Ingeniería de membranas en tratamiento de agua

Abstract

Este libro nace de mi recorrido profesional. Empecé en el Centro de Investigación de Petróleos del Perú, me formé después en el Centro de Investigación de la Energía del Canadá y en la Universidad de Clausthal, en Alemania, y seguí aprendiendo en el ejercicio práctico de la profesión. De esas etapas me quedó una convicción: la ingeniería y la ciencia de las membranas no son una disciplina aislada, sino un lenguaje que conecta la academia con la industria y las tradiciones científicas de Europa y de América.

Menciono estas experiencias para agradecer a quienes ayudaron a madurar lo que sé de este campo fascinante. Al Dr. Brian Farnand, del Instituto de Investigación de la Energía de Canadá; a los profesores Takeshi Matsuura y Srinivasa Sourirajan, a quienes tuve la oportunidad de conocer en la Universidad de Ottawa; al Ing. Enrique Salas, de Hidroquímica, y al Ing. Renán Rojas, que me inculcaron la dedicación a la ingeniería del agua. Y al Prof. Dr. Jorge Angulo, de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, por darme la oportunidad de formar parte de su escuela de posgrado. Sus enseñanzas, sus debates y su ejemplo son los pilares sobre los que se asienta este libro.

Cada vez hay más demanda de agua, las fuentes convencionales están bajo presión y reducir el impacto ambiental se ha vuelto una necesidad. En ese contexto, la ingeniería de membranas ha crecido de manera notable. Estas tecnologías separan partículas y sustancias disueltas mediante barreras selectivas, y se aplican en la potabilización, el tratamiento de aguas residuales, el reúso industrial y la desalinización. Pero no funcionan por sí solas: hay que elegirlas bien, conocer el agua que se va a tratar y operar la planta atendiendo al ensuciamiento, al consumo de energía y al destino de las corrientes residuales.

Hoy contamos con mejores materiales, técnicas de caracterización fisicoquímica, aportes de la microbiología y modelos matemáticos que permiten diseñar y optimizar los sistemas con más criterio. Entender cómo se transportan los solutos y cómo interactúan con la superficie y la estructura de la membrana ayuda a explicar su rendimiento y a prever sus límites. Por eso la ingeniería del agua exige trabajar desde varias disciplinas a la vez: fundamentos científicos, datos experimentales, balances de materia, evaluación económica y criterios ambientales.

Las membranas tienen una historia larga, ligada al estudio de la permeabilidad y la selectividad de las barreras semipermeables. Con los avances en la ciencia de polímeros, en los métodos de fabricación y en las técnicas de caracterización, aquellas observaciones sobre el transporte a través de membranas se convirtieron en procesos de interés industrial. Hoy la microfiltración, la ultrafiltración, la nanofiltración y la ósmosis inversa forman parte de muchos esquemas de tratamiento, y su evolución sigue buscando más selectividad, menor consumo de energía, mejor resistencia al ensuciamiento y mayor durabilidad.

Este libro quiere continuar esa tradición de descubrimiento y aplicación. Mi intención es ofrecer al lector los conceptos ya establecidos y también las herramientas para enfrentar lo que viene: diseñar procesos más limpios, eficientes y circulares que respondan a una sociedad en constante cambio, sin perder de vista las oportunidades y las responsabilidades de nuestra región latinoamericana.