Aplicación de la interferometría holográfica al estudio de la capa de polarización en ósmosis inversa: efecto de la convección natural

Resumen

Con este trabajo se pretende aportar un mayor conocimiento sobre fenómeno de la polarización por concentración en los procesos de ósmosis inversa, además de comprobar experimentalmente la existencia, dependiendo de la posición de la membrana, de flujo por convección natural y su efecto sobre la capa de polarización. Se ha utilizado una técnica óptica, la interferometría holográfica, para visualizar la formación, evolución con el tiempo y desaparición (al ser la polarización un proceso reversible) de la capa de polarización en el proceso de ósmosis inversa. Esta técnica permite observar, como franjas de interferencia, los cambios de concentración que se producen en la zona de la disolución más próxima a la superficie de la membrana y por tanto, calcular el perfil de concentración en esta zona.En la presente memoria se estudia, principalmente, la influencia de la posición de la membrana sobre la formación de la capa de polarización y el rendimiento del proceso. Para ello se han realizado tres bloques de experimentos, cada uno con el módulo colocado en una orientación espacial diferente: horizontal con la membrana en su parte inferior (posición original, 0º), horizontal con la membrana en su parte superior (el módulo se gira 180º, la filtración se produce en dirección contraria a la gravedad) y vertical (girado 90º respecto de su posición original).Por último, se han aplicado modelos de simulación a los resultados experimentales. Para simular el proceso de ósmosis inversa se ha combinado la ecuación de continuidad para un proceso por cargas y sin agitación con el modelo de la presión osmótica, para calcular tanto los perfiles de concentración como el caudal permeado. Para simular los perfiles de concentración durante la desaparición de la capa de polarización, al detener el proceso de ósmosis inversa, se ha supuesto simplemente un flujo difusivo de soluto desde la superficie de la membrana hacia