Tiene como fin abaratar los consumos de energía, disminuir costos de producción y generar la autolimpieza de las membranas
Teorema Ambiental/Redacción
Jorge Antonio Lechuga Andrade cuenta con 33 años de experiencia en la industria privada y 28 años de docencia en la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Autónoma de Yucatán (Uady), donde también ha fungido como director. Después de realizar dos maestrías en el área de ingeniería química y una en el área de administración, desarrolló innovaciones en el proceso de desalinización del agua por ósmosis inversa centrífuga por generación de vórtices de Dean durante su doctorado, por lo que recibió el Premio Nacional del Instituto Mexicano de Ingenieros Químicos 2015.
A lo largo de su vida profesional, ha formado parte de industrias privadas en Monterrey y Mérida. A pesar de haberse dedicado durante muchos años a la industria de los plásticos, decidió iniciar una investigación en los procesos de desalinización, que tenían una importancia económica y ecológica en el mundo.
“En el doctorado me enfoqué básicamente en el proceso de desalinización y de mejora del agua, a partir de lo que se hicieron tres innovaciones importantes. La primera tenía como fin abaratar los consumos de energía, que es lo más preocupante en el proceso de salinización; la segunda era disminuir costos de producción; y la tercera era generar la autolimpieza de las membranas, que son la base primordial de la salinización”, indicó.
El proceso de ósmosis convencional trabaja a partir de membranas, que están hechas de productos poliméricos a través de los cuales pasa el agua y se retienen los sólidos. Es un proceso de filtración, y en el caso de la ósmosis inversa convencional se trabaja con una membrana parada o estática, por lo que la bomba de alta presión tiene que ejercer toda la fuerza para que el agua tenga la presión suficiente y pueda vencer la resistencia de las membranas de las paredes y se genere la ósmosis. Todo este proceso consume muchísima energía.
Además, las membranas tienen un alto índice de ensuciamiento que obliga a detener los tiempos de producción para limpiarse. Por lo que era necesario generar un proceso de autolimpieza que evitara el tiempo muerto y su repercusión en la productividad y los costos.
Durante su estancia en Europa viajó a las islas Canarias. Observó que en el viejo continente había mayor aceptación de la ósmosis inversa convencional, así como en Medio Oriente, donde existen más desalinizadoras. El costo de energía y la contaminación ambiental eran altos, ya que se usaban energías a partir de combustibles fósiles como el petróleo, por lo que empezó a pensar en un proyecto no solo innovador sino también sustentable.
El investigador pensó que la membrana parada consumía, pero si la membrana giraba podía ayudar debido a que el flujo pasa a través de ella a una menor presión. En Toulouse comprobó que la filtración se efectuaba y empezó la simulación Fluent para saber cómo funcionaba la centrifugación, ya que la fuerza centrífuga era lo que otorgaba la mayor parte de la presión necesaria para el filtrado y, en menor medida, la ayuda de una bomba de baja presión. Al no utilizar mucha energía, la emisión de productos tóxicos es menor. “Solamente la palabra alta presión y baja presión representa muchos kilowatts y horas de consumo menores.”
De esta manera diseñó un sistema en el que el agua entra de abajo hacia arriba, pasa por las membranas que giran por revoluciones centrífugas, se filtra el “agua buena”, se rechaza el “agua mala” y ambas son almacenadas en recipientes. El agua de mar tiene 35 gramos de sales por litro, mientras que el agua de residuo tiene de 50 a 60 gramos de sal por litro, lo que podía resultar problemático para el ambiente en donde se depositase, ya sea mar o tierra.
Para evitarlo, el investigador diseñó un postratamiento basado en las prácticas de Europa y Medio Oriente, que consiste en construir plantas duales o híbridas, en el que la planta A puede tener desperdicio de materia prima que es útil para la planta B.
En el caso de la ósmosis inversa, el desperdicio es el agua de rechazo que tiene altos niveles de sal, pero al utilizarse una planta donde se recuperan elementos residuales como el magnesio, que tiene una demanda alta en el mercado, se crea una planta dual donde se evita el desperdicio. Esta fue una de las propuestas principales para evitar los impactos ambientales.
