La vida útil aproximada de una mem-brana puede variar entre 3 y 10 años.Esto está directamente relacionado y

depende directamente de varios factores:operación en condiciones adecuadas, moni-toreo y detección oportuna de ensuciamien-tos e incrustaciones, correcta selección y do-sificación del anti-incrustante, reducción enla frecuencia de limpiezas necesarias y usode procedimientos de limpieza apropiados.

Cuando ocurren incrementos en el diferen-cial de presión, incrementos en el paso desales o una reducción en la producción depermeado, es un indicio de ensuciamientoo incrustación en la membrana. En algunoscasos una limpieza estándar de bajo y altopH resolverá el problema. Sin embargo,cuando la limpieza no es efectiva o las in-crustaciones/ensuciamientos regresan repe-tida y frecuentemente, es necesario llevar acabo una autopsia de membrana.

Las autopsias de membrana se hacen paraayudar a determinar los tipos específicos deensuciamiento e incrustaciones en la super-ficie de la membrana. Esto es esencial paraprevenir problemas futuros donde el ensu-ciamiento/incrustación ocurre con frecuen-cia y un protocolo normal de limpieza no lo-gra buenos resultados.

Las autopsias también se emplean para iden-tificar daños estructurales, ataques químicos eincluso defectos de fabricación. Una vez revi-sados los resultados de la autopsia, se pue-den tomar medidas preventivas para evitar larecurrencia de los mismos problemas.

Los principales tipos de incrustaciones en-contrados en las autopsias de membranasson: CaCO3, CaSO4, BaSO4, SrSO4, SiO2,CaPO4 y CaF, entre otras.

Los ensuciamientos pueden ser de dos ti-pos: inorgánicos y orgánicos. Los ensucia-mientos inorgánicos más comunes son hi-dróxidos de aluminio, hidróxidos de hierro,limo, arcilla y otros coloides. Los ensucia-mientos orgánicos consisten típicamente depelícula biológica, materia en descomposi-ción, microorganismos muertos, aceites, gra-sas, hidrocarburos y/o compuestos quími-cos sintéticos tales como floculantes catióni-cos usados en pretratamientos.

Procedimiento

Para llevar a cabo una autopsia de membra-na es importante tener en cuenta la deter-minación del elemento a evaluar. En casosdonde se sospecha que existen incrustacio-nes en la membrana, se deben evaluar losúltimos elementos de la segunda etapa.Esto es debido a que el agua se concentramás en el último elemento, donde es másfactible que ocurra sobresaturación.

En caso de ensuciamiento, se evalúan lasprimeras membranas de la primera etapaya que los ensuciamientos siempre se in-troducen como sólidos suspendidos. Sinembargo, algunas suciedades inorgánicastales como hierro y aluminio pueden preci-pitar debido a la sobresaturación del últimoelemento, pero usualmente tendrá la con-centración más alta en la alimentación. Enmuchos casos, una membrana tendrá múl-tiples capas de ensuciantes e incrustacio-nes que forman una matriz completa dedepósitos haciendo que la limpieza seamuy complicada.

American Water Chemicals (AWC) reúne lamayor información posible de la operacióndel sistema, incluyendo análisis del agua dealimentación, condiciones y/o parámetrosde operación, métodos y frecuencia de laslimpiezas químicas.

American Water Chemicals (AWC) usa lasespecificaciones técnicas del fabricante demembranas como línea de referencia parael desempeño óptimo de la membrana.Una vez identificada toda la información ne-cesaria, nuestros técnicos especializadosproceden con las diferentes pruebas de laautopsia para poder llegar a la conclusión fi-nal, la cual es suministrada junto con todos

los detalles de la autopsia en un reporte conla interpretación de los resultados.

Muchas compañías entregan reportes enlos cuales dan información de EDS, SEM yotras pruebas que no son muy significati-vas, mientras otras compañías cuentan conla suficiente experiencia para proporcionarno solo los resultados encontrados, sinotambién una solución para resolver los pro-blemas y evitar repetirlos nuevamente en elfuturo. Es por esto que es tan importantecontar con una compañía que tenga la últi-ma tecnología y la capacidad de no solo lle-var a cabo las pruebas necesarias, sino deofrecer además una interpretación al pro-blema, especificando lo que está pasandoen la membrana; dando el tipo de incrusta-ción/ensuciamiento especifico medianteavanzados procesos analíticos sin tener queadivinar o imaginar.

Los que sigue a continuación son las prue-bas que se llevan a cabo en las autopsias demembranas:

Inspección externa

Una vez recibida la membrana, se procedea evaluar las condiciones en que fue mane-jada y transportada para garantizar que nohaya sufrido daños adicionales antes de lle-gar al laboratorio de autopsias. A continua-ción se hace una inspección en la que seidentifican daños o defectos en el envoltoriode fibra de vidrio de la membrana, el sellode la salmuera, el aparato de anti-telescopa-miento (ATD) y el tubo de permeado. Segui-damente se hacen las siguientes pruebas: • Medida de peso: Las membranas con in-

crustaciones son más pesadas que lasmembranas limpias. Las medidas de pesodan una idea sobre la gravedad de las in-crustaciones y el potencial de daño estruc-tural de la membrana.

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DesalaciónDesalación

Autopsia de membranas: El primer pasopara reveler la raíz de los problemasen las membranas

Liliana Muñoz, American Water Chemicals, Inc.

Imagen de incrustación recogida de la autopsia demembrana, magnificada x1000

Incrustaciones en la membrana

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• Prueba de burbujas: Consiste en aplicaruna solución surfactante a la membrana ypresurizar levemente con aire desde ellado del permeado. La formación de bur-bujas es una clara indicación de fugas es-pecíficas.

Inspección interna

En esta fase se corta y se abre la membra-na, se desenrolla y se procede con las si-guientes pruebas: • Inspección visual: Esta prueba es realizada

para localizar defectos y/o daños en la su-perficie de la membrana, el espaciador dealimentación, las líneas de pega y el espa-ciador de permeado.

• Prueba de tintura: Una solución tinturadase aplica a uno de los lados de la membra-na para determinar si la integridad de lamisma ha sido comprometida por dañosmecánicos u oxidantes.

• Pérdida por ignición: Consiste en calentarla muestra recolectada de la membrana atemperaturas elevadas para volatilizar cual-quier elemento orgánico presente; la can-tidad de pérdida de peso se puede corre-lacionar directamente al contenido de or-gánicos en la muestra.

• Prueba Fujiwara: Su objetivo es determinar sila membrana ha sido expuesta a halógenos.Esta prueba detecta la presencia de com-puestos halógenos con enlaces orgánicos.

• Prueba de Reacción de la Actividad Biológi-ca (BART): Este es un método efectivo paramonitorear el tamaño de la población y laactividad de grupos de bacterias específicos;particularmente las ferro-bacterias (IRB), lasbacterias sulfato-reductoras (SRB) y las bac-terias aeróbicas heterotróficas (HAB).

• Prueba ácida: Se aplica HCl en los cristaleso los depósitos de la superficie de lamembrana. Cuando hay CaCO3 presentese forman burbujas en la superficie de lamuestra debido a la evolución de gas CO2.

• Prueba de solubilidad química: Identificalas propiedades químicas de los ensu-ciamientos e incrustaciones recolecta-das de la superficie de la membrana.Esta prueba solo se puede llevar a cabosi hay suficiente cantidad de ensucia-miento o incrustación presente. Tam-bién es muy útil para determinar si elquímico limpiador va a disolver la incrus-tación o ensuciamiento.

• Microscopio de Escaneo Electrónico: El aná-lisis SEM es utilizado para determinar la to-pografía, la morfología y la orientación de lacristalografía de la muestra. El SEM muestraimágenes tridimensionales muy detalladas,con un aumento mayor que el que se con-sigue con un microscopio óptico.

• Espectroscopio de Energía Dispersiva (EDS):El análisis EDS es un procedimiento están-dar para identificar y cuantificar la composi-ción elemental de áreas de muestra hastacon tamaño tan pequeño como de algunosmicrómetros cúbicos. El material de muestraes bombardeado con electrones de un SEMy los rayos X producidos son medidos conun espectroscopio de rayos X. Cada elemen-to tiene una longitud de onda característica ypuede ser identificado por ésta.

• Espectrometría Infrarroja con Transformadade Fourier (FTIR): Permite identificar los di-ferentes tipos de vínculos químicos (gruposfuncionales). La longitud de onda de la luzabsorbida es característica del vínculo quí-mico. El espectro de un material desconoci-do puede ser identificado al ser comparadocon una librería de compuestos conocidos.

• Difracción de Rayos X (XDR): Es usadapara diferenciar entre materiales amorfos ycristalinos e identificar el tipo de cristal y laestructura de éste. Da una visión más pro-funda del incrustante/ensuciante que pue-de estar presente en la membrana.

• Evaluación de hoja plana: Se cortan pequeñas piezas de la membrana y seevalúan la tasa de flujo y el rechazo, loscuales son monitoreados y comparadoscon una membrana limpia. Esta evaluaciónnos permite determinar la condición de la

membrana y determinar el proceso de lim-pieza apropiado.

La evaluación y los estudios de limpieza deelementos individuales es una alternativa nodestructiva a la autopsia de membrana. Eneste caso, una membrana representativa delpeor caso de ensuciamiento o incrustación seenvía al laboratorio de autopsia de membra-nas. Usualmente debe ser un elemento delfrente en la primera etapa y/o un elementofinal de la segunda etapa. La membrana seevalúa usando la prueba húmeda de acuerdocon las especificaciones del fabricante. Se ob-tienen la conductividad y el flujo del permea-do y se comparan con los resultados de eva-luación de control de calidad del fabricante.

La membrana se carga en la estación de lim-pieza, en la que se llevan a cabo varios pro-cedimientos de limpieza usando una varie-dad de químicos para determinar la mejorcombinación. La selección del químico lim-piador se puede basar en la incrustación/en-suciamiento sospechado de acuerdo con elanálisis de agua de alimentación y las pro-yecciones de incrustaciones, o también sepuede basar en los resultados de la autopsiade membrana cuando esta esté disponible.La membrana se evalúa nuevamente paradeterminar el alcance del éxito del químicolimpiador y el procedimiento llevado a cabo.

Las autopsias de membranas permiten puesuna evaluación de la condición de la mismapara identificar y solucionar problemas quese estén presentando, llevar a cabo una re-visión del anti-incrustante así como la dosifi-cación del mismo, y realizar la valoración delpretratamiento, entre otros.

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DesalaciónDesalación

Inspección visual de la membrana

Análisis EDS

Análisis SEM

Prueba de tintura Equipo empleado para la realización de evaluacionesy estudios de limpieza de elementos individuales

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