Espaçadores de Membranas

Chamamos de espaçadores de membranas de osmose reversa (ou inversa) os elementos que se colocam entre as lâminas de membrana enroladas em espiral, com o objetivo de criar um espaço para o fluxo do concentrado e permeado e evitar o contato direto entre as membranas. Os espaçadores também contribuem para a turbulência do fluxo, o que reduz os efeitos de fouling e de incrustações nas superfícies das membranas.

Os espaçadores das membranas têm as seguintes funções principais:

- Criar um canal para o fluxo do concentrado, evitando a formação de zonas mortas ou estagnadas, onde podem ocorrer fenômenos de biofouling ou incrustação das membranas;

- Gerar turbulência no fluxo do concentrado, aumentando a transferência de massa e reduzindo a formação da camada limite na superfície das membranas, que pode diminuir o fluxo do permeado;

- Distribuir uniformemente o fluxo do concentrado ao longo da superfície das membranas, evitando a formação de zonas com maior ou menor concentração de solutos, que podem afetar a qualidade do permeado ou a vida útil das membranas;

- Suportar mecanicamente as folhas de membrana, evitando o seu deslocamento ou deformação durante o funcionamento do sistema.

Os espaçadores de malha (mesh spacers) são os mais comuns e tradicionais nos sistemas de osmose reversa. Eles são feitos de fios entrelaçados de material plástico, geralmente polipropileno ou poliéster, formando uma estrutura retangular ou losangular. Se parecem com uma tela de mosquiteiro, com uma abertura menor. Os espaçadores de malha têm uma boa resistência mecânica e química, além de um baixo custo.

Os espaçadores possuem diferentes espessuras, sendo que muitos fabricantes adotaram como padrão 26 ou 28 mil (1 mil representa 1 milésimo de polegada, que é aproximadamente 0,0254 mm) nas primeiras gerações das membranas. Perceba que o espaçador não poderia ser muito grosso, pois então reduziria a área disponível para a membrana em si, já que os elementos de membranas possuem tamanho padrão de 8 polegadas de diâmetro por 40 polegadas de largura. Com avanços na tecnologia, atualmente já é possível acomodar espaçadores de até 34 mil, mantendo a área de membrana padrão de 400 pés quadrados (ft²).

Outra inovação são os espaçadores 3D, que consistem em estruturas tridimensionais fabricadas por impressão 3D ou moldagem por injeção. Os espaçadores 3D podem ter diferentes geometrias e configurações, criando canais complexos para o fluxo do concentrado. Apresentam ainda a vantagem de melhorar significativamente a hidrodinâmica do sistema, reduzindo a queda de pressão, aumentando o fluxo do permeado e diminuindo a formação de sujidades nas membranas.

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