Limpieza de membranas OI y NF: soluciona fouling e incrustaciones

Mantener limpios los elementos filtrantes es algo esencial en el proceso de depuración y desmineralización de aguas. Las membranas de ósmosis inversa (OI) y de nanofiltración (NF) consiguen eliminar gran parte de los contaminantes presentes en el agua de alimentación (agua bruta que entra al sistema), convirtiéndose en uno de los medios más eficaces. Es por ello que resulta esencial mantenerla libre de suciedad, realizando limpiezas químicas periódicas. 

Los dos principales factores que causan obstrucciones en la membrana son el ensuciamiento (también conocido como fouling) y las incrustaciones (scaling). 

El fouling puede originarse por compuestos biológicos, orgánicos, coloidales, partículas en suspensión o vertidos de aceites y grasas. Las incrustaciones, por su parte, se deben a la precipitación de sales sobre la superficie de la membrana, obstruyéndola e impidiendo así el paso del agua a través de ella. En ambos casos, la membrana se ve afectada de tal forma que su vida útil y eficiencia disminuyen de forma notable. En este artículo nos enfocamos en ambos aspectos, y presentamos distintos productos de la gama Genesol como solución específica según el tipo de ensuciamiento.

El biofouling es un tipo de ensuciamiento asociado a la adhesión de microorganismos sobre las membranas, donde forman biopelículas que afectan negativamente su rendimiento. Su formación se debe tanto a la presencia de microorganismos como al entorno del agua de alimentación. Los microorganismos presentes actúan como agentes iniciales del biofouling. Son atraídos hacia la superficie de la membrana por fuerzas de diversa índole (fuerzas electrostáticas, de Van Der Waals, etc), que, al inicio, son débiles, lo que provoca que los microorganismos se puedan adherir y más tarde despegarse y así sucesivamente. 

Con el tiempo, si existen condiciones favorables y disponibilidad de nutrientes como carbono, oxígeno, nitrógeno o fósforo, los microorganismos proliferan. Durante este proceso, desarrollan mecanismos de adhesión más fuertes, como la producción de flagelos o la secreción de sustancias adhesivas. Estos compuestos forman una matriz compleja de polisacáridos, proteínas, ácidos nucleicos y lípidos, que funciona como estructura polimérica adherente sobre la superficie de la membrana.

Además, hay otros factores que deben tenerse en cuenta, como la temperatura o el pH del agua. Cada tipo de microorganismo tiene un rango de temperatura óptimo para su crecimiento, pero, en general, las temperaturas cálidas favorecen la multiplicación celular. En cuanto al pH, cada tipo de microorganismo se desarrolla a un pH distinto, por lo que una desviación significativa de su rango de pH de población puede inhibirlas o incluso provocar su inactivación, lo que hace del pH un factor determinante en la limpieza de membranas; por esta razón y como se verá más adelante, existen limpiadores tanto ácidos como alcalinos. 

El diseño y la naturaleza de la membrana también juegan un papel crucial en la aparición de este biofouling; en áreas donde el agua se mueva con un flujo lento (como pueden ser las esquinas de los elementos de las membranas) los microorganismos se asentarán con mayor facilidad, así como en las superficies rugosas, ya que ofrecen un mayor número de puntos de anclaje. Además, la atracción o repulsión de la membrana al paso del agua puede influir en la adhesión inicial de diversos tipos de microorganismos a la superficie.

Las incrustaciones representan uno de los principales desafíos en el mantenimiento de las membranas. Son responsables de la formación de capas duras en la superficie de la membrana que, en ocasiones, resultan difíciles de eliminar. Por ello, es importante elegir el limpiador de membrana que se ajuste a cada tipo de incrustación dada.

El objetivo de la ósmosis es separar las sales y otros contaminantes del agua, permitiendo que el agua pura pase a través de la membrana y concentrando los posibles contaminantes en la corriente de rechazo, por lo que a medida que el agua va fluyendo por la membrana, las sales se acumulan cada vez más en el lado de entrada del agua de alimentación. Cuando la concentración de sales supera su límite de solubilidad en el agua, estas precipitan sobre la membrana, generando incrustaciones que afectan negativamente su rendimiento. Las incrustaciones de origen inorgánico pueden ser de muy diversa índole, siendo las más comunes el carbonato y sulfato de calcio, la sílice, aluminosilicatos y los óxidos e hidróxidos metálicos si existen metales disueltos en el agua de alimentación. 

Por su parte, las incrustaciones orgánicas se deben principalmente a la acumulación en la superficie de materia de base carbono como polisacáridos, lípidos o proteínas. La materia orgánica se ve atraída hacia la membrana a causa de las interacciones electrostáticas presentes y de las fuerzas de Van der Waals, que actúan entre átomos eléctricamente neutros. Esta interacción da lugar a la adsorción de dichas moléculas sobre la superficie de la membrana. A medida que esta materia se adsorbe, se va formando una capa porosa que actúa como barrera para el paso del agua de alimentación, por lo que la vida útil y eficiencia de la membrana se ven notablemente afectadas.

En Depuración Agua se encuentran disponibles diversos productos de la gama Genesol, diseñados específicamente para realizar limpiezas químicas que disuelvan de forma sencilla y efectiva tanto el fouling como el scaling presentes en la superficie de la membrana, alargando así su vida útil y eficiencia. Es importante destacar que, para escoger el producto adecuado, se debe conocer con exactitud a qué tipo de ensuciamiento hay que hacer frente, por lo que es esencial realizar un análisis químico de los posibles sedimentos antes de empezar con la limpieza.

En este sentido, para combatir el biofouling, desde Depuración Agua se recomienda adicionar Genesol 80 en limpieza fuera de línea (off-line) en una concentración del 2% en volumen. También puede aplicarse en línea, según las recomendaciones del fabricante y el nivel de biofouling acumulado. Además, Genesol 32 también resulta eficaz contra la aparición de biofouling, ya que es un biocida de alto espectro que puede aplicarse off-line durante 6-8 horas o en línea (durante el funcionamiento), según recomendación del fabricante y nivel de biofouling acumulado.

Por otra parte, para poder eliminar incrustaciones, desde Depuración Agua se recomiendan varios productos según la problemática a solucionar:

• Genesol 37: formulado especialmente para la eliminación de los depósitos de hierro y aquellos depósitos orgánicos de difícil limpieza.
  
  
• Genesol 721: se trata de un limpiador ácido cuyo principio activo se enfoca en la eliminación de los óxidos metálicos, el aluminio y el carbonato cálcico. Es apto tanto para membranas de ósmosis reversa como de ultra y nanofiltración.
  
  
• Genesol 704: es un limpiador alcalino (básico) de uso general que es capaz de eliminar tanto depósitos inorgánicos, como pueden ser los aluminosilicatos, como orgánicos como bacterias, hongos y algas, por lo que, además, combate efectivamente el biofouling.

El correcto mantenimiento de las membranas mediante productos de limpieza química específicos es clave para preservar la eficiencia y prolongar la vida útil de los sistemas de ósmosis inversa y nanofiltración. Identificar el tipo de ensuciamiento —ya sea fouling, biofouling o incrustaciones inorgánicas u orgánicas— permite aplicar soluciones dirigidas, como las que ofrece la gama Genesol. Apostar por el limpiador adecuado no solo mejora el rendimiento del sistema, sino que también reduce costes operativos a largo plazo. Para una selección precisa, se recomienda realizar siempre un análisis previo de los sedimentos.

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