El uso de las membranas es ampliamente difundido en las industrias para separación y filtración de fluidos a niveles microscópicos y moleculares. Por ejemplo la producción de hidrogeno es mediante separación de gases provenientes de procesos catalíticos, las técnicas convencionales de separación tales como adsorción y destilación criogénica son procesos que demandan gran cantidad de energía, la tecnología de membranas es una alternativa para reducir estos requerimientos energéticos. Estudio han desarrollado membranas ultra delgadas con el potencial de filtrar 400 veces más rápido que las membranas comerciales. Estos estudios han sido recientemente publicados por el centro de materiales de la petrolera británica BP, cuyo interés es producir agua con menor salinidad a la misma velocidad convencional utilizando menos membranas, lo cual significa la posibilidad de instalar plantas de desalinización pequeñas y de menor peso obteniendo beneficios significativos en un ambiente offshore.
Los nuevos hallazgos están relacionados con la independización de la capa de separación y soporte, variación de la morfología de la capa de separación y la utilización de soportes muy delgados producto de la independización. La capacidad para fabricar la capa de separación independiente conlleva a la posibilidad de hacer películas muy delgadas, y cuanto más delgada sea la película, más permeable será. La variación de la morfología significa que se puede crear una película con una superficie arrugada en lugar de una superficie lisa, esto incrementaría la superficie disponible para que las moléculas penetren y se muevan a través de la película. La tercera ventaja es la disponibilidad de elección sobre los materiales utilizados para la capa de soporte.
Figura 1. BP International Centre for Advanced Materials tiene dentro de sus programas el desarrollo de las membranas ultra delgadas.
Figura 2. A la izquierda se muestra una membrana convencional que permite el paso de algunas moléculas mientras otras retornan, a la derecha se muestra la nanofilm membrane que permite el paso de una mayor cantidad de moléculas.
Comentario
Si bien la tecnología fue probada a nivel laboratorio, el uso industrial es la expectativa a corto plazo ya que en un futuro tendrá potencial para reemplazar procesos de separación que consumen grandes cantidades tales como: producción de hidrogeno, oxigeno, proceso de evaporación y refinación del petróleo.
Referencia
[1] A. Livingston, «Ultra Thin Membranes,» BP, 2016.
