La desalinización, un proceso clave para garantizar el suministro de agua dulce en regiones áridas, enfrenta un desafío significativo: la producción y gestión de salmuera, un subproducto que impacta adversamente al medioambiente.
En respuesta a esta problemática, la Universidad de Michigan desarrolló una nueva tecnología de membranas avanzadas que promete transformar el panorama de las plantas desalinizadoras.
Producción y problemas de la salmuera
Según la universidad, las plantas de desalinización representan una fuente vital de agua potable. Sin embargo, afirman que estas instalaciones generan grandes cantidades de salmuera, un desecho que presenta un desafío tanto ambiental como logístico.
Jovan Kamcev, profesor asistente de ingeniería química en dicha universidad, explicó que cada litro de agua potable produce aproximadamente 1.5 litros de salmuera.
Esta salmuera acumulada, que supera los 37 mil millones de galones diarios a nivel mundial, se evapora en estanques o se inyecta en el océano, contaminando ecosistemas marinos y suelos subterráneos.
Membranas para una desalinización sustentable
Tal y como detallan los investigadores, para mejorar la sostenibilidad de las desalinizaciones, el desarrollo de nuevas membranas es fundamental. Estas membranas innovadoras no solo buscan reducir el espacio necesario para evaporar la salmuera, sino también aprovechar la concentración de sales.
Según explicó Kamcev, el enfoque es concentrar estas sales de manera eficiente para su cristalización en espacios industriales reducidos, recuperando agua para el consumo y diferentes industrias, mientras que las sales resultantes tienen aplicaciones útiles en sectores como baterías y fertilizantes.
Electrodiálisis como alternativa viable
La electrodiálisis surge como una opción prometedora en este campo, ya que funciona eficazmente con altas concentraciones salinas y consume menos energía comparado con otros métodos como la ósmosis inversa. Este método aprovecha la electricidad para concentrar sales mediante el uso de iones cargados.
La universidad detalla que, el sistema se compone de canales separados por membranas con cargas eléctricas opuestas a las de sus vecinos, asegurando el paso solo de ciertos tipos de iones y separando con ello el agua purificada de la salmuera concentrada.
Desafíos y logros con membranas de alta carga
No obstante, la electrodiálisis enfrenta limitaciones cuando se incrementan las concentraciones de sal, provocando fugas a través de las membranas. Según destaca la Universidad de Michigan, las nuevas membranas desarrolladas resuelven este problema mediante una alta densidad de carga, intensificando la repelencia de iones y aumentando la conductividad.
Con una estructura química avanzada, estas membranas se convierten diez veces más conductivas que las existentes, reduciendo el requerimiento energético para mover las sales.
David Kitto, investigador posdoctoral, explicó que el denso entramado de cargas junto a las aperturas personalizables para controlar su conductividad y “fugacidad” ofrecen un rango amplio de aplicaciones adaptadas para distintas necesidades.
Perspectivas y futuro de las membranas adaptables
La personalización de estas membranas -subraya la Universidad de Michigan- busca resolver la problemática actual y al mismo tiempo expandir las posibilidades de tratamiento de otras fuentes de agua a nivel global.
Kitto indicó que cada membrana se puede ajustar para distintos fines, potenciando su uso en diversificados contextos y asegurando que los recursos hídricos se gestionen de manera más eficiente y ecológica.
Financiamiento y colaboración en la investigación
La universidad asegura que este avance contó con el respaldo financiero del Departamento de Energía de los Estados Unidos y el apoyo técnico de las instalaciones de rayos X de la Universidad de Pensilvania.
Las membranas avanzadas desarrolladas por la Universidad de Michigan podrían representar un paso decisivo hacia una desalinización más verde, al abordar eficazmente el problema de la salmuera y optimizar el uso de energía y espacio.
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