Un nuevo proceso de tratamiento de agua que se está desarrollando en el MIT podría adaptarse para usos industriales, como la limpieza del agua producida en operaciones de minería o perforación, de modo que el agua tratada pueda eliminarse o reutilizarse de forma segura.
En un artículo publicado en la revista Environmental Science and Technology – Water, los investigadores Huanhuan Tian, Mohammad Alkhadra, Kameron Conforti y Martin Bazant explican que el proceso podría incluso proporcionar una forma de recuperar metales que contaminan el agua pero que podrían ser utilizados para producir semiconductores o productos farmacéuticos u otros productos de alta tecnología.
El nuevo enfoque se centra en la eliminación de plomo u otros contaminantes de metales pesados del agua y utiliza un proceso llamado electrodiálisis de choque, en el que se usa un campo eléctrico para producir una onda de choque dentro de un material poroso cargado eléctricamente que transporta el agua contaminada. La onda de choque se propaga de un lado al otro a medida que aumenta el voltaje, dejando atrás una zona donde se agotan los iones metálicos y separando la corriente de alimentación en salmuera y corriente fresca. Este mecanismo permite una 00234% de reducción de plomo de la corriente fresca saliente.
El proceso podría incluso proporcionar una forma de recuperar metales que contaminan el agua pero que podrían usarse para producir semiconductores o productos farmacéuticos u otros productos de alta tecnología
En principio, “esto abarata mucho el proceso porque la energía eléctrica que estás poniendo para hacer la separación realmente va tras el objetivo de alto valor, que es el plomo. No estás desperdiciando mucha energía eliminando el sodio”, dijo Bazant en un comunicado de prensa. “Debido a que el plomo está presente en una concentración tan baja, no hay mucha corriente involucrada en la eliminación de esos iones, por lo que esta puede ser una forma muy rentable”.
En el caso de agua potable , el sodio generalmente está presente en una concentración de decenas de partes por millón, mientras que el plomo puede ser altamente tóxico en solo unas pocas partes por mil millones. La mayoría de los procesos existentes, como la ósmosis inversa o la destilación, eliminan todo a la vez. Esto no solo consume mucha más energía de la que se necesitaría para la eliminación selectiva, sino que es contraproducente ya que pequeñas cantidades de elementos como el sodio y el magnesio son esenciales para un agua saludable.
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El nuevo sistema es lo último en una serie de aplicaciones basadas en hallazgos iniciales realizados hace seis años por miembros del mismo equipo de investigación, desarrollado inicialmente para desalinización de agua de mar o agua salobre , y posteriormente adaptado para eliminar compuestos radiactivos del agua de refrigeración de las centrales nucleares.
El nuevo proceso, sin embargo, todavía tiene sus limitaciones, ya que solo se ha demostrado a pequeña escala de laboratorio y con caudales lentos. Ampliarlo para que sea práctico para el uso doméstico requerirá más investigación, y los usos industriales a mayor escala llevarán aún más tiempo.
“El tema principal estaría en el lado económico”, dijo Bazant. “Eso incluye descubrir las aplicaciones más apropiadas y desarrollar configuraciones específicas que satisfagan esos usos. Tenemos una idea razonable de cómo escalar esto. Así que es una cuestión de tener los recursos, lo que podría ser una función para una empresa emergente en lugar de un laboratorio de investigación académica”.
En opinión del científico, los resultados de su investigación siguen siendo emocionantes porque muestra que es posible abordar el problema del plomo y los metales pesados en el agua.
“Por ejemplo, ahora hay lugares que realizan desalinización de agua de mar mediante ósmosis inversa, pero tienen que ejecutar este costoso proceso dos veces seguidas, primero para sacar la sal y luego otra vez para eliminar los contaminantes de bajo nivel pero altamente tóxicos como el plomo. Este nuevo proceso podría usarse en lugar de la segunda ronda de ósmosis inversa, con un gasto de energía mucho menor”.
