[en] The project aims to develop a simulation model to study the matter transfer phenomena that takes place in membrane processes, in particular in electrodialysis processes. Electrodialysis is a technique designed for the desalination of brine based on ion exchange membranes (cationic and anionic) that allow the passage of charged species due to the external application of an electric field to accelerate this transport. This project investigates the operation of the electrodialysis process, the governing equations (NernstPlank and Navier-Stokes), the boundary conditions of the problem, and the effects of adding spacers (where the fluid flows inside the cell). This last section is very interesting because it allows you to see in 3D what changes are happening in the power lines and the consequences of these changes, which gives a general idea of what is happening. In order to do this study, 2D and 3D simulations are performed, where the option of adding spacing or not is studied, as well as different morphologies (cylindrical or conical). In order to do this study, the commercial program COMSOL Multiphysics will be used, and the different uses of this program will be learned during the project. Regarding the results of the model, we focus on the map of concentrations where you can see the disappearance of the boundary layer in some parts of the geometry when the spacer is introduced, and the current lines around the spacer and where the highest speed is. Finally, we try to design a process that allows us to validate some aspects of the model by introducing 3D printing.

[es] El proyecto tiene como objetivo desarrollar un modelo de simulación para estudiar los fenómenos de transferencia de materia que ocurren en procesos de membranas, en particular, en procesos de electrodiálisis. La electrodiálisis es una técnica diseñada para la desalinización de salmueras basada en membranas de intercambio iónico (catiónicas y aniónicas) que permiten el paso de especies cargadas debido a la aplicación externa de un campo eléctrico para acelerar este transporte. Este proyecto investiga el funcionamiento del proceso de electrodiálisis, las ecuaciones que lo gobiernan (Nernst-Plank y Navier-Stokes), las condiciones de contorno del problema y los efectos de añadir espaciadores (por dónde circula el fluido dentro de la pila). Este último apartado es muy interesante porque permite ver en 3D qué cambios están ocurriendo en las líneas de corriente y las consecuencias de estos cambios, dando una idea general de lo que está pasando. Para realizar este estudio se realizan simulaciones en 2D y 3D, donde se estudia la opción de añadir o no espaciadores, así como morfologías diferentes (cilíndricas o cónicas). Para realizar este estudio se utilizará el programa comercial COMSOL Multiphysics, y se aprenderán las diferentes utilidades de este programa durante el proyecto. En cuanto a los resultados del modelo, nos centramos en el mapa de concentraciones donde se puede ver la desaparición de la capa límite en algunas partes de la geometría cuando se introduce el espaciador, y las líneas de corriente en torno al espaciador y dónde se encuentra la velocidad más alta. Por último, se intenta diseñar un proceso que permita validar algunos aspectos del modelo elaborado introduciendo la impresión 3D.