An innovative device that improves water filtration systems (in Spanish)

Aumentar la eficacia de los sistemas de depuración de agua es el principal objetivo de Surphase. La start up donostiarra ha desarrollado un sistema de detección precoz de la suciedad de las membranas de filtrado que le ha valido un premio Toribio Echevarria.

El agua es un bien común cada vez más escaso. Informe recientes de las Naciones Unidas del Agua o de la OCDE advierten de que para el año 2025-2030 4.000 millones de personas vivirán en condiciones de escasez de agua. Ante esta problemática, Surphase quiere aportar su granito de arena con el desarrollo de una plataforma tecnológica para la detección temprana del fouling –ensuciamiento– de las membranas utilizadas en procesos de filtración de agua. Tienen listo el primer prototipo que deben testar antes de llegar al mercado en dos-tres años. En ese proceso intermedio esperan aprovechar la visibilidad que les ha dado el premio Toribio Echevarria a la mejor Idea o Proyecto Emprendedor que recibieron en julio.

La empresa es una spin-off de la Universidad del País Vasco (UPV-EHU) vinculada al grupo de investigación NanoBioSeparaciones de Polymat. Con sede en el edificio Joxe Mari Korta en Donostia, los investigadores Iliane Rafaniello y Thomas Schäfer la constituyeron en julio de 2018. Ambos trabajan en esta idea desde finales de 2015. Shäfer es ingeniero químico, profesor de investigación de Ikerbasque, y cuenta con una dilatada trayectoria profesional en investigación de membranas. Por su parte, Rafaniello es química especializada en química aplicada de polímeros. Antes de acabar el grado la joven empezó a investigar en Polymat y realizó experimentos en torno a una idea de su socio: aplicar a las membranas técnicas de sensórica para detectar interacciones entre moléculas. A la luz de los resultados, comprobaron su viabilidad gracias a un proyecto proof of concept del Consejo Europeo de Investigación, y se lanzaron. 

Las membranas son como coladores que filtran el agua separando los compuestos que no interesan. Cuando se ensucian, el flujo disminuye, y deben limpiarse. Las mediciones actuales no son precisas y detectan tarde ese momento. Además, su limpieza suele ser poco eficiente y muy agresiva, empleando gran cantidad de productos químicos que perjudican el medioambiente. Surphase ha desarrollado un dispositivo que rastrea la membrana, recoge datos del ensuciamiento y avisa sobre cuando limpiarla. Se conecta a la corriente de entrada de agua y tiene sensores del mismo material que la membrana que detectan cuando se deposita la primera partícula. El sistema supera en tres órdenes la magnitud y sensibilidad de tecnologías actualmente existentes; y junto con la cantidad de suciedad depositada, discrimina si ésta es de carácter más orgánico o inorgánico, lo que permitiría ajustar el protocolo de limpieza.

Detección y asesoramiento

Inicialmente ellos mismos monitorizarán los datos, pero a medida que el número de dispositivos aumente, no será posible. Por eso, el siguiente paso será desarrollar un software que automatice el sistema. Con este paso obtendrán gran cantidad de datos de distintas plantas dedicadas a la ósmosis inversa –filtración de agua–; que les permitirán extraer patrones para optimizar el proceso. En una última fase quieren sumar a su servicio la labor de asesoramiento en el diseño eficientes de nuevas instalaciones.

Han patentado la tecnología a nivel europeo y tienen listo un primer prototipo. Su plan es testar el dispositivo en varias plantas, para recopilar datos que les permitan mejorar su servicio. En breve, empezarán la primera prueba piloto en una planta industrial de membranas, gracias a la colaboración con una empresa vasca. Prevén que el sistema llegue al mercado en dos-tres años. Rafaniello explica que el lanzamiento será internacional, centrados especialmente en las plantas con problemas de ensuciamiento «muy severos». Sus clientes potenciales son operadores y constructores de plantas desalinizadoras, así como fabricantes de detergentes y de membranas.

Con el objetivo de «avanzar y tener visibilidad» ante la industria decidieron presentarse a los premios Toribio Echevarria. Ganar fue una sorpresa, aunque no es el primer galardón que reciben: en 2016 ganaron el premio Manuel Laborde. La responsable reconoce que les ayudó a tener credibilidad en el potencial de la idea, «te da confianza y ganas de seguir». También valora el apoyo económico y formativa ligada a ambos premios, así como la ayuda recibida por parte de BIC Gipuzkoa, la SPRI, la Diputación de Gipuzkoa a través de Txekintek o la propia universidad. Gracias a estos programas ha aprendido cosas que como investigadora se le escapan y ha podido llevar a cabo su ilusión de materializar la investigación. «Creo que es importante trasladar la ciencia a algo palpable, que pueda mejorar la sociedad de alguna manera. Emprender es una experiencia muy buena, muy difícil y frustrante a veces; pero es un aprendizaje personal que nos será útil en el futuro», concluye.

Solutions for...

DESALINATION
plants

SURPHASE predicts at an early-stage and in a short-term the fouling tendency of desalination membranes. This provides an opportunity for the operator to plan the cleaning cycles well ahead. The data obtained by SURPHASE enable a long-term optimization of the operation of the desalination plant.

Solutions for...

Membrane
Manufacturers

By detecting fouling at an early-stage, SURPHASE helps keeping membrane lifetime at the level warranted by the manufacturer.

Furthermore, as an intelligent monitoring device SURPHASE offers the possibility to record – similar to a “black box” – the operating conditions the membrane is being exposed to during operation. 

Solutions for...

CONSTRUCTORS AND DESIGNERS OF
DESALINATION PLANTS

SURPHASE enables an optimized design of new desalination plants based on the big data obtained from its network of monitoring devices.

Until today, a significant amount of desalination plants is designed on standard concepts which can be far from optimum. In these cases, posterior adaptation of the plant can turn out costly and even economically inviable, resulting in an inefficient operation of the desalination plant.

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PRODUCERS OF
MEMBRANE CLEANING AGENTS

SURPHASE enables designing a strategy toward the most sustainable use of detergents. This means a significant advantage for cleaning agent producers over their competitors.

We have learnt that our device offers producers of cleaning agents a unique tool to test their formulations in situ and in real time. This is in stark contrast to current trial&error approaches which are unable to systematically verify the actual detergent efficiency, both ecologically and economically.