Descripció del projecte
El projecte aborda la tecnologia de membranes en alça les darreres dècades i que actualment està molt estesa la seva implementació. La tecnologia de membranes engloba dos grans aspectes, per un costat el procés de fabricació de la membrana i per l’altra la seva operació per tal de garantir el seu bon funcionament i durabilitat.
Les membranes són barreres físiques semi impermeables que degut a la porositat de la membrana poden separar, concentrar o millorar la qualitat del producte. El funcionament de la tecnologia ve condicionat per la configuració i tipologia de la mateixa i per les característiques pròpies del material en el procés de fabricació.
Les configuracions més habituals són membrana plana, de fibra buida o tubular. I serà en funció de l’ús que se’n vulgui fer que s’usaran unes o les altres. Tanmateix, les membranes poden treballar a diferents condicions en funció de la configuració del bioreactor. Poden treballar submergides, o de forma externa.
Actualment són part fonamental de molts processos de tractament d’aigües, processos alimentaris i en bioprocessos. Tot i això, les membranes estan limitades a causa del seu embrutiment i colmatació que pateixen en el mateix procés de filtració. L’embrutiment de les membranes condiciona per un costat les accions correctives per minimitzar l’efecte de l’embrutiment i l’altre la vida útil de les mateixes. Tanmateix, darrerament s’estan avaluant membranes amb capacitat de conduir corrent elèctric. Les membranes conductores es basen en el mateix principi que les comentades anteriorment, amb la diferència que poden conduir i distribuir un potencial elèctrica través de tota la superfície de membrana que provoca un augment dràstic en la densitat de càrrega (tant positiva com negativa). Aquest augment de densitat de càrrega aporta diferents beneficis que mitiguen les limitacions de les membranes actuals.
Els beneficis més rellevants que aporta l’augment de densitat de càrrega són la repulsió electrostàtica entre la superfície de la membrana i bacteris, partícules i macromolècules (reduint la colmatació o saturació), possibilitat d’utilitzar la membrana per a reaccions electroquímiques que transformen/degraden contaminats orgànics i inorgànics (eliminar contaminats tòxics), indueixen el moviment electroforètic de petits components (iònics) que poden pertorbar la formació de cristalls a la superfície de la membrana, major versatilitat ens els processos de filtratge i concentració i, per últim, permeten reduir el cost energètic emprat en els processos. L’ús de membranes conductores obre la porta a una recerca innovadora amb un nínxol de mercat altament atractiu i potencialment molt heterogenis. Fet que incentiva a avaluar les capacitats d’aquestes membranes per millorar la tecnologia de membranes i fer un pas endavant a la quota de mercat pel tractament d’efluents líquids.
L’objectiu principal del projecte és el desenvolupament (i validació) de membranes conductores pel tractament d’efluents líquids. Per tal d’assolir aquest objectiu s’han definit els següents objectius secundaris. – Procés de polimerització amb reactius elèctricament actius – Caracterització de la capacitat de filtració de la membrana – Caracterització electroquímica de les membranes – Avaluació de l’operativa de la membrana en un entorn industrial rellevant – Integració de membranes conductores en sistemes bioelectroquímics Per dur a terme el projecte s’ha definit una metodologia que englobarà les següents tasques: – Tasca 1: Revisió bibliogràfica sobre l’estat de l’art de la tecnologia: de la fabricació a l’aplicació. – Tasca 2: Polimerització i assemblatge de membranes conductores – Tasca 3: Avaluació de les capacitats de filtració (testos de criticalitat, permeabilitat, flux crític, etc…) – Tasca 4: Caracterització electroquímica de membranes conductores – Tasca 5: Prova de concepte de la integració de membranes conductores en sistemes bioelectroquímics – Tasca 6: Estudi dels nínxols de mercat potencials: del tractament d’aigües a les bio-refineries – Tasca 7. Comunicació i disseminació: divulgació científica, publicacions, patents, congressos.
