SDI: Medición e Importancia en Aplicaciones con Membranas

En los orígenes del desarrollo de membranas semipermeables para el tratamiento del agua, ya hace varias décadas atrás, existía la necesidad, aparte de hacer económica la aplicación de la ósmosis inversa en la obtención de agua potable a partir de aguas salobres y de mar, de estimar el potencial de ensuciamiento de la membrana del agua cruda, para identificar la necesidad del pretratamiento adecuado y así determinar la viabilidad y factibilidad de su utilización. 

La presencia de partículas coloidales en el agua de alimentación a un sistema de ósmosis inversa con membranas puede causar graves problemas; como son demasiado pequeñas para ser retenidos por los sistemas de pre-tratamiento convencionales, encuentran su camino hacia la membrana Osmosis Inversa. Prueba de esto es que en algunos lugares, las membranas podían tratar decenas de miles de litros de agua antes de requerir limpieza, mientras que en otras, el permeado de unos pocos litros tapa las membranas. 

Las fuentes de limo pueden incluir coloides orgánicos, productos de corrosión del hierro, hidróxido de hierro precipitado, algas y partículas finas como óxido, arena  y otros contaminantes. Estas partículas finas y suspendidas no disueltas tienden a asentarse y depositarse en la superficie de la membrana y durante el proceso, ensucian la membrana. El resultado neto es un aumento en la presión de alimentación, reducción de flujo  y aumento de la conductividad del permeado. Las membranas en espiral y las membranas de fibra fina hueca son las más vulnerables y una vez contaminadas, la limpieza de los elementos a menudo es difícil, dependiendo del tipo de ensuciamiento adquirido.

Presencia de Partículas y Arena en el Agua de Alimentación en un sistema de Osmosis Inversa

Se trato de correlacionar la capacidad de ensuciamiento del agua con la turbidez, pero no tuvo mucho éxito. La turbidez es una medida de la cantidad de sólidos en suspensión presentes en el agua, pero si la presencia de partículas que tienen un diámetro muy pequeño (por lo general, menos de 3 micrones de diámetro) que no reflejan la luz de manera eficiente para dar mayor turbidez en la medición. No obstante, estas pequeñas partículas pueden ensuciar rápidamente las membranas de ósmosis inversa o nanofiltración enrolladas en espiral. Por ello se  desarrolló una prueba, llamada prueba del índice de densidad de ensuciamiento (SDI, silt density index, en ingles) que correlaciona mejor el “limo” o sólidos en el agua con la tendencia a ensuciamiento de la membrana.  

La prueba SDI implica forzar el agua a través de un filtro de membrana absoluta de 0,45 micrones mientras se mantiene una presión de 30 psi, registrando el  tiempo requerido para filtrar 500 ml de agua al final de cada etapa de 5 minutos de prueba hasta los 15 minutos y se registra para luego calcular el valor adimensional del SDI. El método de medición y la interpretación de los resultados de las pruebas SDI son descritas en el procedimiento de prueba estándar ASTM D 4189-82.

La prueba es un método empírico y su interpretación requiere cierta experiencia por parte del técnico realizando la prueba.