Binomio Agua - Ceramica (9,19MB)

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Binomio Agua 
MICROFILCERMICROFILCER
Binomio Agua 
Membranas cerámicas de bajo 
coste aplicadas al tratamiento de 
aguas
José Guillermo Berlanga Clavijo
Director I+D+i
Binomio Agua - Cerámica. 
REBIABLE
Binomio Agua - Cerámica. 
Membranas cerámicas de bajo 
coste aplicadas al tratamiento de 
aguas
José Guillermo Berlanga Clavijo
I+D+i FACSA
- 01 Antecedentes 
- 02 Proyectos / nuevos productos
- 04 Lecciones aprendidas
Proyectos / nuevos productos
índice
Antecedentes 01
Antecedentes 01
2009 Membranas escala 2009 Membranas escala 
laboratorio
2011 Membranas escala piloto / 
MBR
Actualidad Membranas 
industriales
Membranas escala Membranas escala 
laboratorio
Membranas escala piloto / 
MBR
Membranas 
industriales
Nuevas aplicaciones: 
membranas catalíticas, 
microfiltros laboratorio
Antecedentes 01
2009 Membranas escala laboratorio
• Desarrollo de 
adaptando la tecnología existente en la 
industria cerámica de baldosas.
• Desarrollo de • Desarrollo de 
uniforme, sin defectos y bajo espesor.
Membranas escala laboratorio
Desarrollo de soporte poroso, 
adaptando la tecnología existente en la 
industria cerámica de baldosas.
Desarrollo de capas selectivas: tamaño Desarrollo de capas selectivas: tamaño 
uniforme, sin defectos y bajo espesor.
Antecedentes 01
2009 Membranas escala laboratorioMembranas escala laboratorio
Soporte
• Permeabilidad al agua
• Tamaño de poro 
efectivo
• Distribución tamaños de 
poros
• Resistencia mecánica
Soporte
• Resistencia mecánica
• Resistencia al ataque 
ácido y básico
• Parámetros de proceso: 
contracción lineal y 
absorción de agua
Antecedentes 01
2009 Membranas escala laboratorio
• Permeabilidad al agua
• Distribución tamaño de poro
• Observación 
Membranas escala laboratorio
Capa selectivaCapa selectiva
Permeabilidad al agua
Distribución tamaño de poro
Observación microestructura
Antecedentes 01
2009 Membranas escala laboratorioMembranas escala laboratorio
Antecedentes 01
2011 Membranas escala piloto (MBR)
DESARROLLO DE PROCESOS DE TRATAMIENTO DESARROLLO DE PROCESOS DE TRATAMIENTO 
DE AGUAS MEDIANTE MEMBRANAS DE AGUAS MEDIANTE MEMBRANAS 
CERÁMICAS DE BAJO COSTE CERÁMICAS DE BAJO COSTE 
Membranas escala piloto (MBR)
Proyecto WATERCERProyecto WATERCER
DESARROLLO DE PROCESOS DE TRATAMIENTO DESARROLLO DE PROCESOS DE TRATAMIENTO 
DE AGUAS MEDIANTE MEMBRANAS DE AGUAS MEDIANTE MEMBRANAS 
CERÁMICAS DE BAJO COSTE CERÁMICAS DE BAJO COSTE ““““““““WATERCER”WATERCER”
Antecedentes 01
2011 Membranas escala piloto (MBR)Membranas escala piloto (MBR)
Planta piloto WATERCERPlanta piloto WATERCER
02 Proyectos/Nuevos productos02
02
� Importancia de la reutilización de aguas
Situación actual reutilización aguas residuales
� Importancia de la reutilización de aguas
• En Europa: Países mediterráneos
Países nortes
• En España: 414 M m3
983 M m3983 M m3
1380 M m
de cuerdo
de aguas
Proyectos/Nuevos productos02
aguas:
Situación actual reutilización aguas residuales
aguas:
mediterráneos: usos agrícolas
nortes Europa: uso industrial
agua reutilizada en 2009
agua reutilizada en 2015agua reutilizada en 2015
m3 agua reutilizada en los próximos años
cuerdo al Plan Nacional de Reutilización
aguas residuales
02
REMEB (H2020)
• H2020 (11/170)
• Comienzo: 1 Septiembre 2015
• Duración: 3 años
• Presupuesto: 2.36 M€
• 11 Partners de 7 países
• Empresas, Universidades y Administraciones
Proyectos/Nuevos productos02
Administraciones públicas
02
Tratamiento de aguas residuales (urbanas e 
industriales) y análisis:
- FACSA- FACSA
- ESAMUR. España
- Biowater Technology. Noruega
- IMECA Process. Francia
- Investigación y Proyectos Medioambiente 
SL (IPROMA). España
- Departamento Química. Universidad 
Antonio Nariño (UAN). Colombia
Estudios replicabilidad:
- Atlantis Consulting Cyprus Ltd (ACC). Chipre
Proyectos/Nuevos productos02
Difusión:
- Cámara Oficial de Comercio, 
Tratamiento de aguas residuales (urbanas e 
Centros investigación en 
materiales cerámicos:
- ITC UJI. España
- Seramik Arastirma Merkezi (SAM). 
- Cámara Oficial de Comercio, 
Industria y Navegación de 
Castellón (COCINCS). España
Investigación y Proyectos Medioambiente 
- Seramik Arastirma Merkezi (SAM). 
Anadolu University. Turquía 
-Centro Cerámico Bologna. Italia
(ACC). Chipre
02
PROYECTO REMEB. OBJETIVOS
OBJETIVOSOBJETIVOS:: Fabricar y validar un MBR
membranas cerámicas basadas en materias
residuos de la industria cerámica y
industriales.
ObjetivosObjetivos específicosespecíficos::
- Fabricación de las membranas en una industria- Fabricación de las membranas en una industria
- Replicación de la producción de las membranas
e Italia
- Validación de la tecnología en una EDAR
Facsa, en un entorno real y comparando
membranas orgánicas comerciales..
Proyectos/Nuevos productos02
PROYECTO REMEB. OBJETIVOS
MBR compuesto por
materias primas y
y residuos agro-
industria cerámicaindustria cerámica
membranas en Turquía
EDAR gestionada por
comparando con un MBR de
02 Proyectos/Nuevos productos02
02 Proyectos/Nuevos productos02
02
DESARROLLO DE MEMBRANAS CERÁMICAS DESARROLLO DE MEMBRANAS CERÁMICAS 
CATALÍTICAS PARA LA ELIMINACIÓN DE NITRATOS EN CATALÍTICAS PARA LA ELIMINACIÓN DE NITRATOS EN 
AGUAS SUBTERRÁNEAS DE LA CUENCA AGUAS SUBTERRÁNEAS DE LA CUENCA 
MEDITERRÁNEA MEDITERRÁNEA 
Proyectos/Nuevos productos02
DESARROLLO DE MEMBRANAS CERÁMICAS DESARROLLO DE MEMBRANAS CERÁMICAS 
CATALÍTICAS PARA LA ELIMINACIÓN DE NITRATOS EN CATALÍTICAS PARA LA ELIMINACIÓN DE NITRATOS EN 
AGUAS SUBTERRÁNEAS DE LA CUENCA AGUAS SUBTERRÁNEAS DE LA CUENCA 
MEDITERRÁNEA MEDITERRÁNEA “NITRAMEM”“NITRAMEM”
02
Situación actual contaminación nitratos
Actividades agrícolas y ganaderas
Actividades industriales y urbanas
Proyectos/Nuevos productos02
Situación actual contaminación nitratos
Aguas naturales
ganaderas
bajo contenido
nitratos
urbanas
nitratos
aumento nitratos
02
Tecnología tratamiento nitratos
Tecnologías habituales (OI, IX, NF, EDR, etcTecnologías habituales (OI, IX, NF, EDR, etc
No eliminan estas sales, sino que las
solucionándose de forma completa la
plantean los nitratos en el medio ambiente
Membranas catalíticas
Mediante el proceso de desnitrificaciónMediante el proceso de desnitrificación
los catalizadores en superficie, se eliminan
aguas a tratar transformándolos en nitrógeno
Nuevos proyectos/productos02
Tecnología tratamiento nitratos
etc.)etc.)
las concentran, no
problemática que
ambiente.
llevado a cabo porllevado a cabo por
eliminan los nitratos de las
nitrógeno gaseoso.
02
• Desarrollo
Objetivos
• Desarrollo
catalíticas
reacción de
• Residuo cero
los procesos
• Escala laboratorio
piloto (FACSA)piloto (FACSA)
- Pilotando
(desalobradora
Nuevos proyectos/productos02
Desarrollo de membranas cerámicas planasDesarrollo de membranas cerámicas planas
(Cu-Pd). Junto con la acción del H2,
de desnitrificación.
cero. Dejar de producir un residuo como en
procesos por ósmosis inversa e intercambio iónico
laboratorio (Universidad de Zaragoza) y escala
(FACSA)(FACSA)
Pilotando actualmente planta piloto pre-industrial
desalobradora Nules)
02
Hitos
• Desarrollo del soporte poroso• Desarrollo del soporte poroso
caída de presión mínima
• Desarrollo de la capa activa, con
• Desarrollo del catalizador y el método
a la membrana cerámica.
• Pruebas en planta piloto de• Pruebas en planta piloto de
fabricación de membranas cerámicas
• Pruebas en planta preindustrial
Nuevos proyectos/productos02
poroso de bajo coste, con alto flujo yporoso de bajo coste, con alto flujo y
con un tamaño mínimo de poro
método de incorporación de éste
de laboratorio satisfactorias yde laboratorio satisfactorias y
cerámicas a escala piloto
preindustrial
02
REBIABLEREBIABLE
BIOREACTORES DE MEMBRANA SOSTENIBLES Y BIOREACTORES DE MEMBRANA SOSTENIBLES Y 
COMPETITIVOS PARA TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES COMPETITIVOS PARA TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES 
“REBIABLE“REBIABLEProyectos/Nuevos productos02
REBIABLEREBIABLE
BIOREACTORES DE MEMBRANA SOSTENIBLES Y BIOREACTORES DE MEMBRANA SOSTENIBLES Y 
COMPETITIVOS PARA TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES COMPETITIVOS PARA TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES 
“REBIABLE“REBIABLE””””””””
02
• Desarrollo
Objetivos
• Desarrollo
propiedades
propiedades
base), para
y, mediante
bajas proporciones
formación
• Fabricación• Fabricación
fabricación
• Validación
(Universidad
Proyectos/Nuevos productos02
Desarrollo de membranas cerámicas conDesarrollo de membranas cerámicas con
propiedades anti-fouling: modificando las
propiedades superficiales de la membrana (ácido-
para reducir la adherencia del biofouling a ésta
mediante la adición de agentes bactericidas en
proporciones a la membrana, reduciendo la
de la bio-película.
Fabricación membranas laboratorio (ITC) yFabricación membranas laboratorio (ITC) y
fabricación membranas piloto (NATUCER)
Validación como MBR, a escala laboratorio
(Universidad de Zaragoza), y a escala piloto (FACSA).
REBIABLE
02
Dispositivo escala laboratorio
Agua 
limpia
31
 c
m
Diseño controlador para la 
bomba de backwash:
31
 c
m
Ciclos con paradas de 10 min
Y 1 min de funcionamiento
Proyectos/Nuevos productos02
Dispositivo escala laboratorio
ARS
LC
31
 c
m
REBIABLE
Línea alimentación
Línea permeado
Línea backwash
31
 c
m
02
Membranas antiofouling
Tratamiento
NaOH
Tratamiento
Solución 
Piraña
Proyectos/Nuevos productos02
antiofouling
Concentración
Temperatura
0,01M – 0,1M – 0,5M – 1M
25,70,80,100 °C
REBIABLE
Tiempo 10 min, 30 min, 1hora, 3 
horas.
02
Dispositivo escala piloto
Proyectos/Nuevos productos02
REBIABLE
02
MICROFILCERMICROFILCERMICROFILCERMICROFILCER
DESARROLLO DE MICROFILTROS CERÁMICOS AUTOLIMPIABLES DESARROLLO DE MICROFILTROS CERÁMICOS AUTOLIMPIABLES 
MEDIANTE MICROONDAS Y APLICACIÓN A MUESTRAS MEDIANTE MICROONDAS Y APLICACIÓN A MUESTRAS 
MEDIOAMBIENTALESMEDIOAMBIENTALES
Proyectos/Nuevos productos02
MICROFILCERMICROFILCERMICROFILCERMICROFILCER
DESARROLLO DE MICROFILTROS CERÁMICOS AUTOLIMPIABLES DESARROLLO DE MICROFILTROS CERÁMICOS AUTOLIMPIABLES 
MEDIANTE MICROONDAS Y APLICACIÓN A MUESTRAS MEDIANTE MICROONDAS Y APLICACIÓN A MUESTRAS 
MEDIOAMBIENTALESMEDIOAMBIENTALES ““MICROFILCER”MICROFILCER”
02
Necesidad (1)
• Más de 200 entidades acreditadas solo en• Más de 200 entidades acreditadas solo en
análisis de muestras.
• El gasto en filtros de microfiltración para
torno a un 30% del coste del total de material
• Volumen en España: casi un millón de unidades
sólo en Europa.sólo en Europa.
Proyectos/Nuevos productos02
en ESPAÑA, dedicadas a la realización deen ESPAÑA, dedicadas a la realización de
para los laboratorios de análisis supone en
material fungible que consumen.
unidades anuales y más de cien millones
MICROFILCERMICROFILCER
02
Necesidad (2)
• Análisis on-line. Necesidad de cuantificar• Análisis on-line. Necesidad de cuantificar
matrices complejas, sin la interferencia de
• Deben de disponer de un sistema de filtración
medición.
• Sistemas de análisis on-line como LEGIOLAB
del microfiltro.
• Analizadores on-line (amonio-nitratos), ISE,
Proyectos/Nuevos productos02
cuantificar un determinado parámetro, a veces encuantificar un determinado parámetro, a veces en
de materia en suspensión.
filtración de muestras previo al sistema de
LEGIOLAB de Biotica, podrían ser consumidores
MICROFILCERMICROFILCER
ISE, etc.
02
Objetivos
- Filtros cerámicos- Filtros cerámicos
primas de bajo
analíticos.
- Desarrollo de un
cerámico reutilizable
tratamiento de muestras
aguas residuales eaguas residuales e
- Membranas cerámicas
aplicadas a partir
Proyectos/Nuevos productos02
cerámicos cuya composición se basa en materiascerámicos cuya composición se basa en materias
coste para aplicación en laboratorios
un nuevo sistema de microfiltración
reutilizable para pre-concentración o pre-
muestras procedentes de matrices de
e industriales.
MICROFILCERMICROFILCER
e industriales.
cerámicas sensibles a las microondas,
de un dispositivo.
Lecciones aprendidas03
� El éxito de la línea de investigación
transferencia de conocimientotransferencia de conocimiento
Investigación-Empresa
� La creación de un equipo de trabajo
IPROMA)-ITC sólido, es vital para
� Importante estar constantemente� Importante estar constantemente
productos, teniendo como base la
�Mentalidad de trabajo start-up
investigación se basa en una exitosa
conocimiento Universidad-Centro deconocimiento Universidad-Centro de
trabajo multidisciplinar FACSA (o
la consecución de objetivos
constantemente desarrollando nuevosconstantemente desarrollando nuevos
la línea de I+D base
up: orientación a producto
Muchas gracias
por su atención
Muchas gracias
por su atención