Tendencias21
Una nueva técnica reduce el consumo energético para purificar agua

Una nueva técnica reduce el consumo energético para purificar agua

Cada diez años se dobla el consumo de agua en el mundo. La purificación de aguas residuales o del agua del mar para consumo humano es clave, sobre todo en países pobres. El problema de las técnicas usadas en la actualidad es que requieren un gasto energético muy elevado, lo que hace inviable su acceso en dichos países. Ingenieros de la universidad estadounidense de Harvard han ideado una nueva técnica que permite reducir en una décima parte el consumo de energía derivado de la purificación del agua. Se trata de una adaptación del sistema más usado en la actualidad para tal fin, la ósmosis inversa. Básicamente, han aprovechado el hecho de que el agua, de manera natural, fluye entre una solución diluida a otra más concentrada cuando ambas soluciones están separadas por un material semipermeable. El nuevo sistema está todavía en fase de pruebas y faltan años para que pueda optimizarse a gran escala. Por Raúl Morales.

Una nueva técnica reduce el consumo energético para purificar agua

Un grupo de ingenieros de la Universidad de Yale, en los Estados Unidos, han desarrollado una nueva técnica que reduce drásticamente la cantidad de energía necesaria para purificar agua. En concreto, esta tecnología, ideada por Menachem Elimelech y Rober McGinnis, recorta en una décima parte el consumo energético respecto a otros sistemas convencionales.

El acceso al agua potable está muy limitado en muchas partes del mundo. Las plantas desalinizadoras son una buena opción para extraer agua limpia del agua del mar, pero a costa de malgastar mucha electricidad o calor. Esto hace que la desalinización sea inviable económicamente en muchas ciudades y países pobres.

En muchas partes del mundo, la necesidad de agua se ha multiplicado debido al crecimiento demográfico o a una mayor demanda de la agricultura y de la industria. Goldman Sachs estima que el consumo de agua en el mundo se dobla cada veinte años.

La tecnología más corriente para la desalinización es la ósmosis inversa. El mercado para esta tecnología puede crecer del orden de un 10% cada año. El proceso de la ósmosis inversa utiliza una membrana semipermeable para separar y quitar los sólidos disueltos en el agua (los orgánicos, los pirogénicos, los virus o las bacterias). El proceso se llama ósmosis inversa porque requiere presión (hidráulica) o evaporación térmica para hacer que el agua pura pase a través de una membrana semipermeable, saliendo las impurezas detrás de ella.

La ósmosis es capaz de eliminar entre un 95% y un 99% de los sólidos disueltos y el 99% de todas las bacterias. La energía que requiere este proceso, está obligando a los ingenieros a repensar esta tecnología y a buscar otras nuevas capaces de reducir su coste energético.

Ósmosis

Según un comunicado, la Universidad de Harvard está comercializando su dispositivo a través de una empresa al que han llamado Oasys. A diferencia de los sistemas de desalinización convencionales, la propuesta de Oasys establece un gradiente de presión (diferencia de presión entre dos puntos) en lugar de usar presión o calor para forzar a que el agua atraviese la membrana purificadora. Esto permite aprovechar el hecho de que el agua, de manera natural, fluye desde una zona diluida a otra más concentrada cuando las dos soluciones están separadas por un material semipermeable. De esta manera, se ahorra la energía necesaria para impulsar el proceso.

Mediante este proceso, se “guía” el agua pura desde sus contaminantes (zona diluida) a una solución de sal concentrada (zona concentrada). Esta sal puede ser fácilmente eliminada mediante calor y usando poca energía.

El mayor reto de este sistema, según sus creadores, es identificar una solución concentrada que pueda ser fácil y totalmente eliminada. Los detalles de la solución usada por Oasys son secretos, pero según parece usa amoníaco y dióxido de carbono disueltos en agua con unas proporciones específicas. Otro dato a tener en cuenta es que esta solución puede ser reutilizada después de ser separada del agua limpia. Además, la membrana que han utilizado en su dispositivo es muy parecida a las usadas actualmente en la osmosis inversa.

Aunque otras empresas ya están aplicando la ósmosis inversa para el mismo fin, Oasys asegura que su solución hace que esta tecnología sea más eficiente.

Reducción de costes

El coste de la ósmosis inversa es de entre 0,68 y 0,90 dólares por metro cúbico. Oasys estima que su adaptación de la ósmosis reducirá esos costes a entre 0,37 y 0,44 dólares por metro cúbico. La empresa ya está trabajando con una planta piloto a escala para testar esta tecnología y producir un metro cúbico de agua al día. La idea es aumentar la financiación del proyecto para producir entre 1.000 y 10.000 metros cúbicos de agua al día. Estas cifras están todavía lejos respecto a las usadas habitualmente en una planta desalinizadora.

Oasys se centrará en primer lugar en el mercado de la reutilización de aguas residuales. En segundo lugar, lo hará en el procesado de las aguas residuales producidas por las industrias del gas y del petróleo. De esta manera, en lugar de tener que pagar para alejar dichas aguas de sus instalaciones, estas empresas las podrán tratar directamente usando el sistema de Oasys.

Otra aplicación de la investigación de Yale es lo que ha denominado “motor de calor osmótico”, que puede ser usado para generar energía eléctrica. Sus creadores estiman que es posible producir electricidad de manera económica a partir de fuentes de calor, como el calor residual de las industrias, usando un método emparentado con su propuesta de ósmosis.

Las conclusiones de esta investigación han sido presentadas en el último número de la revista Environmental Science & Technology.

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Dormir mal puede estar relacionado con problemas en la audición 2 junio, 2025
    Una investigación realizada en China y otros estudios recientes sugieren que las patologías del sueño, como el insomnio, el trastorno del movimiento periódico de las extremidades y la apnea del sueño podrían estar relacionados con la pérdida auditiva.
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Un tatuaje electrónico puede leer los niveles de estrés 2 junio, 2025
    Un nuevo tatuaje electrónico portátil y ultradelgado que se coloca en la frente de forma no invasiva monitorea de manera inalámbrica la actividad cerebral, rastrea la carga cognitiva en tiempo real y potencialmente predice la fatiga mental y el estrés antes que se haga evidente.
    Pablo Javier Piacente / T21
  • ¿El próximo Einstein será un algoritmo? Nace la primera científica artificial que genera conocimiento 2 junio, 2025
    Una inteligencia artificial ha concebido, ejecutado y escrito una investigación original que ha sido aceptada en ACL 2025, uno de los foros científicos más prestigiosos del mundo. Zochi es la primera científica artificial reconocida por la élite.
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Crean un "hormigón viviente" que se repara a sí mismo 2 junio, 2025
    Un equipo de investigadores ha desarrollado un tipo de concreto que puede curarse a sí mismo aprovechando el poder del liquen sintético. Mejora notablemente intentos anteriores de producir hormigón "vivo" hecho con bacterias, ya que el nuevo material logra ser completamente autosuficiente.
    Redacción T21
  • El eco cuántico del cerebro: ¿estamos entrelazados con nuestros pensamientos? 2 junio, 2025
    El entrelazamiento cuántico, la "acción fantasmal a distancia" que tanto intrigó a Einstein, podría no ser solo una rareza del microcosmos, sino que tendría un eco medible en los procesos cognitivos inconscientes mediante un aparente fenómeno “supercuántico”.
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Un enorme desierto en Asia se está transformando en un vergel gracias al cambio climático 1 junio, 2025
    Los hallazgos de un nuevo estudio muestran que la ecologización del desierto de Thar ha sido impulsada principalmente por más lluvias durante las temporadas de monzones de verano, un aumento del 64% en las precipitaciones en general por el cambio climático y, en segundo lugar, por la infraestructura de riego que lleva el agua subterránea […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • La NASA está observando una enorme y creciente anomalía en el campo magnético de la Tierra 31 mayo, 2025
    La NASA está haciendo un seguimiento detallado de la "abolladura" o "bache" en el campo magnético terrestre descubierta en 1961, que crece rápidamente y podría ser el preludio de una inversión geomagnética: ocurre cuando los polos magnéticos norte y sur intercambian posiciones.
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Los árboles pueden predecir las erupciones volcánicas 30 mayo, 2025
    La NASA, en colaboración con el Instituto Smithsonian, en Estados Unidos, está desarrollando nuevos métodos para anticipar erupciones volcánicas. Cuando el magma asciende a la superficie libera dióxido de carbono, y los árboles cercanos que absorben ese gas se vuelven más verdes y frondosos. Satélites como Landsat 8 vigilan la vegetación en zonas volcánicas, captando […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Los delfines se ponen nombres "en clave" 30 mayo, 2025
    Un nuevo estudio ha identificado que los delfines no solo se dan nombres para reconocerse, sino que además estas denominaciones podrían esconder información secreta o "en clave", que estaría ligada a los sistemas sociales que sustentan el equilibrio de sus comunidades.
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Sorprenden a una “estrella araña” devorando a su compañera 30 mayo, 2025
    Una colaboración internacional de astrónomos ha identificado un extraño sistema estelar en el que un púlsar conocido como “estrella araña” devora material de su estrella compañera, en un hallazgo que representa un eslabón perdido en la evolución de sistemas binarios compactos. 
    Redacción T21