua permite.
Ensuciamiento biológico
Biofilm que crece sobre la superficie. Se controla con desinfección aguas arriba —cuidando la descloración antes de la membrana— y con limpiezas alcalinas.
Ensuciamiento orgánico
Materia orgánica natural y tensoactivos que se adhieren. Se reduce con coagulación y carbón activado en el pretratamiento.
Preguntas frecuentes
- ¿Una membrana quita todo?
- Depende de la escala. La microfiltración y la ultrafiltración retienen partículas y microorganismos pero dejan pasar todo lo disuelto. Solo la nanofiltración y la ósmosis inversa actúan sobre sales, y ni siquiera la RO retiene gases disueltos como el CO₂.
- ¿Filtración frontal o flujo cruzado?
- El flujo cruzado es el estándar en aplicaciones industriales continuas porque la corriente tangencial barre lo acumulado y permite operar más tiempo entre limpiezas. La filtración frontal se usa en cartuchos y en algunos módulos de UF con retrolavado frecuente.
- ¿Se pueden limpiar las membranas o hay que cambiarlas?
- Se limpian, y hacerlo a tiempo es lo que define su vida útil. El reemplazo se decide por desempeño normalizado: cuando las limpiezas dejan de recuperar el flujo y el rechazo, el deterioro ya es irreversible.
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