Desarrollo y validación de una herramienta de predicción de los procesos de concentración y depuración de salmueras de desalación utilizando electrodiálisis

Abstract

En este proyecto de final de carrera se ha desarrollado un modelo matemático que predice la concentración de salmueras (procedentes de desalación por ósmosis inversa) mediante un proceso electrodiálisis, utilizando para ello el entorno Matlab. En la actualidad, existen pocos modelos publicados en este campo y la influencia de la temperatura en el proceso es estudiada únicamente en contados trabajos ([17][18]). El proyecto incluye el estudio del estado del arte y los fundamentos de los procesos de electrodiálisis, a fin de introducir los conceptos básicos de esta tecnología de concentración de salmueras. Para la obtención del modelo, se ha realizado una revisión crítica del estado del arte de la modelización matemática de esta tecnología, en la que se ha consultado un gran número de investigaciones realizadas en este campo. Por otra parte, se han estudiado los resultados experimentales obtenidos a lo largo de los cinco últimos años en la planta piloto a escala industrial (dedicada a estudiar la valorización de salmueras de desalación de agua de mar por ósmosis inversa). Fruto del estudio de esta tecnología, se han recopilado los elementos matemáticos necesarios para la predicción de la planta piloto estudiada. El resultado han sido una serie de modelos matemáticos teóricos que se aproximan al problema en distintos grados y perspectivas. La implementación de estos modelos, mediante una serie de algoritmos de cálculo, ha sido realizada utilizando el software de computación numérica Matlab. Con los programas obtenidos, se han realizado una serie de predicciones numéricas del comportamiento de la planta piloto de electrodiálisis. La validación de los resultados de estas predicciones se ha realizado comparándolas tanto con los datos procedentes de los experimentos, como de otros modelos de tipo empírico. Las predicciones permiten obtener una estimación de los costes energéticos específicos del proceso de concentración de salmueras por electrodiálisis, con lo que se puede establecer la viabilidad de esta tecnología para su utilización en el tratamiento de las materia primas en la industria cloro-álcali. En este proyecto ha sido tenida en cuenta su perspectiva medioambiental, dado que con los resultados obtenidos es posible minimizar la producción de residuos de salmueras procedentes de la industria química.