[en] A water shortage has been observed in recent years in the country, which has recently led to restrictions on access to, and consumption of drinking water, as well as a significant drop in available water in reservoirs. Therefore, it is necessary to find sources and technologies to cover this shortage. One of the most widely used for this purpose is membrane technologies. Within this group, electrodialysis is emerging as a key technology for water separation and purification processes. The electrodialysis membrane is an ion exchange membrane separation process that uses potential difference to move ions towards the pole with the opposite charge. One of the main difficulties of this process is the lack of modelling tools that facilitate the optimisation of its operation and the adaptation of this technology to an industrial level. This is mainly due to the mathematical complexity of the process, as it involves hydrodynamic matter transfer and charge transfer processes. The main objective of this project is to model an electrodialysis cell using COMSOL Multiphysics to analyse the hydrodynamic phenomenon and the transfer of matter to better understand the behaviour of the system and to explore how the uncertainties in the parameters affect the results, thus improving the predictions and reliability of the process. The results obtained show that the concentration of chloride and sodium at the exit of the cell depends mainly on the average velocity and the cell dimensions. In addition, thanks to the study of the uncertainly, the diffusion of sodium and chloride is found to have little influence on the system, since the diffusion is limited by the short residence time of the fluid which is mainly controlled by the flow velocity and the cell geometry.

[es] En los últimos años se ha observado una falta de agua en el país, que recientemente ha supuesto restricciones al acceso y consumo de agua potable, así como una bajada significativa del agua disponible en los embalses. Por eso, es necesario encontrar fuentes y tecnologías para cubrir esta carencia. Uno de los procesos más utilizados por este propósito son las tecnologías de membrana. Dentro de este grupo, la electrodiálisis se está postulando como tecnología clave para procesos de separación y purificación de agua. La membrana de electrodiálisis es un proceso de separación con membranas de intercambio iónico que utiliza una diferencia de potencial para mover iones hacia el polo opuesto a su carga. Una de las principales dificultades de este proceso es la falta de herramientas de modelización que faciliten la optimización de su funcionamiento y la adaptación de esta tecnología a nivel industrial. Esto se debe principalmente a la complejidad matemática del proceso, ya que involucran procesos hidrodinámicos, de transferencia de materia y de carga. El principal objetivo de este proyector es modelizar una celda de electrodiálisis utilizando COMSOL Multiphysics para analizar los fenómenos hidrodinámicos y de transferencia de materia, con el objetivo de entender mejor el comportamiento del sistema y explorar cómo las incertidumbres en los parámetros afectan a los resultados, así mejorando las predicciones y la fiabilidad del proceso. Los resultados obtenidos muestran que la concentración de cloruro y sodio en la salida de la celda depende principalmente de la velocidad media y de las dimensiones de la celda. Además, gracias al estudio de la cuantificación de la incertidumbre, se ha observado que la difusión del sodio y del cloruro tiene poca influencia en el sistema, ya que la difusión está limitada por el corto tiempo de residencia del fluido que está controlado principalmente por la velocidad de flujo y la geometría de la celda.