[en] This Final Degree Project investigates the effect that separators have during the electrodialysis process with membranes, as well as their importance in it. Membrane electrodialysis (ED) is a separation process that is based on the use of selective membranes to separate ions and molecules from an aqueous solution under the influence of an electric field. The separators or "Spacers", located between the membranes, play a crucial role in the performance of the process by facilitating the flow of ions to mix and interact with the membranes, to produce the separation of the component that is diluted in the current to be treated, in addition to offering physical qualities, such as more rigidity and hardness to facilitate handling. This study analyses how these separators affect the efficiency and selectivity of electrodialysis. To this end, an exhaustive review of the existing literature on the subject is carried out, so that a simulation study has been carried out in both 2D and 3D to better understand the behaviour of the system in different conditions. The results obtained reveal that the choice of use of separators has a key and significant impact on the efficiency of electrodialysis. They show that without the presence of these geometries the process would hardly be carried out, since the microfluidics that is present at very small scales, on the order of micrometres, causes the system to opt for a completely laminar flow, so that it does not interact with the membranes and the objective of separating the compounds present in the stream to be treated is not achieved. Once the separators are included, the paradigm quickly changes and we find ourselves in a situation where there is a higher level of charge transfer, since it forces the system to mix and create a small turbulence, which allows the ions to end up directly interacting with the electrical potential. present and with the membrane in question and at the same time, this moment also improves the overall performance of the process. However, in the same way, certain limitations associated with certain materials, separator geometries, ion overload are identified, since depending on the fluid or component to be treated it is necessary to consider whether the electrolytes interact with the material itself, whether the geometry is not optimal or if the content that each membrane can retain is oversaturated.

[es] En este Trabajo de Fin de Grado se investiga el efecto que tienen los separadores durante el proceso de electrodiálisis con membranas, así como su importancia en él. La electrodiálisis con membranas (ED) es un proceso de separación que se base en el uso membranas selectivas para separar iones y moléculas de una solución acuosa bajo la influencia de un campo eléctrico. Los separadores o "Spacers", ubicados entre las membranas, juegan un papel crucial en el rendimiento del proceso al facilitar que el flujo de iones pueda mezclarse e interactuar con las membranas, para así llegar a producir esa separación del componente que se encuentra diluido en la corriente a tratar, además de ofrecer cualidades físicas, tales como más rigidez y dureza para facilitar su manipulación. En este estudio se analiza cómo estos separadores afectan la eficiencia y la selectividad de la electrodiálisis. Para ello, se lleva a cabo una revisión exhaustiva de la literatura existente sobre el tema, de manera que se ha realizado un estudio de simulación tanto en 2D como en 3D para comprender mejor el comportamiento del sistema en diferentes condiciones. Los resultados obtenidos revelan que la elección del uso de separadorestiene un impacto clave y muy significativo en la eficiencia de la electrodiálisis. En ellos se observa que sin la presencia de estas geometrías el proceso a penas se llevaría a cabo, ya que la microfluidica que se encuentra presente a escalas muy pequeñas, del orden de micrómetros, provoca que el sistema se decante por un flujo totalmente laminar, de modo que no interacciona con las membranas y no se consigue el objetivo de separar los compuestos presentes en la corriente a tratar. Una vez se incluyen los separadores rápidamente el paradigma cambia y nos encontramos en una situación donde hay una mayor transferencia nivel de cargas, ya que obliga al sistema mezclarse y crear una pequeña turbulencia, la cual permite que los iones acaben directamente interactuando con el potencial eléctrico presente y con la membran en cuestión ya su misma vez, este momento, también mejora el rendimiento global del proceso. Sin embargo, de la misma manera se identifican ciertas limitaciones asociadas con ciertos materiales, geometrías de separadores, sobrecarga de iones, ya que dependiendo del fluido o componente a tratar es necesario tener en cuenta si los electrolitos interaccionan con el propio material, si la geometría no es la óptimo o si se sobresatura el contenido que puede retener cada membrana.