Evaluación de la conversión de membranas de ósmosis inversa a membranas de ultrafiltración bajo distintas condiciones de diseño

Abstract

La creciente escasez de recursos hídricos, agravada por factores como el cambio climático y el aumento sostenido de la demanda de agua, plantea desafíos críticos en la gestión sostenible de este recurso. En este contexto, las membranas de osmosis inversa (OI) han desempeñado un rol fundamental en los procesos de desalación y tratamiento de aguas, pero su vida útil limitada genera miles de toneladas anuales de residuos sólidos a nivel mundial. Este problema no solo representa un impacto ambiental significativo, sino que también limita la sostenibilidad de los procesos en los que estas membranas son utilizadas. La presente investigación tiene como objetivo general evaluar la reconversión de membranas de osmosis inversa (OI) en desuso mediante un tratamiento combinado de ozonación y sonicación, como una alternativa a los procesos de oxidación convencionales, analizando su viabilidad bajo diferentes condiciones operativas, con el objetivo de reutilizarlas en aplicaciones de ultrafiltración (UF). Para ello se comparan diversos tratamientos para la reconversión de dichas membranas, además de evaluar el desempeño de las membranas recicladas en términos de su permeabilidad y remoción de turbidez a distintas condiciones de operación, y analizar la morfología superficial y transversal de las distintas membranas recicladas a nivel microscópico mediante microscopía electrónica de barrido (SEM, por sus siglas en inglés) para examinar las alteraciones estructurales inducidas por los tratamientos oxidativos. The growing scarcity of water resources, driven by factors such as climate change and the sustained increase in water demand, poses critical challenges to the sustainable management of this vital resource. In this context, reverse osmosis (RO) membranes have played a fundamental role in desalination and water treatment processes. However, their limited life cycle generates thousands of tons of solid waste annually. This issue not only represents a significant environmental impact but also limits the sustainability of the processes in which these membranes are utilized. The main objective of this study is to evaluate the reconversion of end-of-life reverse osmosis (RO) membranes through a combined ozonation and sonication treatment as an alternative to conventional oxidation processes, analyzing its viability under different operating conditions for their reuse in ultrafiltration (UF) applications. The specific objectives include comparing various treatments for membrane reconversion, evaluating the performance of recycled membranes in terms of permeability and turbidity removal under different operating conditions, and analyzing the surface and cross-sectional morphology of the recycled membranes at microscopic level using scanning electron microscopy to examine structural alterations induced by oxidative treatments.