Los investigadores de KAUST han desarrollado un revestimiento removible que se puede utilizar para limpiar membranas de desalinización. El revestimiento no tóxico podría proporcionar una alternativa más segura y eficiente a los productos químicos nocivos que se utilizan para limpiar los sistemas de ósmosis inversa para la desalinización de agua de mar.

El proceso de desalinización por ósmosis inversa utiliza presión para filtrar el agua de mar a través de una membrana semipermeable para producir agua potable fresca. Si bien la técnica es más eficiente energéticamente que otros enfoques de desalinización, su rendimiento puede verse obstaculizado por el crecimiento de bacterias y otros microorganismos en la superficie de la membrana.

"Esta biopelícula crea una capa que no permite que el agua pase tan fácilmente, "dice María Fernanda Nava-Ocampo, un doctorado estudiante bajo la supervisión de Johannes Vrouwenvelder. "Uno de los mayores problemas de todos los métodos actuales para controlar la bioincrustación es que no eliminan por completo la biopelícula del sistema de membranas, resultando en un ensuciamiento permanente. Esto provoca un elevado consumo de energía y la eliminación de sustancias químicas de control en el mar ".

Mientras que otros recubrimientos suelen estar hechos de productos químicos nocivos, el nuevo recubrimiento de polielectrolito evita la necesidad de que los conectores tóxicos se adhieran a la membrana. También se puede eliminar de forma segura del sistema con salmuera y un mayor flujo, dejando la superficie de la membrana libre de biopelícula.

"La ventaja de nuestro recubrimiento es que se adhiere a la superficie mediante interacciones electrostáticas, para que no tengamos que utilizar productos químicos, ", dice Nava-Ocampo." Tampoco tenemos que pretratar la membrana para recubrirla. La membrana permanece en el sistema y simplemente pasamos el recubrimiento a través del mismo flujo de corriente que se usa para la desalinización ".

El equipo probó el recubrimiento que crearon utilizando un simulador de ensuciamiento de membranas, un pequeño dispositivo que imita las condiciones de las plantas desaladoras por ósmosis inversa. Hicieron circular el recubrimiento a través del sistema cinco veces para establecer capas en la superficie de la membrana y agregaron nutrientes biodegradables para estimular el crecimiento de biopelículas.

Después de ocho días, los investigadores enjuagaron el sistema con un fuerte flujo de solución salina durante 24 horas para quitar el recubrimiento. El equipo comparó el rendimiento de la membrana recubierta con un control sin recubrimiento.

Utilizando microscopía electrónica de transmisión, los investigadores encontraron que el recubrimiento permanecía estable en agua salada, haciéndolo apto para la desalación de agua de mar. Al aumentar la fuerza del flujo de agua y la salinidad del agua, el equipo pudo eliminar con éxito el recubrimiento y la biopelícula adherida de la membrana.

Después de este proceso de limpieza, el flujo de líquido a través de la membrana revestida fue dos veces mayor que el del control no revestido.

"Esto demostró que nuestra técnica tiene un mejor potencial de limpieza, ", dice Nava-Ocampo." El siguiente paso es hacerlo más eficiente y duradero a mayor escala ".