Monitorización del fouling en superficies poliméricas utilizando QCM-D y SPR

Abstract

De acuerdo con un informe reciente de UN water, a mediados de siglo, gran parte de la población mundial sufrirá la escasez de agua. El agua potable se encuentra en un bajo porcentaje y está repartida de manera muy irregular. Por ello, debemos establecer nuevas tecnologías que permitan producir agua con la suficiente calidad para ser suministrada como agua potable. Una buena alternativa frente a procesos convencionales como la destilación es emplear membranas para procesos de purificación de agua. A pesar de las ventajas que las membranas ofrecen, uno de los mayores retos es minimizar el fouling o la colmatación de la membrana. Esto sucede cuando las moléculas disueltas en agua interaccionan con la superficie de la membrana, depositándose o incluso adsorbiéndose irreversiblemente. En consecuencia el flujo de agua filtrada disminuye y con ello la eficiencia del proceso. Principalmente existen dos opciones para intentar disminuir el efecto del fouling: modificar químicamente la superficie de la membrana para minimizar la adsorción de moléculas o limpiar la membrana con reactivos agresivos periódicamente. Sin embargo, monitorizar a tiempo real ofrece la posibilidad de anticiparse al problema y optimizar así la limpieza de las membranas. Las técnicas de monitorización actuales que se emplean no son muy sensibles para detectar las fases iniciales del fouling. Por ello, en este proyecto se han empleado la microbalanza de cristal de cuarzo con monitorización de la disipación (QCM-D) y la resonancia superficial de plasmones (SPR) como técnicas de monitorización altamente sensibles, empleando poliamidas modificadas a distintos porcentajes con polietilenglicol (PEG) para estudiar su propensidad al fouling, utilizando la proteína BSA como modelo. Los resultados obtenidos se han comparado con datos de filtración de membranas compuestas por los mismos polímeros, para averiguar si las técnicas empleadas pueden predecir la tendencia al fouling en procesos reales.