Invisible al ojo humano, la nanofiltración es hoy en día una de las tecnologías de tratamiento de agua más eficaces. Utilizada tanto en la industria, el sector agrícola, las situaciones de emergencia o la producción de agua potable, permite eliminar numerosos contaminantes a la vez que conserva una parte de los minerales presentes de forma natural en el agua.
Sin embargo, esta tecnología sigue siendo poco conocida por el gran público. Muchos la confunden con la ósmosis inversa o piensan que se trata simplemente de un filtro más eficaz. En realidad, la nanofiltración posee un funcionamiento muy específico y responde a necesidades diferentes.
En este artículo, descubriremos cómo funciona una membrana de nanofiltración, qué contaminantes es capaz de retener, por qué preserva una parte de las sales minerales y en qué casos constituye una solución especialmente adaptada.
¿Qué es la nanofiltración?
La nanofiltración es un proceso de filtración por membrana bajo presión. El agua atraviesa una membrana constituida por poros extremadamente finos, del orden del nanómetro, es decir, unas mil veces más pequeños que el grosor de un cabello.
Gracias a esta estructura microscópica, la membrana actúa como una barrera selectiva. Deja pasar las moléculas de agua así como una parte de las sales minerales disueltas, mientras retiene numerosos contaminantes presentes en el agua.
El término «nanofiltración» proviene precisamente del tamaño de estos poros, comprendido entre la microfiltración, la ultrafiltración y la ósmosis inversa. Esta posición intermedia le permite ofrecer un excelente compromiso entre calidad de filtración, conservación de minerales y consumo de energía.
A diferencia de ciertas ideas preconcebidas, la nanofiltración no funciona ni gracias a productos químicos ni gracias a un proceso de desinfección. La separación se efectúa únicamente mediante las propiedades físicas de la membrana y la presión ejercida sobre el agua.
¿Cómo funciona una membrana de nanofiltración?
Para comprender la nanofiltración, es útil imaginar un colador extremadamente sofisticado. Por supuesto, esta comparación tiene sus límites, pero permite visualizar el principio general.
Cuando el agua llega al nivel de la membrana, varios fenómenos físicos se producen simultáneamente.
- Las moléculas de agua atraviesan la membrana.
- Una parte de los iones minerales de pequeño tamaño también continúa su camino.
- Las moléculas orgánicas más voluminosas son retenidas.
- Numerosos pesticidas, PFAS, bacterias, virus y otros contaminantes quedan bloqueados por la membrana.
La separación no depende, por tanto, únicamente del tamaño de las partículas. La carga eléctrica de las moléculas también desempeña un papel importante. Algunas sustancias, a pesar de ser muy pequeñas, son retenidas gracias a las interacciones electrostáticas entre la membrana y los contaminantes.
Es esta doble selección —por el tamaño y por la carga eléctrica— la que constituye toda la particularidad de la nanofiltración y explica sus excelentes prestaciones frente a numerosos contaminantes presentes en los recursos hídricos.
¿Por qué hablamos de filtración selectiva?
Al contrario de una idea ampliamente extendida, una membrana de nanofiltración no retiene «todo». Su objetivo no es producir agua totalmente desmineralizada, sino eliminar un gran número de contaminantes mientras deja circular una parte de los elementos presentes de forma natural en el agua.
Es por esta razón que hablamos de filtración selectiva.
En la práctica, cada membrana posee características propias. Según su diseño y las condiciones de utilización, algunas moléculas serán más retenidas que otras. Las prestaciones pueden también variar según la presión, la temperatura o la composición del agua bruta.
Esta selectividad constituye una de las principales diferencias con la ósmosis inversa, cuyo funcionamiento se basa en una membrana mucho más restrictiva. Volveremos sobre esta distinción un poco más adelante en el artículo.
¿Qué contaminantes puede retener la nanofiltración?
Uno de los principales intereses de la nanofiltración es su capacidad para retener un amplio abanico de contaminantes susceptibles de estar presentes en el agua. Sus prestaciones dependen de numerosos parámetros, en particular del tipo de membrana utilizada, de la presión de funcionamiento y de la composición del agua a tratar.
Al contrario de lo que se suele pensar, no existe un solo tipo de membrana de nanofiltración. Cada fabricante desarrolla membranas que presentan características específicas con el fin de responder a usos particulares.
De manera general, la nanofiltración es reconocida por su capacidad para reducir eficazmente:
- numerosos pesticidas y sus metabolitos;
- los PFAS (sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas);
- las bacterias;
- los virus;
- los microplásticos;
- una gran parte de las materias orgánicas disueltas;
- ciertos metales e iones multivalentes;
- la turbidez y las partículas en suspensión.
Esta versatilidad explica por qué la nanofiltración se utiliza hoy en sectores muy variados, que van desde la producción de agua potable hasta el tratamiento de aguas destinadas a la industria agroalimentaria, la agricultura o las intervenciones humanitarias.
Los PFAS
Los PFAS, a veces denominados «contaminantes eternos», se han convertido en una de las principales preocupaciones en materia de calidad del agua. Utilizados desde hace varias décadas en numerosos procesos industriales y productos cotidianos, son particularmente persistentes en el medio ambiente.
Gracias a la combinación de su pequeño tamaño de poro y sus propiedades electrostáticas, la nanofiltración puede reducir eficazmente numerosos PFAS. Las prestaciones exactas varían según las moléculas en cuestión y la membrana utilizada, pero esta tecnología figura hoy entre las soluciones más eficaces para tratar este tipo de contaminación.
Para comprender mejor el origen de estos contaminantes, puede consultar nuestro artículo dedicado a los contaminantes presentes en el agua de red en Francia.
Los pesticidas
Los pesticidas constituyen también una familia de contaminantes que se encuentran frecuentemente en los recursos hídricos, especialmente cerca de zonas agrícolas. De nuevo, la nanofiltración presenta excelentes prestaciones frente a numerosas moléculas orgánicas.
La capacidad de retención depende principalmente del tamaño de las moléculas, de su carga eléctrica así como de las características propias de cada membrana.
Las bacterias y los virus
Las membranas de nanofiltración ofrecen también una excelente barrera física contra las bacterias y numerosos virus. Dado que su tamaño es ampliamente superior al de los poros de la membrana, son retenidos durante el paso del agua.
Esta propiedad explica por qué la nanofiltración se utiliza en ciertas aplicaciones donde la seguridad microbiológica es esencial, en particular para la producción de agua potable en entornos aislados o durante operaciones de socorro.
Los microplásticos
Los microplásticos representan un tema de investigación relativamente reciente. Aunque su tamaño sea muy variable, generalmente son mucho más grandes que los poros de una membrana de nanofiltración.
Por lo tanto, pueden ser retenidos eficazmente, al igual que una gran parte de las partículas en suspensión presentes en el agua.
¿Por qué la nanofiltración conserva una parte de los minerales?
La pregunta surge muy a menudo: si la nanofiltración retiene tantos contaminantes, ¿por qué deja pasar una parte de los minerales?
La respuesta reside en el funcionamiento mismo de la membrana.
No todas las sustancias disueltas en el agua poseen ni el mismo tamaño, ni la misma carga eléctrica. Algunos iones, como el calcio (Ca²⁺) o el magnesio (Mg²⁺), pueden atravesar parcialmente la membrana según el modelo utilizado y las condiciones de funcionamiento.
Es precisamente lo que diferencia a la nanofiltración de otros procesos más restrictivos.
En la práctica, la membrana realiza una verdadera clasificación molecular. Bloquea preferentemente los contaminantes que presentan ciertas características, mientras deja circular una parte de los elementos presentes de forma natural en el agua.
No obstante, es importante aportar un matiz esencial: la nanofiltración no conserva el 100 % de los minerales. Las prestaciones varían según:
- el tipo de membrana;
- la presión de funcionamiento;
- la composición química del agua;
- la naturaleza de los iones presentes.
Por este motivo es más preciso hablar de una conservación parcial de las sales minerales. Esta precisión es importante, ya que refleja el funcionamiento real de esta tecnología tal como se describe en la literatura científica.
¿Qué minerales se conservan generalmente?
Según las membranas utilizadas, una parte de los minerales presentes de forma natural en el agua puede seguir atravesando la membrana, especialmente:
- el calcio;
- el magnesio;
- el potasio;
- una parte del sodio.
El nivel de conservación varía de una instalación a otra. Depende a la vez de la calidad del agua de origen y de las prestaciones buscadas.
Esta característica constituye una de las principales ventajas de la nanofiltración cuando se desea preservar un agua naturalmente equilibrada a la vez que se reduce eficazmente un gran número de contaminantes.
Nanofiltración u ósmosis inversa: ¿cuáles son las diferencias?
La nanofiltración y la ósmosis inversa se basan ambas en el principio de la filtración por membrana bajo presión. A menudo se comparan porque utilizan membranas de alto rendimiento, pero sus objetivos no son exactamente los mismos.
La principal diferencia reside en el nivel de filtración.
Una membrana de ósmosis inversa es mucho más restrictiva. Retiene una gran mayoría de las sustancias disueltas, incluyendo una gran parte de las sales minerales presentes de forma natural en el agua. Por el contrario, la nanofiltración está diseñada para realizar una filtración más selectiva: reduce numerosos contaminantes mientras deja pasar una parte de los minerales según las características de la membrana utilizada.
| Criterio | Nanofiltración | Ósmosis inversa |
|---|---|---|
| Principio | Filtración por membrana selectiva | Filtración por membrana muy fina |
| Conservación de minerales | Parcial | Muy baja |
| PFAS y pesticidas | Muy buena reducción | Muy buena reducción |
| Bacterias y virus | Muy buena retención | Muy buena retención |
| Aplicaciones | Agua potable, agricultura, industria, situaciones de emergencia | Desalinización, laboratorio, industria, purificación avanzada |
Ninguna tecnología es universalmente mejor que la otra. La elección depende siempre de la calidad del agua a tratar, de los contaminantes presentes y del objetivo buscado.
¿Dónde se utiliza la nanofiltración?
Gracias a su versatilidad, la nanofiltración se utiliza hoy en numerosos sectores.
- Producción de agua potable.
- Tratamiento de ciertas aguas subterráneas.
- Explotaciones agrícolas.
- Industria agroalimentaria.
- Industria farmacéutica.
- Reciclaje de ciertas aguas industriales.
- Situaciones de emergencia e intervenciones humanitarias.
En FLX Water, esta tecnología está integrada en varias soluciones desarrolladas para responder a necesidades específicas.
La Solución Agrícola FiltraLife permite mejorar la calidad del agua destinada a las explotaciones agrícolas con el fin de acompañar a los ganaderos en la gestión de su recurso.
La Solución de crisis FiltraLife, por su parte, ha sido diseñada para producir agua potable en entornos donde las infraestructuras están ausentes o degradadas, sin recurrir a la electricidad.
Esta tecnología ha sido galardonada, en particular, con una medalla de oro en el Concurso Lépine, ilustrando su carácter innovador y las prestaciones obtenidas en el tratamiento del agua.
¿Cuáles son las ventajas de la nanofiltración?
- Reducción eficaz de un amplio abanico de contaminantes.
- Conservación de una parte de los minerales presentes de forma natural en el agua.
- Excelentes prestaciones frente a numerosos pesticidas y PFAS.
- Muy buena barrera contra las bacterias, los virus y los microplásticos.
- Tecnología reconocida y utilizada en numerosos sectores.
- Adaptable a diferentes tipos de aplicaciones según las membranas empleadas.
¿Existen límites?
Como toda tecnología de tratamiento de agua, la nanofiltración posee también ciertos límites.
Sus prestaciones dependen fuertemente de la calidad del agua de entrada, de la elección de la membrana, de la presión de funcionamiento y del mantenimiento de la instalación.
Por lo tanto, no constituye una solución universal aplicable a todas las situaciones. Un análisis previo del agua sigue siendo indispensable para determinar la tecnología más adaptada.
Preguntas frecuentes
¿La nanofiltración elimina los PFAS?
Permite reducir eficazmente numerosos PFAS. Sin embargo, las prestaciones varían según las moléculas en cuestión, la membrana utilizada y las condiciones de funcionamiento.
¿La nanofiltración conserva todos los minerales?
No. Deja pasar una parte de las sales minerales, pero la tasa de conservación depende de la membrana y de la composición del agua.
¿Cuál es la diferencia entre una nanofiltración y una ósmosis inversa?
La ósmosis inversa es más restrictiva y elimina una mayor proporción de las sustancias disueltas, incluyendo una gran parte de los minerales. La nanofiltración realiza una filtración más selectiva.
¿La nanofiltración elimina las bacterias y los virus?
Las membranas de nanofiltración constituyen una excelente barrera contra las bacterias y numerosos virus gracias al tamaño extremadamente fino de sus poros. No obstante, las prestaciones exactas dependen del sistema utilizado.
¿La nanofiltración se utiliza únicamente para el agua potable?
No. También se emplea en la agricultura, la industria, las situaciones de emergencia, el tratamiento de ciertas aguas industriales y numerosas aplicaciones medioambientales.
Conclusión
La nanofiltración es hoy una de las tecnologías más avanzadas para el tratamiento del agua. Gracias a su membrana selectiva, permite reducir un amplio abanico de contaminantes mientras preserva una parte de los minerales presentes de forma natural.
Su capacidad para combinar rendimiento, versatilidad y selectividad explica su creciente utilización en numerosos campos, desde la producción de agua potable hasta las aplicaciones agrícolas y humanitarias.
Si desea profundizar en el tema de la calidad del agua, le invitamos también a consultar nuestro artículo dedicado a los contaminantes presentes en el agua de red, así como nuestra guía que explica por qué pasar del agua embotellada a la filtración de agua.
Fuentes
- U.S. Environmental Protection Agency (EPA) – Drinking Water Treatment Technologies.
- Organización Mundial de la Salud (OMS) – Guidelines for Drinking-water Quality.
- Publicaciones científicas sobre las membranas de nanofiltración (Elsevier, MDPI, Water Research).
- ANSES – Qualité de l'eau destinée à la consommation humaine.
