La destilación por membrana separa mediante una membrana hidrófoba y microporosa. El agua líquida no puede atravesarla, pero el vapor sí. Manteniendo una diferencia de temperatura entre ambas caras se crea una diferencia de presión de vapor, y esa diferencia es la que mueve el proceso: el agua se evapora en la cara caliente, el vapor cruza los poros y condensa en el lado frío.
Como solo pasa vapor, el agua producida queda prácticamente libre de sales y de cualquier compuesto no volátil. Su límite es el contrario: los compuestos volátiles sí pasan.
Lo que distingue a cada configuración
El principio es siempre el mismo. Lo que cambia es cómo se retira el vapor y dónde condensa, y de ahí se derivan diferencias importantes en rendimiento y en consumo.
Contacto directo (DCMD)
El líquido frío está en contacto directo con la otra cara de la membrana. El vapor la atraviesa y condensa inmediatamente en ese líquido.
Es la configuración más sencilla y la más utilizada en ensayos. Su inconveniente es la pérdida de calor por conducción a través de la propia membrana: parte de la energía térmica pasa al lado frío sin haber evaporado nada, lo que penaliza el rendimiento energético.
Con espacio de aire (AGMD)
Entre la membrana y la superficie de condensación se deja una cámara de aire. El vapor la atraviesa y condensa sobre una placa fría.
Esa cámara actúa como aislante y reduce mucho la pérdida de calor por conducción, lo que mejora el rendimiento energético. A cambio, el aire añade resistencia al paso del vapor y el caudal de agua producida es menor.
Es la configuración habitual en equipos comerciales, por su equilibrio entre ambos efectos.
Con vacío (VMD)
Se aplica vacío en el lado del permeado. La reducción de presión aumenta la fuerza impulsora y elimina prácticamente la pérdida por conducción.
Da los caudales más altos, pero requiere sistema de vacío y condensación externa, con el consumo y la complejidad que eso añade.
Con gas de arrastre (SGMD)
Un gas inerte circula por el lado del permeado arrastrando el vapor hacia un condensador externo.
Combina baja pérdida por conducción con buena renovación del vapor, pero exige manejar un caudal de gas y un condensador aparte, lo que limita su uso a aplicaciones concretas.
Variantes con recuperación de calor
Configuraciones como la de espacio de permeado (PGMD) o la multiefecto con vacío (V-MEMD) buscan recuperar internamente el calor latente de condensación para precalentar la alimentación.
Es donde se concentra el desarrollo, porque el rendimiento energético del conjunto depende sobre todo de cuánto calor se reaprovecha.
Qué aporta frente a la ósmosis inversa
- Trabaja a presión próxima a la atmosférica, frente a las presiones elevadas de la ósmosis inversa de agua de mar. Eso simplifica la instalación mecánica.
- Aprovecha calor a baja temperatura, en un rango en el que el calor residual suele considerarse inaprovechable, y es compatible con solar térmica.
- Tolera salinidades muy altas. Su fuerza impulsora es térmica y no osmótica, así que no se topa con el límite que detiene a la ósmosis inversa. De ahí su interés para concentrar salmueras y reducir el volumen de rechazo.
- Buena retención de compuestos no volátiles, dando un agua producida de muy baja conductividad.
Sus límites
Conviene no presentarla como una alternativa general a la ósmosis inversa, porque no lo es.
El problema técnico principal es el humedecimiento de la membrana: cuando el agua líquida acaba penetrando en los poros, la separación se pierde y el proceso deja de funcionar. Lo favorecen los tensioactivos, los compuestos orgánicos y el propio envejecimiento del material.
A eso se suma que el caudal por unidad de superficie es bastante menor que en ósmosis inversa, lo que se traduce en más superficie de membrana para el mismo caudal.
Y una precisión sobre el coste: la destilación por membrana solo resulta competitiva cuando el calor es prácticamente gratuito. Si hay que producirlo, la ósmosis inversa con recuperación de energía sale mejor.
Dónde encaja
Concentración de salmueras y reducción de volumen de rechazo, tratamiento de efluentes muy cargados, aplicaciones acopladas a un proceso con calor residual estable, y concentración de disoluciones en industria alimentaria y química donde interesa trabajar a baja temperatura.
Su estado de madurez es de escala piloto y aplicaciones de nicho, con desarrollo activo en materiales de membrana.
Puede consultar nuestras soluciones de desalación o escribirnos con los datos de su emplazamiento, incluida la disponibilidad de calor residual.
