Eliminación de boro con membranas de fibra hueca

PROYECTO FINAL DE CARRERA TÍTULO: ELIMINACIÓN DE BORO CON MEMBRANAS DE FIBRA HUECA AUTOR: Cristina Tejero Ortiz TITULACIÓN: Ingeniería Técnica Industrial. Especialidad Química. DIRECTOR: Dr. Agustín Fortuny Sanromá DEPARTAMENTO: 713 FECHA: 28 de junio del 2010 PROYECTO FINAL DE CARRERA RESUMEN (máximo 50 líneas) Este proyecto se basa en la separación de boro en forma de ácido bórico de un medio acuoso, mediante la tecnología de extracción-reextracción con disolventes a partir de una membrana líquida soportada usando módulos de fibras huecas (HFSLM). Experimentalmente en el proceso de extracciónreextracción intervienen tres fases fluidas o corrientes: I) la fase acuosa de alimentación, que es el efluente puesto a estudio, II) la fase orgánica, que contiene el agente extractante selectivo y III) la fase stripping de reextracción que contiene el agente reextractante. Los diferentes ensayos experimentales se realizarán a concentraciones diferentes de fase orgánica. A partir de los resultados obtenidos y mediante la realización de la modelización matemática se describe globalmente el transporte de boro a través de la membrana a partir de un término denominado permeabilidad, que permite llevar a cabo el diseño óptimo del proceso. Incluyendo en el modelo la etapa de extracción que tiene lugar en la superficie de la membrana, hallamos una ecuación que permite evaluar la permeabilidad para cualquier composición de fase orgánica y la concentración de boro de la fase alimentación para cualquier tiempo. Este tipo de tecnología se propone para paliar la problemática que actualmente existe en los procesos de desalación por ósmosis inversa. Palabra clave (máximo 10): HFSLM Difusión Boro Modelización Permeabilidad Agradecimientos Quiero dar las gracias a mis padres Miguel e Isabel por toda la lucha y sabiduría que habéis compartido conmigo en este camino. A mi hermano Miguel gracias por ser tan especial para mi. Y a su chica Joa gracias por ofrecerme tu ayuda en todo momento. A mi chico Alex gracias por tu comprensión, apoyo y cariño. A mis dos mejores amigos de la carrera Albert y Rosalia, gracias por vuestra bondad. A mi tutor de proyecto Agustín Fortuny gracias por no ponernos fácil el camino y muchas gracias Fortuny por tu larga dedicación en este proyecto. Gracias a Teresa por ayudarme ha interpretar y entender nuevos conceptos. Por último muchas gracias a quien ha confiado en mí y a quien no también, por haberme hecho más fuerte. Gracias a todos. ÍNDICE 1. OBJETIVO .................................................................................................. 1 2. INTRODUCCIÓN ........................................................................................ 2 3. EL BORO .................................................................................................... 6 3.1 El boro presente en el agua ................................................................. 7 4. DESALACIÓN ............................................................................................ 8 4.1 Instalaciones de desalación ................................................................. 8 4.2 Proceso Experimental .......................................................................... 10 5. MEMBRANAS LÍQUIDAS .......................................................................... 13 6. DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA EXPERIMENTAL ...................... 16 6.1 Descripción del sistema experimental .................................................. 16 6.2 Membrana líquida soportada con módulos de fibra hueca ................... 19 7. PUESTA A PUNTO DEL DISPOSITIVO EXPERIMENTAL ....................... 26 7.1 Equipo experimental ............................................................................ 26 7.2 Material utilizado .................................................................................. 28 7.3 Descripción del procedimiento experimental ........................................ 29 7.4 Determinación del boro ........................................................................ 35 8. RESULTADOS EXPERIMENTALES .......................................................... 39 8.1 Modelización matemática...................................................................... 45 8.2 Determinación de la permeabilidad ...................................................... 50 9. CONCLUSIONES........................................................................................ 57 10. BIBLIOGRAFÍA........................................................................................... 58 11. ANEXOS...................................................................................................... 59 Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 1 ANTECEDENTES En el año 2003 entró en vigor el Real Decreto 140/2003, de 7 de febrero, en el que se establecen los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano. En esta normativa se incluye como parámetro de control la concentración de boro, fijándose como límite máximo 1 mg/L. Las Normas internacionales para el agua potable de la OMS publicada en 1993 se establecieron un valor de referencia basado en efectos sobre la salud de 0,3 mg/L para el boro, y se señaló que la eliminación del boro mediante el tratamiento del agua de consumo parece ser deficiente. Éste valor de referencia se aumentó a 0,5 mg/L en el apéndice a las Guías publicado en 1998 y se designó como provisional porque, con la tecnología de tratamiento disponible, será difícil alcanzarlo en zonas con concentraciones naturales de boro altas. Por otra parte, la presencia de concentraciones de boro superiores a 1 mg/L en aguas de regadío puede perjudicar a un amplio grupo de cultivos sensibles a este elemento. En este entorno se plantea el presente estudio en el cual se ha investigado la separación del boro de agua de mar mediante membranas líquidas soportadas con módulo de fibras huecas. 1. OBJETIVO El objeto de este estudio es determinar la eficiencia de la reducción del boro en medio acuoso a partir del proceso de extracción-reextracción mediante la tecnología de extracción con membranas líquidas soportadas usando módulos de fibras huecas. Introducción 2 2. INTRODUCCIÓN El agua del planeta es mayoritariamente salada tan sólo el 3% es agua dulce, de la que únicamente el 1%, contenida en ríos, lagos y acuíferos (aguas subterráneas), sirve para uso humano. El agua es un recurso natural cada día más escaso condicionado por el desarrollo económico, con sus consecuencias sociales y políticas añadidas, de las comunidades humanas. En nuestra sociedad, el agua es un bien de fácil acceso y bajo precio. Este hecho contribuye a que no nos planteemos el carácter limitado de este recurso natural y hagamos un mal uso del mismo, ya sea consumiendo más de lo necesario o contaminándolo de tal modo que imposibilitamos su reutilización o encarecemos su recuperación. La posible escasez del agua adquiere mayor relevancia al considerar territorios, que están sujetos a un clima caracterizado por la irregularidad de las precipitaciones. Penuria que se ve acentuada por un uso, no solo masivo y despilfarrador, sino también irrespetuoso, así, se devuelven a los cauces tras su utilización aguas que, en muchos casos, carecen de las características mínimas para otros usos y, como problema añadido, suponen un atentado para la fauna y la flora. La calidad del agua puede verse alterada por la contaminación de origen artificial, es decir, por los vertidos líquidos urbanos e industriales sin previa depuración, por los arrastres a cauces de fertilizantes y por los productos utilizados en la agricultura, estos son los principales causantes de la contaminación. Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 3 Por ello, las distintas legislaciones aplicables en el territorio español han establecido, en función de los usos a que se vaya a destinar, valores límite para los parámetros de calidad que no deben rebasarse. Particularizando en la concentración de boro presente en el agua de consumo humano, no todas las instalaciones cumplen la actual normativa (RD 140/2003), en la que se especifica la necesidad de suministrar agua con menos de 1 mg/L de boro. En España, donde la escasez de agua para los distintos usos es un problema cada vez mayor, se prevén alternativas, aunque no exentas de polémica, como la desalación y los trasvases. La propuesta del Plan Hidrológico es potenciar al máximo la desalación de agua de mar y la reutilización de las aguas depuradas, incluso con su desalación, tanto para disminuir la salinidad como para garantizar la ausencia de bacterias y virus, es decir, para conseguir las máximas garantías sanitarias. Los objetivos específicos del Plan Hidrológico son los siguientes:  Garantía de suministro en cantidad y calidad suficientes.  Preservación del medio acuífero.  Protección de los usos tradicionales del agua (agricultura).  Protección ambiental del territorio. Con la entrada en juego de la desalación y la reutilización de las aguas usadas, dicha situación se ha atenuado, pudiendo llegar en el futuro a que desde el sector de regadío se potencie el consumo urbano con más agua y de mejor calidad para así poder disponer de más y mejor agua depurada para el riego. Las empresas españolas son líderes en este mercado y están presentes en regiones como India, Oriente Medio y Norteamérica. La innovación española contribuye a promover la desalinización como una fuente sostenible de suministro de agua potable para millones de personas. Desalación 10 El rechazo de boro por parte de las membranas de ósmosis inversa se produce en unos porcentajes notablemente inferior a otras especies disueltas en el agua. 4.2 Proceso Experimental Este estudio va dirigido a la problemática que actualmente tienen los procesos convencionales por ósmosis inversa ya que solo retiene aniones y cationes y deja pasar las moléculas neutras (boro en forma de acido bórico), por este motivo se ven obligadas a diluir el agua ya desalada con otra de óptimas cualidades para que entre dentro de los parámetros de calidad. Estudios a nivel mundial llevados a cabo por parte de varias universidades y laboratorios especializados, concluyen que el método de la desalación podría acabar con los cítricos si el agua desalada se utiliza de forma masiva, a causa de la presencia de boro. La alternativa que se propone a estudio, sería la inclusión de membranas líquidas soportadas con módulo de fibras huecas en el proceso de desalación por ósmosis inversa evitando así la contaminación por boro. A continuación se muestra esquemáticamente el proceso alternativo propuesto en este estudio: 1. En los procesos de desalación por ósmosis inversa, el agua de mar debe someterse previamente a un tratamiento fisicoquímico para evitar la entrada de partículas y de materia coloidal. Después de este pretratamiento el agua salada pasa a las membranas de ósmosis inversa, aquí es donde se desala y el agua permeada debería salir con una concentración de boro en forma de ácido bórico adecuada. Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 11 Actualmente el esquema de una planta desaladora que opera con ósmosis inversa, se refleja en la siguiente imagen. Cabe destacar que el punto más importante de este esquema es el que está señalado con un círculo rojo, justo donde está implantado el proceso de ósmosis inversa. Bombas de alta presión Membranas de ósmosis inversa Filtros de arena Pretratado Filtros de cartucho Depósitos de Depósitos de desechos agua potable 2. El funcionamiento de una membrana de ósmosis inversa consiste en introducir el agua de mar y hacerla pasar a través de una membrana permeable al agua pero que impide el paso de las sales. Membrana Flujo de agua Agua permeada Entrada Moléculas Concentrado agua de mar rechazadas de salmuera La ósmosis inversa (OI) tiene algunas restricciones, hay ciertas especies químicas que el sistema no es capaz de retener, como por ejemplo las moléculas neutras de ácido bórico. El agua permeada que sale de la membrana es agresiva para las Desalación 12 Membrana semipermeable Es una estructura que contiene gran cantidad de poros de un tamaño minúsculo de tal forma que deja pasar las moléculas pequeñas pero no las grandes . tuberías y por este motivo debe recibir un post-tratamiento y mezclarse con aguas de otro origen para que estas poseen una calidad adecuada. . 3. El siguiente paso es implantar en la planta piloto de desalación el proceso alternativo propuesto, con la aplicación de las membranas liquidas soportadas con módulo de fibras huecas (MFH). Bomba de Bomba de baja presión MFH alta presión OI Agua Agua salada Agua de mar desalada Pretratamiento Emulsión FS Concentrado de salmuera FO * Fase stripping con borato Emulsión Es conveniente que la membrana de fibra hueca vaya delante de las membranas de ósmosis inversa. El motivo por el cual deben incorporarse delante, es que una vez que pase el fluido por el módulo este puede salir con trazas de los compuestos de la fase orgánica que serian eliminados por las membranas de ósmosis inversa. Las moléculas pequeñas como las del agua, entre otras, atraviesan la membrana Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 13 5. Membranas líquidas Desde el punto de vista de configuración de las membranas líquidas aplicadas a la extracción con disolventes se han desarrollado tres tipos fundamentales: 1) Membranas líquidas tipo “bulk” (BLM) En esta configuración se emplea una celda que evita la mezcla de las fases acuosas y la membrana líquida sin embargo, proporciona muy bajos flujos de transferencia de materia debido a que las áreas interfaciales a través de las cuales tiene lugar el transporte son muy pequeñas. La figura 1. muestra un esquema de la configuración de membranas líquidas tipo “bulk” (BLM). Fase de alimentación Fase de reextracción Membrana líquida Agitación Figura 1. Configuración de membranas líquidas tipo “bulk” (BLM) (2). 2) Membranas líquidas en emulsión (ELM) El gran relanzamiento de la aplicación de las membranas líquidas selectivas en el campo de la extracción líquido-líquido fue el uso de sistemas de membranas líquidas en emulsión (ELM). Este tipo de sistema se prepara añadiendo una solución acuosa a una solución orgánica que contiene un tensoactivo adecuado. De esta manera se forma una emulsión, la cual se mezcla con una segunda disolución acuosa. El problema más grande es la estabilidad de la emulsión, que Membranas líquidas 14 dificulta la recuperación del soluto y es por esto que sus aplicaciones son limitadas. Figura 2. Membrana líquida emulsionada.(2). Estos inconvenientes son los que llevan al desarrollo de tecnologías de membranas líquidas en contactores de membranas con las que se persigue evitar en la medida de lo posible, la dispersión de las diferentes fases líquidas implicadas en el proceso obteniendo flujos de transporte de materia razonables. 3) Tecnologías de membranas líquidas en contactores de membrana El primer intento de combinar contactores de membrana y membranas líquidas dio lugar a la tecnología de membranas líquidas soportadas (SLM). Se observó que los flujos de transporte de materia a través de la membrana eran bastante bajos. Figura 3. Configuración de membranas líquidas soportadas en contactores de membranas planas (2). Para evitar los inconvenientes que presentaban las membranas líquidas soportadas en su aplicación, se desarrollan las tecnologías de extracción con disolventes en contactores de fibra hueca. En este tipo de tecnologías, la fase Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 15 orgánica y fase stripping es recirculada continuamente por el interior de las fibras huecas mientras que la fase acuosa de alimentación es bombeadas por el exterior de las mismas. Por tanto, las tres fases fluidas implicadas se encuentran en movimiento produciéndose la transferencia de soluto a través de las interfases acuosa-orgánica que se sitúan en la boca (interior o exterior) de los poros de las fibras huecas. Figura 4. Configuración de membranas líquidas soportadas en contactores de fibras huecas (2). En función del número y tipo de contactores empleados y al modo en el que se ponen en contacto las diferentes fases fluidas se han desarrollado diferentes configuraciones de la tecnología de extracción con disolventes en contactores de fibras huecas:  Extracción líquido-líquido no dispersiva (NDSX)  Membranas líquidas contenidas (HFCLM)  Pertracción en emulsión (EPT)  Membranas líquidas soportadas (HFSLM) Las cuatro alternativas tienen en común que emplean el mismo sistema de extracción-reextracción y los mismos contactores de fibras huecas. Sin embargo, existen diferencias al modo en el que se ponen en contacto las diferentes fases fluidas. Este estudio se ha llevado acabo mediante la aplicación de HFSLM. Descripción de la metodología experimental 16 6. Descripción de la metodología experimental Experimentalmente se evaluará mediante la aplicación de la tecnología de extracción con disolventes, la velocidad de transporte de boro en forma de ácido bórico por la membrana líquida soportada con módulo de fibras huecas. o Efluente problema El efluente al que hace referencia este estudio es el agua de mar. Por el complejo pretratamiento físico-químico que ésta necesita antes de su paso por la membrana, se ha experimentado con disoluciones sintéticas que pretenden simular el agua de mar. En esta disolución se ha utilizado un agente salino que es el cloruro sódico y la especie expuesta a estudio (boro) a una concentración determinada. 6.1 Descripción del sistema experimental La técnica de HFSLM es una combinación de dos conocidas operaciones de separación, extracción y reextracción con disolventes, donde la fase orgánica actúa como una barrera de separación selectiva entre la fase de alimentación y la fase de reextracción. Este sistema permite el transporte selectivo de moléculas de una fase a otra. En el proceso de extracción-reextracción mediante tecnologías de extracción con disolventes en contactores de membrana intervienen tres fases fluidas o corrientes: I) la fase acuosa de alimentación, que es el efluente puesto a estudio, II) la fase orgánica, que contiene el agente extractante selectivo y III) la fase stripping de reextracción que contiene el agente reextractante. A continuación se detallan cada una de estas fases. Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 17 Fase acuosa de alimentación La fase acuosa de alimentación (FA) es el medio cloruro, cuya fase es donde se encuentra el soluto que se quiere extraer. Esta fase no variará de concentración en los diferentes ensayos, esta compuesta por NaCl 0.5 M y 10 mg/L de boro. La FA durante el experimento tiene que estar en condiciones ligeramente ácidas o neutras para mantener el boro en forma de ácido bórico, ya que a pH básicos se formarían boratos y el extractante no es afín a este compuesto. Fase orgánica Es la fase que permitirá la separación de los solutos, en contacto con la acuosa. La fase orgánica (FO) inmiscible en agua consiste en la mezcla de un extractante diluido en un disolvente y en un modificador de fase. - Agente extractante La extracción de un componente de una mezcla, se puede conseguir con la ayuda de un agente extractante que cumpla las siguientes condiciones:  El extractante debe ser inmiscible con la disolución a extraer.  Que el componente deseado sea soluble en el disolvente de extracción.  Que el resto de componentes no sean solubles en el disolvente de extracción.  Debe poseer una gran capacidad de extracción del elemento a eliminar.  Que no sea tóxico ni inflamable, aunque, desgraciadamente hay pocos que cumplan este criterio. En este estudio el extractante utilizado es un diol, concretamente 2-Butil-2-etil-1,3- propanodiol (BEPD). En los ensayos se aplica diferentes concentraciones de BEPD, para evaluar el efecto que produce en el transporte. La reacción de BEPD con el ácido bórico que se forma es la siguiente. Descripción de la metodología experimental 18 La idea más importante de esta reacción es que la forma que tiene la molécula de BEPD y la molécula del acido bórico, hacen que coincidan en las distancias entre los grupos hidróxilos de cada una, esto conlleva a que el extractante elegido sea selectivo hacia la molécula a transportar, ya que forman una unión fuerte. - Modificador de fase El modificador de fase disuelto en la fase orgánica es el decanol, este ayuda a mejorar las propiedades del extractante, aumentando la solubilidad. Utilizando conjuntamente el extractante y el modificador de fase en concentraciones adecuadas, el factor de recuperación de la extracción conjunta es mayor. - Disolvente El disolvente que contiene la fase orgánica es el queroseno, este mejora las propiedades físicas de la fase orgánica. Fase stripping La fase stripping (FS) esta formada por 0,2 M de NaCl y 0,1 M de NaOH. La fase stripping junto a la fase orgánica forma una emulsión, la cual es la encargada de realizar simultáneamente la extracción–reextracción dentro del módulo de fibras huecas. Previamente a la elección de BEPD, decanol y queroseno, han habido estudios realizados por antiguos proyectistas que experimentaron con otros tipos de Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 19 reactivos y llegaron a la conclusión que esta combinación era la más eficiente para la separación de boro. Los pasos a seguir durante el proceso experimental para la determinación de la velocidad de transporte del boro en forma de ácido bórico, se representa en el diagrama siguiente: 6.2 Membrana líquida soportada con módulo de fibra hueca (HFSLM) El dispositivo experimental utilizado para llevar a cabo las pruebas de eliminación de boro mediante HFSLM está constituido por diferentes elementos, siendo el módulo de fibras huecas el componente base de esta tecnología. El módulo contiene un conjunto de fibras microporosas hidrófobas de polipropileno empaquetadas y contenidas en el interior de una carcasa de polietileno. El conjunto tiene una configuración tubular similar a la de un intercambiador de calor de carcasa y tubos, permitiendo la circulación de uno de los fluidos por el interior de las fibras (tubos), y del otro a través del espacio entre fibras (carcasa). El módulo de fibras huecas utilizado en este trabajo es un módulo Liqui-Cel ® Extra– Flow 2.5x8. Puesta a punto del dispositivo experimental 26 7. PUESTA A PUNTO DEL DISPOSITIVO EXPERIMENTAL Para la evaluación de la velocidad de transporte de boro en forma de ácido bórico, se han planteado los siguientes objetivos específicos:  Montaje y puesta en marcha del dispositivo experimental.  Estudio comparativo de la actuación de las diferentes concentraciones de la solución orgánica. 7.1 Equipo experimental El sistema experimental utilizado para llevar a cabo los experimentos de extracción-reextracción, está constituido por diferentes elementos, siendo el módulo de fibras huecas (MFH) el componente base de esta tecnología. A continuación se representa el esquema que simula el equipo experimental. Figura 8. Esquema del equipo experimental utilizado en los ensayos. Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 27 En la siguiente fotografía se presenta una imagen del dispositivo experimental utilizado. Fotografía 2. Dispositivo experimental utilizado. Imágenes desde otras perspectivas del dispositivo experimental. Fotografía 3. Imagen anterior y posterior del sistema experimental. Puesta a punto del dispositivo experimental 28 7.2 Material utilizado A lo largo de la experimentación se han utilizado diferentes tipos de materiales, equipos y reactivos que están indicados en las siguientes tablas. Material de laboratorio Imanes Cronómetro Espátulas Soportes, pinzas Micropipetas y puntas correspondientes Probetas de diversa capacidad Matraces aforados de diversa capacidad Vasos de precipitados de diferente tamaño Tabla 2. Material de laboratorio necesario para los ensayos. Equipo utilizados pH-metro de la marca CRISON Agitador-calefactor magnético de la marca AGIMATIC-N Balanza analítica (300/0,01g) de la marca COBOS Espectrofotómetro UV-VISIBLE de la marca Shimadzu modelo UV-1603 Tabla 3. Equipos utilizados en los ensayos. Reactivos Decanol Etanol Ácido bórico Acetona Azomethine H Ácido ascórbico, PA Queroseno Acido acético glacial Hidróxido de sodio, PRS Acetato de amonio, PRS Cloruro de sodio, PRS BEPD, 2-Butil-2-etil-1,3-propanodiol Tabla 4. Reactivos utilizados. Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 29 7.3 Descripción del procedimiento experimental A continuación se describe la metodología de trabajo general seguida para llevar a cabo cada uno de los experimentos. El primer paso consiste en preparar las diferentes soluciones: - Preparar 4 L de fase acuosa de 0,5 M de NaCl, siempre utilizando agua destilada. - Preparar 2 L de una solución madre que contenga 1000 mg/L de boro, a partir de ácido bórico. - A continuación, se preparan 200 mL de la fase stripping de composición 0,1 M de NaOH y 0,2 M de NaCl, en este caso se utilizara agua bidestilada. - Y por último 250 mL de fase orgánica requerida (diferentes según el experimento) utilizando 2-Butil-2-etil-1,3-propanodiol (BEPD), decanol y queroseno. Unos 100 mL de FO se emplean para el ensayo y los 150 mL restantes se utilizan en la limpieza del módulo. Los experimentos están dividido en dos grupos; I) variando las concentraciones del extractante y con un 25% de decanol y II) el segundo grupo contiene las mismas variaciones de concentración del extractante, pero con un 50% de decanol. A continuación, se debe diseñar un protocolo de puesta en marcha del equipo. Este protocolo es de gran importancia seguirlo paso a paso sin errores, ya que un error en algunos de los puntos puede causar resultados erróneos y eso supondría tener que repetir el experimento. Puesta a punto del dispositivo experimental 30 Protocolo de puesta en marcha del equipo 1. Rellenar un vaso de precipitados de 500 mL con 200 mL de fase stripping. 2. Rellenar un recipiente de 5 L con 3660 mL de cloruro sódico 0,5 M. 3. Poner en funcionamiento los dos agitadores. 4. Poner en funcionamiento la bomba de impulsión de la fase acuosa. 5. Poner en funcionamiento la bomba de impulsión de la fase stripping. 6. Ajustar los caudales deseados con los reguladores de velocidad del motor. 7. Ajustar las presiones con las válvulas de regulación. (Tiene que haber una sobrepresión de 0,2 bares en la fase de alimentación). 8. Añadir 100 mL de fase orgánica al recipiente de la fase stripping. 9. Reajustar los caudales y las presiones. 10. Añadir 40 mL de la solución de 1000 mg/L de boro en el recipiente de la fase de alimentación. 11. Poner en funcionamiento el cronómetro. 12. Cada hora y media aproximadamente tomar una muestra, durante las 10 horas que dura el proceso. Cabe destacar, que la sobrepresión en la fase de alimentación sirve para evitar el paso de la FO desde la emulsión a la alimentación. Si en algún momento las presiones se invirtieran, la emulsión podría pasar al recipiente de la fase de alimentación contaminándola y no se produciría la extracción. Condiciones de operación Durante el experimento la fase de alimentación se tiene que mantener a un pH neutro o ligeramente ácido, favoreciendo la formación de ácido bórico (en el agua de mar el boro está en forma de ácido bórico, pH aproximado 6,5) y evitando que pase a borato. Ya que el extractante es selectivo para extraer el boro en forma de ácido bórico. Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 31 Muestreo La transferencia del ácido bórico es lenta, por este motivo es adecuado dejar un tiempo entre muestra y muestra. Durante las diez horas que dura cada ensayo experimental se tiene que tomar muestra cada hora y media de la fase de alimentación y de la emulsión, donde se transfiere el boro. Exceptuando la primera muestra de la fase de alimentación que será a los 5 minutos de iniciar el experimento, para que se homogenice la mezcla de la alimentación y saber la concentración real de boro a la que se inicia el experimento. La toma de muestra se indica en las imágenes siguientes. Muestreo de la fase emulsión Muestreo FA Puesta a punto del dispositivo experimental 32  De la fase emulsión se debe tomar un volumen suficientemente grande para que una vez separada asegurarse de obtener 10 mL de la fase stripping. Por ello se toman 20 mL de muestra, el volumen restante se devuelve al tanque de emulsión, al igual que se adicionan 10 mL de fase stripping supliendo los 10 mL de muestra extraídos, esto es debido a que se debe trabajar a volumen constante.  En el tanque de alimentación no sucede este problema, ya que contiene una cantidad suficientemente grande y la toma de muestra que es de poca cantidad no representa ningún problema. Estos procesos de muestreo se deben repetir cada vez que se tome una muestra nueva. Las adiciones de fase stripping que se producen en cada toma de muestra se tendrán en cuenta a la hora de calcular el boro transportado. Protocolo de limpieza del equipo Una vez finalizado el experimento o antes de empezar con un nuevo ensayo, se debe proceder a la limpieza del dispositivo. El tipo de empaquetamiento que contienen las membranas líquidas soportadas con módulo de fibras huecas es muy sensible al ensuciamiento por la posible obstrucción de las fibras. Este tipo de membranas no se pueden desmontar de un experimento a otro, por este motivo se ha diseñado un protocolo de limpieza para evitar que queden restos de las soluciones empleadas en los respectivos ensayos. Consiste en pasar soluciones a contracorriente para librar las fibras de la fase orgánica, y de las soluciones utilizadas. Los pasos a seguir son los siguientes: 1. Quitar el recipiente de la FA y sustituirlo por un vaso con agua destilada. Hacer recircular por la carcasa del módulo unos 1000 mL de agua. Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 33 2. Manteniendo el agua limpia del tanque de alimentación y en recirculación, poner en funcionamiento la agitación y presión de la fase emulsión para extraer la mayor cantidad de FO del interior de las fibras. 3. Medir la cantidad extraída de FO, y desecharla en el bidón de recuperación de orgánico. 4. A continuación se debe rellenar el tanque de emulsión de agua destilada y hacerla recircular para limpiar el interior de las fibras. 5. Una vez que se ha hecho recircular un litro de agua por el interior de las fibras, repetir la operación pero con 500 mL de fase stripping. 6. Añadir de nuevo 200 mL de fase stripping y 150 mL de la fase orgánica que se vaya a utilizar en el próximo experimento, invertir presiones, en este caso debe haber una sobrepresión para la fase emulsión. Este paso sirve para librar los poros de la fibra de la FO del ensayo anterior, ya que se pasarán los 150 mL FO al tanque de FA. 7. Una vez recogido los 150 mL aproximadamente de FO en la alimentación, volver a invertir presiones aumentando en 0,2 bares la FA. Proceder a la limpieza de la carcasa del módulo, siguiendo el paso número 1, pero en este caso primero se hará pasar por esta agua destilada y después FA para que el módulo quede relleno de esta solución. 8. Y por último repetir el paso número 4 y 5 para limpiar el interior de las fibras huecas. Aunque parezca algo simple, el hecho de hacer funcionar y limpiar el dispositivo experimental a provocado algún incidente durante los experimentos, por fugas de las soluciones por los diferentes tubos, conectores y por las emulsiones formadas. Se debe ser riguroso a la hora de manipular el equipo. A continuación se muestra un esquema del sistema de limpieza. Puesta a punto del dispositivo experimental 34 Las siglas representadas significan: - E.FA.MFH: entrada conducto FA al módulo de fibras huecas (MFH). - S.FA.MFH: salida conducto FA del MFH. - E.FS y FO.MFH: entrada conducto FS y FO al MFH. - S.FS y FO. MFH: salida conducto FS y FO del MFH. Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 35 7.4 Determinación del boro Para cuantificar el transporte se necesita saber la concentración de boro en cada muestra tomada para cada uno de los diferentes experimentos. Para analizar el boro de las muestras de los diferentes ensayos se puede llevar a cabo mediante tres métodos. 1. Determinación del boro mediante espectrofotometría de absorción atómica. 2. Método del carmín mediante espectrofotometría de absorción molecular. 3. Método del azomethine-H mediante espectrofotometría de absorción molecular. Previamente se probaron estos tres métodos por proyectistas anteriores para elegir el más conveniente. Finalmente se optó por utilizar el método del azomethine-H. Método de azomethine-H El método del azomethine-H es un método colorimétrico donde se analiza el boro en forma de ácido bórico mediante la formación de un complejo coloreado. La medición de las muestras se realiza mediante espectrofotometría de absorción molecular ultravioleta-visible. Es un método rápido, fiable y más conveniente en nuestro caso que los anteriores métodos. A continuación se explican las condiciones óptimas y pasos ha seguir para realizar este método. 1) Preparación de los reactivos empleados en el método.  Solución Azomethine-H, disolver 1.00 g de azomethine-H y 2.00 g de ácido ascórbico en unos 50 mL de agua calentando suavemente Resultados experimentales 42 A partir de la obtención de la masa de boro transferido se pasa a tanto por ciento de boro recibido. A continuación se representa el porcentaje de boro recibido en la fase stripping frente al tiempo. 0 20 40 60 80 100 0 100 200 300 400 500 600 700 Tiempo (min) % B recibido 0M BEPD 0.15M BEPD 0.30M BEPD 0.45M BEPD 0.60M BEPD Gráfica 4. Variación del porcentaje de boro recibido en la fase stripping con el tiempo . Como se puede observar la cantidad de boro transferido aumenta con la concentración de extractante. Se aprecia que la curva con mayor concentración de extractante presenta un transporte más rápido de boro. También se puede observar que el disolvente y el modificador de fase transportan boro por si mismo, pero en menos extensión. Si comparamos las curvas de la fase de alimentación y de la fase stripping son simétricas y esto implica que no hay acumulación en la membrana. Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 43 o La segunda serie de datos obtenidos con 50% de decanol, se presentan a continuación gráficamente. En primer lugar se muestra la evolución de la concentración de boro en la fase de alimentación y en la fase stripping. 0 3 6 9 12 0 100 200 300 400 500 600 700 Tiempo (min) [B] mg/L 0M BEPD 0.15M BEPD 0.30M BEPD 0.45M BEPD 0.60M BEPD Gráfica 5. Evolución con el tiempo de la concentración de boro en la fase de alimentación. 0 20 40 60 80 100 0 100 200 300 400 500 600 700 Tiempo (min) [B] mg/L 0M BEPD 0.15M BEPD 0.30M BEPD 0.45M BEPD 0.60M BEPD Gráfica 6. Evolución con el tiempo de la concentración de boro en la fase stripping. Resultados experimentales 44 Observando la serie con 50% de decanol, se aprecia que las tendencias son similares a la serie con 25% de decanol. • Normalización de los resultados Para poder visualizar mejor esta evolución trabajaremos de nuevo con los datos normalizados. 0 20 40 60 80 100 0 100 200 300 400 500 600 700 Tiempo (min) % B que queda 0 M BEPD 0.15 M BEPD 0.30 M BEPD 0.45 M BEPD 0.60 M BEPD Gráfica 7. Porcentaje de boro frente al tiempo en la fase de alimentación. 0 20 40 60 80 100 0 100 200 300 400 500 600 700 Tiempo (min) % B recibido 0 M BEPD 0.15 M BEPD 0.30 M BEPD 0.45 M BEPD 0.60 M BEPD Gráfica 8. Porcentaje de boro frente al tiempo en la fase stripping. Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 45 Haciendo una comparativa entre los dos grupos de experimentos, se determina que la serie realizada con 25% de decanol ofrece mejores resultados, ya que después de las diez horas de trabajo, el porcentaje de boro transferido a la fase stripping es superior a los resultados obtenidos con 50% de decanol. Este comportamiento es debido al bloqueo parcial del extractante por parte del decanol (tal y como se ha comentado anteriormente). Y en ausencia de extractante a más decanol más transporte. Los resultados de la serie con 50% se pueden ver en el anexo A2. En el siguiente apartado se proporciona un modelo matemático sencillo, que permite cuantificar el transporte de boro en este dispositivo experimental. 8.1 Modelización matemática En este apartado, se desarrolla el modelo matemático que permite describir globalmente el transporte de boro a través de la membrana y que permitirá llevar a cabo el diseño óptimo del proceso. Este proyecto forma parte de un estudio más amplio que se lleva a cabo en el departamento de ingeniería química de la EPSEVG, sobre la eliminación de boro del agua desalinizada. El modelo de extracción líquido-líquido ha sido descrito previamente por proyectistas anteriores. Nos basaremos en sus datos para hacer esta modelización.  Desarrollo del modelo matemático La modelización parte inicialmente de un balance de materia en estado no estacionario del ácido bórico en el sistema. La ecuación general del balance de materia es: Acumulación = Entrada + Producción - Salida - Consumo Resultados experimentales 46 Aplicando el balance de boro a la alimentación, el balance quedará: A = - S Representando en imagen el balance en la FA tenemos : Solamente existe acumulación y salida, ya que la producción, la entrada y el consumo en este caso son cero. El término acumulación se expresa como la variación de los moles de H 3 BO 3 dentro del tanque de alimentación con el tiempo. ( ) dt nd A f BOH 33 = Donde: 33 BOH n, número de moles de ácido bórico en la fase de alimentación. f, fase de alimentación. t , es el tiempo. Y la salida corresponde a la cantidad de moles de H 3 BO 3 que se transfieren hacia la fase emulsión. NS = Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 47 Donde: N , son los moles de ácido bórico transferidos (kmol/h). El transporte de boro mediante extracción-difusión es exclusivamente a partir de la especie H 3 BO 3 . El flujo de ácido bórico que atraviesa la membrana es proporcional al gradiente de concentración a ambos lados de la membrana, se denomina proceso difusional. El desplazamiento de las moléculas de ácido bórico va en dirección de mayor a menor concentración. El proceso de difusión es estudiado a partir de la primera Ley de Fick. dz dc DJ BOH 33 ⋅−= En nuestro caso se representa: e c DJ BOH 33 ∆ ⋅−= Donde: J, flujo de ácido bórico (kmol H 3 BO 3 /h·m 2 ). 33 BOH c∆, diferencia de concentración entre los extremos de la membrana. e, grosor de la fibra (m). D, difusividad de la especie transportada (m 2 /h) Los moles transferidos de la alimentación a la fase stripping, se puede expresar como: AJN ⋅ = Resultados experimentales 48 Agrupando la acumulación y la salida con estos términos, tenemos: ( ) AJ dt nd BOH f BOH ⋅−= 33 33 Donde: A, área de transferencia que corresponde al área de los capilares del módulo de fibra hueca. Desarrollando en la ecuación anterior el término 33 BOH J , quedará : ( ) Acc e D dt cVd sBOHfBOH BOH f BOH ⋅−⋅ − = ⋅ 3333 33 33 )( Donde: fBOH c 33 , concentración en mol/m 3 de H 3 BO 3 en la alimentación. sBOH c 33 , concentración en mol/m 3 de H 3 BO 3 en la fase stripping. D, se denomina coeficiente de difusión. El medio en que se encuentra la fase stripping es alcalino, el boro en esta fase está en forma de borato, por tanto la sBOH c 33 será 0. Agrupando los términos de difusividad y espesor en una única variable la ecuación queda: ( ) f BOH f BOH cAP dt cVd 33 33 ⋅⋅−= ⋅ Donde: V, volumen de la fase alimentación en m 3 . P, permeabilidad expresada en m/h. Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 49 El valor de la permeabilidad nos proporciona información sobre la velocidad con que se transfiere el ácido bórico de una fase a otra. Separando variables de la ecuación anterior: dt V AP c dc BOH f BOH f ⋅ ⋅− = 33 33 Integrando: = f f c dc dt V AP ⋅ ⋅ Donde: c of, es la concentración inicial en (kmol/m 3 ) de ácido bórico en la celda de alimentación. ( ) 0lnln 0 −⋅ ⋅ − =− t V AP cc ff Finalmente obtenemos: t V AP c c f f ⋅ ⋅− = 0 ln Haciendo una representación grafica de f f c c A V 0 ln − frente al tiempo, dará una recta cuya pendiente proporciona directamente el valor de la permeabilidad. Los resultados obtenidos de la permeabilidad, se encuentran en los anexos A1-A2 respectivamente. ∫ f f c c 0 ∫ − t 0 Resultados experimentales 50 y = 5,93E-04x 0,0E+00 2,0E-03 4,0E-03 6,0E-03 8,0E-03 0 2 4 6 8 10 12 Tiempo (h) -(V/A) · In(cf/cfo) 8.2 Determinación de la permeabilidad o A continuación se muestran las gráficas para la obtención de la permeabilidad, para la serie con 25% de decanol. Gráfica 9. Extractante 0 M BEPD. Gráfica 10. Extractante 0.15 M BEPD. Gráfica 11. Extractante 0.30 M BEPD. Gráfica 12. Extractante 0.45 M BEPD. y = 7,49E-04x 0,0E+00 2,0E-03 4,0E-03 6,0E-03 8,0E-03 0 2 4 6 8 10 12 Tiempo (h) -(V/A) · In(cf/cfo) Gráfica 13. Extractante 0.60 M BEPD. y = 3,15E-04x 0,0E+00 7,0E-04 1,4E-03 2,1E-03 2,8E-03 3,5E-03 0 2 4 6 8 10 12 Tiempo (h) -(V/A) · In(cf/cfo) y = 4,25E-05x 0,0E+00 1,0E-04 2,0E-04 3,0E-04 4,0E-04 5,0E-04 0 2 4 6 8 10 12 Tiempo (h) -(V/A) · In(cf/cfo) y = 4,79E-04x 0,0E+00 1,0E-03 2,0E-03 3,0E-03 4,0E-03 5,0E-03 6,0E-03 0 2 4 6 8 10 12 Tiempo (h) -(V/A) · In(cf/cfo) Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 51  Tabla de permeabilidades En la siguiente tabla se recogen los valores de las pendientes de las rectas representadas para cada experimento que han dado lugar a los valores de permeabilidad. Concentración de BEPD Permeabilidad (m/h) 0M 4,25·10 -5 0,15M 3,15·10 -4 0,30M 4,79·10 -4 0,45M 5,93·10 -4 0,60M 7,49·10 -4 Como era de esperar el valor de la permeabilidad aumenta con la concentración de BEPD. Si el proceso se realiza sin extractante la permeabilidad es un orden de magnitud inferior a la encontrada en los casos restantes. o Se determina de la misma manera la permeabilidad para la serie con 50% de decanol. y = 5,80E-05x 0,0E+00 1,0E-04 2,0E-04 3,0E-04 4,0E-04 5,0E-04 6,0E-04 7,0E-04 0 2 4 6 8 10 12 Tiempo (h) -(V/A) · In(cf/cfo) Gráfica 14. Extractante 0 M BEPD Bibliografía 58 10. BIBLIOGRAFÍA 1. Estudio del transporte mediado a través de membranas líquidas. José Antonio Ibáñez Mengual, Antonio Hernández Giménez, Fernando Tejerina García. (Universidad de Murcia). 2. Bringas Elizalde, Eugenio. Contribución al Diseño de Procesos de Separación con Membranas Líquidas Selectivas. Tratamiento de Aguas Subterráneas Contaminadas con Cr(VI). Tesis Doctoral. Universidad de Cantabria. 3. De La Fuente García-SOTO, M. Diseño y desarrollo de un sistema de tratamiento para la eliminación de boro en vertidos industriales. Tesis doctoral. 4. Martínez Guantes, Beatriz. Ultrafiltración extractiva con ácido dinonilnaftalenosulfónico aplicado a la recuperación de betaína tesis de master. Tesis Doctoral. Universidad de Burgos. 5. M.Valcárcel Cases, A.Gómez Hens, Técnicas Analíticas de Separación. Editorial Reverte, S.A., 1988. 6. Geankoplis.C.J. Procesos de Transporte y Operaciones Unitaria, 3º Edición. Editorial Continental S.A., 1998. 7. Modelització de transport de bor en una membrana líquida suportada plana mitjançant MATLAB. Joan Anton Viñals Atienza 8. www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2009/09/27/188 235.php 9. www.liqui-cel.com.mx/product-information/data-sheets.cfm Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 59 11. ANEXOS o Anexo A: Resultados obtenidos de los ensayos experimentales A1. Resultados obtenidos con 25% de decanol .  Concentración de boro en cada fase durante el proceso, determinado por espectrofotometría. FA FS Tiempo (min) [B] mg/L Tiempo (min) [B] mg/L 5 9,874 - - 100 9,961 100 2,219 186 9,572 186 4,176 271 9,287 271 6,150 375 9,215 375 7,987 456 9,174 456 9,766 569 8,495 569 11,478 620 8,450 620 12,113 Tabla A1.1. Resultados experimentales al 0 M BEPD. FA FS Tiempo (min) [B] mg/L Tiempo (min) [B] mg/L 7 9,970 - - 90 8,593 92 16,814 180 7,209 180 30,605 271 5,984 272 43,186 365 5,163 365 51,841 445 4,433 445 58,626 524 3,840 526 65,029 609 3,262 612 69,043 Tabla A1.2 .Resultados experimentales al 0,15 M BEPD. Anexos 60 FA FS Tiempo (min) [B] mg/L Tiempo (min) [B] mg/L 5 9,962 - - 101 7,694 101 19,588 184 6,114 184 32,231 284 4,572 284 46,243 371 3,587 371 53,354 468 2,679 468 62,587 543 2,124 543 67,068 613 1,769 613 70,193 Tabla A1.3. Resultados experimentales al 0,30 M BEPD. FA FS Tiempo (min) [B] mg/L Tiempo (min) [B] mg/L 5 9,794 - - 90 7,533 90 26,022 184 5,903 184 47,145 271 3,671 271 59,467 370 2,576 370 70,604 454 1,866 454 76,719 539 2,175 539 83,700 601 1,388 601 85,727 Tabla A1.4. Resultados experimentales al 0,45 M BEPD. FA FS Tiempo (min) [B] mg/L Tiempo (min) [B] mg/L 5 9,682 - - 92 6,704 92 28,816 180 4,459 180 49,880 258 3,216 258 62,481 381 1,782 381 74,508 449 1,418 449 80,251 539 1,109 539 83,847 600 0,833 600 86,455 Tabla A1.5. Resultados experimentales al 0,60 M BEPD. Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 61  Normalización de los resultados obtenidos. 0 M BEPD 0,15 M BEPD 0,30 M BEPD Tiempo (min) %B que queda Tiempo (min) %B que queda Tiempo (min) %B que queda 0 100,00 0 100,00 0 100,00 5 98,94 7 98,95 5 97,39 100 98,63 90 85,28 101 74,78 186 95,73 180 71,54 184 59,42 271 92,36 271 59,39 284 44,43 375 91,60 365 51,24 371 34,87 456 89,73 445 44,00 468 26,03 569 86,79 524 38,11 543 20,65 620 84,99 609 32,38 613 17,19 Tabla A1.6.Normalización de los resultados de la alimentación en las series al 0 M, 0,15 M y 0,30 M de BEPD al 25 % de decanol. 0,45 M BEPD 0,60 M BEPD Tiempo (min) %B que queda Tiempo (min) %B que queda 0 100,00 0 100,00 5 97,07 5 99,69 90 75,43 92 71,57 184 59,11 180 47,60 271 36,76 258 34,33 370 25,79 381 19,03 454 18,69 449 15,14 539 15,77 539 11,84 601 13,90 600 8,89 Tabla A1.7.Normalización de los resultados de la alimentación en las series al 0,45 M y 0,60 M de BEPD al 25 % de decanol. 0 M BEPD 0,15 M BEPD 0,30 M BEPD Tiempo (min) %B recibido Tiempo (min) %B recibido Tiempo (min) %B recibido 0 0,00 0 0,00 0 0,00 100 2,62 92 14,71 101 19,34 186 4,64 180 27,15 184 37,63 271 6,53 272 38,82 284 54,66 375 8,92 365 47,31 371 64,13 456 10,94 445 54,33 468 76,21 569 14,02 526 61,14 543 83,05 620 15,00 612 67,62 613 83,96 Tabla A1.8.Normalización de los resultados de la fase stripping en las series al 0 M, 0,15 M y 0,30 M de BEPD al 25 % de decanol. Anexos 62 0,45 M BEPD 0,60 M BEPD Tiempo (min) %B recibido Tiempo (min) %B recibido 0 0,00 0 0,00 90 26,67 92 30,36 184 48,32 180 52,56 271 60,95 258 65,84 370 72,37 381 78,51 454 78,64 449 84,56 539 85,79 539 88,35 601 87,87 600 91,10 Tabla A1.9.Normalización de los resultados de la fase stripping en las series al 0,45 M, y 0,60 M de BEPD al 25 % de decanol.  Determinación de la permeabilidad a partir del modelo matemático. 0 M BEPD 0,15 M BEPD 0,30 M BEPD Tiempo (h) Permeabilidad Tiempo (h) Permeabilidad Tiempo (h) Permeabilidad 0,08 3,02E-05 0,12 3,00E-05 0,08 7,35E-05 1,67 3,89E-05 1,50 4,52E-04 1,68 8,08E-04 3,10 1,23E-04 3,00 9,50E-04 3,07 1,45E-03 4,52 2,24E-04 4,52 1,48E-03 4,73 2,25E-03 6,25 2,48E-04 6,08 1,90E-03 6,18 2,93E-03 7,60 3,06E-04 7,42 2,33E-03 7,80 3,74E-03 9,48 4,00E-04 8,73 2,74E-03 9,05 4,38E-03 10,33 4,59E-04 10,15 3,20E-03 10,22 4,89E-03 Tabla A1.10. Datos de permeabilidad obtenidos al 25 % de decanol. 0,45 M BEPD 0,60 M BEPD Tiempo (h) Permeabilidad Tiempo (h) Permeabilidad 0,08 8,49E-05 0,08 9,53E-06 1,50 8,06E-04 1,53 1,02E-03 3,07 1,50E-03 3,00 2,26E-03 4,52 2,86E-03 4,30 3,26E-03 6,17 3,87E-03 6,35 5,06E-03 7,57 4,79E-03 7,48 5,76E-03 8,98 5,28E-03 8,98 6,51E-03 10,02 5,64E-03 10,00 7,38E-03 Tabla A1.11. Datos de permeabilidad obtenidos al 25 % de decanol Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 63 A2. Resultados obtenidos con 50% de decanol .  Concentración de boro en cada fase durante el proceso, determinado por espectrofotometría. FA FS Tiempo (min) [B] mg/L Tiempo (min) [B] mg/L 5 10,247 - - 90 9,974 90 2,879 188 9,720 188 6,029 274 9,299 274 8,988 377 9,124 377 12,482 453 8,892 453 14,746 540 8,519 540 17,858 600 8,199 600 19,817 Tabla A2.1 .Resultados experimentales al 0 M BEPD. FA FS Tiempo (min) [B] mg/L Tiempo (min) [B] mg/L 5 9,581 - - 88 8,885 88 8,845 180 8,189 180 17,285 266 7,264 266 25,744 374 6,597 374 34,863 488 5,731 488 44,684 540 5,304 540 49,256 600 4,924 600 52,557 Tabla A2.2 .Resultados experimentales al 0,15 M BEPD. FA FS Tiempo (min) [B] mg/L Tiempo (min) [B] mg/L 5 9,777 - - 88 8,600 88 12,540 220 6,876 220 28,852 268 6,339 268 34,622 377 5,272 377 45,660 467 4,535 467 52,609 539 3,919 539 57,653 575 3,644 575 58,888 Tabla A2.3 .Resultados experimentales al 0,30 M BEPD. Anexos 64 FA FS Tiempo (min) [B] mg/L Tiempo (min) [B] mg/L 6 9,857 - - 90 8,150 90 20,080 180 6,852 180 37,315 271 4,964 271 50,976 389 3,694 389 64,693 450 3,171 450 70,009 540 2,467 540 76,593 600 2,077 600 82,476 Tabla A2.4 .Resultados experimentales al 0,45 M BEPD. FA FS Tiempo (min) [B] mg/L Tiempo (min) [B] mg/L 5 9,749 - - 90 7,465 90 24,616 180 5,589 180 43,922 270 4,098 270 58,183 361 3,055 361 68,354 462 2,224 462 78,029 548 1,656 548 82,682 600 1,451 600 84,267 Tabla A2.5 .Resultados experimentales al 0,60 M BEPD.  Normalización de los resultados obtenidos. 0 M BEPD 0,15 M BEPD 0,30 M BEPD Tiempo (min) %B que queda Tiempo (min) %B que queda Tiempo (min) %B que queda 0 100,00 0 100,00 0 100,00 5 99,21 5 97,50 5 97,79 90 96,58 88 90,41 88 86,02 188 94,12 180 83,33 220 68,78 274 90,04 266 73,92 268 63,40 377 88,35 374 67,13 377 52,73 453 86,10 488 58,32 467 45,36 540 82,49 540 53,97 539 39,19 600 79,38 600 50,11 575 36,45 Tabla A2.6.Normalización de los resultados en la alimentación para las series al 0 M, 0,15 M y 0,30 M de BEPD al 50 % de decanol.. Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 65 0,45 M BEPD 0,60 M BEPD Tiempo (min) %B que queda Tiempo (min) %B que queda 0 100,00 0 100,00 6 95,02 5 98,25 90 78,56 90 75,22 180 66,05 180 56,33 271 47,85 270 41,29 389 35,61 361 30,78 450 30,56 462 22,42 540 23,78 548 16,69 600 20,02 600 14,62 Tabla A2.7. Normalización de los resultados en la fase de alimentación para las series al 0,45 M y 0,60 M de BEPD al 50 % de decanol. 0 M BEPD 0,15 M BEPD 0,30 M BEPD Tiempo (min) %B recibido Tiempo (min) %B recibido Tiempo (min) %B recibido 90 3,20 88 8,29 88 13,17 188 6,71 180 16,20 220 30,29 274 10,00 266 24,13 268 36,35 377 13,89 374 32,68 377 47,94 453 16,41 488 41,89 467 55,24 540 19,87 540 46,18 539 60,54 600 20,62 600 49,89 575 63,55 Tabla A2.8.Normalización de los resultados en la fase stripping para las series al 0 M, 0,15 M y 0,30 M de BEPD al 50 % de decanol.. 0,45 M BEPD 0,60 M BEPD Tiempo (min) %B recibido Tiempo (min) %B recibido 90 20,08 90 24,62 180 37,31 180 43,92 271 50,98 270 58,18 389 64,69 361 68,35 450 70,01 462 78,03 540 76,59 548 82,68 600 79,98 600 85,38 Tabla A2.9.Normalización de los resultados en la fase stripping para las series al 0,45 M y 0,60 M de BEPD al 50 % de decanol.. Anexos 66  Determinación de la permeabilidad a partir del modelo matemático. 0 M BEPD 0,15 M BEPD 0,30 M BEPD Tiempo (h) Permeabilidad Tiempo (h) Permeabilidad Tiempo (h) Permeabilidad 0,08 2,18E-05 0,08 7,37E-05 0,08 6,38E-05 1,67 9,63E-05 1,47 2,93E-04 1,47 4,30E-04 3,10 1,68E-04 3,00 5,30E-04 3,67 1,07E-03 4,52 2,90E-04 4,43 8,78E-04 4,47 1,30E-03 6,25 3,42E-04 6,23 1,16E-03 6,28 1,83E-03 7,60 4,14E-04 8,13 1,57E-03 7,78 2,26E-03 9,48 5,32E-04 9,00 1,79E-03 8,98 2,68E-03 10,33 6,38E-04 10,00 2,01E-03 9,58 2,88E-03 Tabla A2.10. Datos de permeabilidad obtenidos al 50 % de decanol. 0 M BEPD 0,15 M BEPD Tiempo (h) Permeabilidad Tiempo (h) Permeabilidad 0,10 1,41E-04 0,08 5,10E-05 1,50 6,65E-04 1,50 8,20E-04 3,00 1,14E-03 3,00 1,65E-03 4,52 2,03E-03 4,50 2,55E-03 6,48 2,85E-03 6,02 3,39E-03 7,50 3,27E-03 7,70 4,30E-03 9,00 3,96E-03 9,13 5,15E-03 10,00 4,43E-03 10,00 5,53E-03 Tabla A2.11. Datos de permeabilidad obtenidos al 50 % de decanol. Eliminación de boro con membranas de fibra hueca 67 o Anexo B: Membrana líquida soportada con módulo de fibra hueca. Plano módulo Liqui-Cel ® Extra–Flow 2.5x8. empleado en el sistema experimental.