REUTILIZAR MÁS. DESPERDICIAR MENOS.

Por qué cada gota adicional importa en el tratamiento de agua de alta recuperación

Cada gota tiene un costo

La escasez mundial de agua está cambiando la forma en que las industrias consideran este recurso. En el pasado, el objetivo principal del tratamiento de agua era sencillo: utilizar el agua, tratarla y descargarla. Hoy, el desafío ya no se centra únicamente en el cumplimiento normativo. Cada vez cobra mayor importancia la eficiencia con la que pueden utilizarse, reutilizarse y preservarse los recursos hídricos limitados.

Según el Informe Mundial de las Naciones Unidas sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos 2024, aproximadamente la mitad de la población mundial experimenta una grave escasez de agua durante al menos una parte del año, mientras que la industria representa algo menos del 20 % de las extracciones mundiales de agua dulce.

Para las operaciones industriales, el agua conlleva un costo en cada etapa. Está el costo de obtener el agua, el costo de tratar las aguas residuales y, en los sistemas de descarga líquida cero (ZLD), el importante costo asociado con la evaporación y cristalización de las corrientes concentradas. El impacto económico del agua va mucho más allá del propio sistema de tratamiento.

En última instancia, el tratamiento de agua industrial se reduce a una pregunta: ¿cuánta agua puede reutilizarse y cuánta agua residual puede evitarse?

Una mayor reutilización plantea nuevos desafíos

Cuanto más avanzan las industrias en la reutilización del agua, más exigente se vuelve el desafío del tratamiento.

A medida que se recupera una mayor cantidad de agua como producto aprovechable, las sales y los componentes disueltos se concentran cada vez más en la corriente restante, lo que aumenta la presión osmótica, reduce la fuerza impulsora disponible para la producción de permeado e intensifica el ensuciamiento, la incrustación y la polarización por concentración cerca de la superficie de la membrana. En muchos sistemas, esto se traduce en mayores requisitos de presión, un mayor consumo de energía y una mayor complejidad operativa.

Los estudios sobre el tratamiento de concentrados de RO en sistemas ZLD han identificado la incrustación y el ensuciamiento como factores clave que afectan al consumo de energía, el flujo de permeado y el rendimiento general de los sistemas ZLD.

Sin embargo, este desafío también crea una oportunidad. Cada metro cúbico adicional de agua que se recupera en lugar de permanecer en la corriente de concentrado reduce el volumen de agua residual que pasa a las etapas posteriores y, en los sistemas avanzados de tratamiento, esta reducción suele traducirse directamente en menores costos operativos.

Dos tecnologías. Un objetivo.

Hacer frente a este desafío requiere más que una única tecnología de membranas.

Los sistemas de reutilización de agua se enfrentan a condiciones operativas muy diferentes a medida que el agua avanza a través del proceso de tratamiento. Las primeras etapas requieren estabilidad operativa y resistencia al ensuciamiento. Las etapas posteriores deben tratar corrientes cada vez más concentradas que llevan a los sistemas de membranas convencionales hasta sus límites.

Las investigaciones recientes sobre tecnologías de membranas para ZLD y MLD destacan la recuperación de agua, la gestión de salmueras, la eficiencia energética, el ensuciamiento y la incrustación entre las principales consideraciones para seguir avanzando en estos sistemas.

NanoH2O aborda estos desafíos mediante una cartera de tecnologías complementarias. NanoH2O™ MaxRO R está diseñado para ofrecer un funcionamiento fiable y eficiente en aplicaciones exigentes de reutilización de agua, mientras que NanoH2O™ UHP RO está diseñado para extender el tratamiento por membranas a corrientes altamente concentradas, donde la extracción adicional de agua puede reducir significativamente las necesidades de tratamiento posterior.

En conjunto, estas tecnologías permiten la recuperación de agua en múltiples etapas del proceso de tratamiento, ayudando a los operadores a maximizar el aprovechamiento del agua antes de que sea necesario proceder a su disposición final.

Diferentes aplicaciones. Diferentes condiciones operativas. Un objetivo: extraer más valor de cada gota de agua que entra en el sistema.

MaxRO R: el valor de un funcionamiento estable

Uno de los mayores costos ocultos en los sistemas industriales de reutilización de agua es la disminución imprevista del rendimiento. El aumento de la presión diferencial y el ensuciamiento provocan mayores presiones de operación, limpiezas más frecuentes, un mayor consumo de energía y una mayor carga operativa con el paso del tiempo.

NanoH2O™ MaxRO R combina un rechazo de sales estabilizado del 99,8 % con un espaciador de alimentación de 36 mil con presión diferencial ultrabaja (Ultra-Low Differential Pressure, ULD), pionero en la industria, diseñado para optimizar la hidráulica del canal de alimentación.

Al mejorar la hidráulica del canal de alimentación, el espaciador ULD ayuda a mantener una distribución de flujo más uniforme sobre la superficie de la membrana. Esto puede reducir las zonas estancadas donde tienden a acumularse los contaminantes y favorecer un funcionamiento más estable a lo largo del tiempo.

En pruebas internas, MaxRO R demostró una presión diferencial hasta un 60 % menor que los diseños de espaciadores convencionales. Esta ventaja también se confirmó en campo: en un proyecto industrial de reutilización de aguas residuales de semiconductores, MaxRO R mostró un aumento más lento de la presión diferencial y una menor tendencia al ensuciamiento en comparación con diseños convencionales de espaciadores de baja presión diferencial.

Esta ventaja se traduce directamente en un impacto operativo: una menor presión diferencial reduce la carga operativa, disminuye las necesidades de limpieza, contribuye a reducir el consumo de energía y favorece una mayor fiabilidad a largo plazo.

En última instancia, el valor de MaxRO R va más allá del rendimiento de la membrana: reside en ayudar a reducir el costo total de propiedad (TCO) de los sistemas de reutilización de agua mediante un funcionamiento estable y predecible.

UHP RO: reducción del costo del concentrado

A medida que las corrientes se vuelven cada vez más concentradas, surge un desafío diferente. Una vez que los sistemas de RO convencionales alcanzan sus límites prácticos de operación, el concentrado restante suele enviarse a procesos de tratamiento térmico, como evaporadores y cristalizadores, que a menudo se encuentran entre los componentes de mayor consumo energético e inversión de capital de un sistema ZLD.

Las investigaciones sobre el tratamiento de concentrados de RO industriales señalan que la evaporación-cristalización se utiliza ampliamente para alcanzar el ZLD, mientras que sus elevados requisitos energéticos pueden generar desafíos económicos y ambientales.

En muchos casos, el agua más costosa de todo el proceso de tratamiento ya no es el agua de alimentación. Es el concentrado que espera ser sometido a tratamiento térmico.

NanoH2O™ UHP RO está diseñado para abordar este desafío. A estos niveles de concentración, la presión osmótica puede acercarse a los límites prácticos de operación de los sistemas de RO convencionales. La operación a presión ultraalta proporciona la fuerza impulsora hidráulica adicional necesaria para continuar separando agua de corrientes que, de otro modo, requerirían tratamiento térmico directo.

Con presiones de operación de hasta 120 bar (1.740 psi), UHP RO extiende el tratamiento por membranas a corrientes ultraconcentradas, permitiendo extraer agua adicional antes de que sean necesarios los procesos térmicos.

También ofrece un rechazo de sales estabilizado del 99,85 %, un caudal de permeado de 8.500 GPD y 380 ft² de área activa de membrana, lo que lo convierte, considerando conjuntamente su tolerancia a la presión, rechazo y productividad, en uno de los productos UHP RO con las especificaciones más altas disponibles actualmente en el mercado. En pruebas comparativas de presión diferencial bajo diversas condiciones de flujo, también mostró una presión diferencial un 60 % menor que el elemento UHP RO de la competencia evaluado, lo que confirma que su ventaja va más allá de la clasificación de presión y se extiende a un funcionamiento estable y fiable.

Esta capacidad genera un valor que va mucho más allá del permeado adicional producido: su mayor impacto reside en reducir el volumen de concentrado.

Dado que los procesos térmicos suelen encontrarse entre las etapas de mayor consumo energético de un sistema ZLD, reducir el volumen de concentrado puede ayudar a disminuir el consumo de energía y las necesidades de tratamiento posterior.

Cada metro cúbico de agua recuperado aguas arriba puede reducir el caudal enviado a los sistemas de evaporación y cristalización aguas abajo, disminuyendo el consumo de energía y las necesidades de disposición final, reduciendo el tamaño de los equipos y mejorando la economía general de la planta.

De este modo, UHP RO aporta valor más allá del rendimiento de recuperación por sí solo: ayuda a reducir el volumen de agua enviado a la etapa más costosa del proceso de tratamiento.

Una visión integral del sistema

El tratamiento sostenible del agua industrial no puede definirse mediante un único indicador de rendimiento.

Un alto rechazo de sales importa. Una baja presión diferencial importa. Una alta producción de agua importa.

Desde el punto de vista técnico, maximizar el rendimiento del sistema requiere equilibrar la productividad de la membrana, el rechazo de sales, el control del ensuciamiento, la eficiencia hidráulica y las necesidades de tratamiento posterior, en lugar de optimizar un único parámetro de forma aislada.

Sin embargo, los clientes evalúan en última instancia el éxito a nivel de sistema: cuánta agua puede reutilizarse, cuánta agua residual puede reducirse, cuánta energía se consume y con qué eficiencia económica puede operar la planta.

Desde esta perspectiva, MaxRO R y UHP RO abordan diferentes partes de un mismo desafío. MaxRO R mejora la eficiencia operativa al minimizar las cargas asociadas al ensuciamiento y favorecer un funcionamiento estable a largo plazo. UHP RO mejora la economía del sistema al reducir el volumen de concentrado que requiere tratamiento térmico posterior.

En conjunto, ayudan a los operadores a aumentar el aprovechamiento del agua, reducir los residuos y mejorar la economía de los sistemas de tratamiento de alta recuperación.

Reutilizar más. Desperdiciar menos.

El futuro del tratamiento de agua industrial estará definido por cuánto valor puede extraerse de cada gota antes de que se convierta en residuo.

NanoH2O™ MaxRO R y UHP RO abordan diferentes desafíos a lo largo del proceso de tratamiento, desde la estabilidad operativa en los sistemas de reutilización de agua hasta la reducción del concentrado en aplicaciones ZLD y de descarga líquida mínima (MLD) de alta recuperación. En conjunto, ayudan a las instalaciones a maximizar el aprovechamiento del agua y, al mismo tiempo, reducir las cargas de tratamiento posteriores.

En los sistemas de alta recuperación, el éxito depende de dos factores que deben ir de la mano: cuánta agua se recupera y cuánto tratamiento costoso de aguas residuales se evita aguas abajo.

Más agua reutilizada. Menos aguas residuales generadas. Menos costos aguas abajo.

Reutilizar más. Desperdiciar menos.

Así es como NanoH2O contribuye a impulsar la próxima generación de tratamiento de agua de alta recuperación.

Explore las soluciones de alta recuperación de NanoH2O