Equipo internacional con participación del ICMM-CSIC
'Low cost' y con electricidad de casa: así es el nuevo filtro que potabiliza agua salada diseñado por la ciencia
Un equipo internacional, con participación del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid del CSIC, ha desarrollado un filtro novedoso y rentable para potabilizar agua salada
Los sistemas tradicionales de potabilización de agua salada suelen depender de fuentes importantes de energía, para alimentar bombas o mover iones. Ahora, un equipo internacional, en el que ha participado el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid del CSIC (ICMM-CSIC), ha desarrollado un novedoso método de filtrado de agua salada que permite desalarla utilizando membranas con poros extremadamente pequeños, de millonésimas de milímetro (nanofiltración), usando solo electricidad, sin necesidad de bombas ni sistemas de alta presión.
El trabajo, publicado en la revista Nature Materials, presenta esta tecnología basada en un fenómeno llamado diodo osmótico, que permite al agua dulce fluir en una sola dirección a través de la membrana, mientras las sales y otras impurezas quedan retenidas. Según explican desde el Instituto, la novedad está, principalmente, en que este proceso se puede activar "mediante corriente eléctrica alterna, la misma que usamos en nuestros hogares". De esta manera, este filtro puede ayudar a hacer que la purificación de agua salada sea "más accesible, eficiente y adaptable a distintos contextos, utilizando menos energía y con fácil implementación".
Los sistemas más habituales de potabilización de agua salada recurren a la ósmosis inversa y a la destilación térmica; en el primero de los casos, se necesita mucha presión para forzar el paso del agua a través de una membrana (ósmosis), lo que implica un alto consumo eléctrico y también equipos costosos. El segundo de los casos, con la destilación térmica, se requieren "grandes cantidades de energía para calentar el agua hasta su evaporación para eliminar la sal", lo que hace este proceso menos eficiente y sostenible.
Sin embargo, con este método se aprovecha la corriente alterna para activar directamente el transporte del agua, "sin necesidad de utilizar componentes mecánicos ni presiones elevadas". No sólo eso, sino que además también puede funcionar con baterías o incluso con energía solar. Además, puede funcionar con baterías o energía solar. Para ello, se necesitan unas membranas con poros extremadamente pequeños, de millonésimas de milímetro (nanofiltración), que permiten una filtración selectiva —tamizado iónico—, que podría conservar minerales beneficiosos para la salud como el calcio o el magnesio, mientras elimina otros no deseables.
Este trabajo "ilustra cómo el transporte nanofluídico avanzado puede aprovecharse para desarrollar rutas inexploradas de separación molecular e iónica", explica Javier Pérez-Carvajal, del ICMM, uno de los autores del estudio. Según Pérez-Carvajal, con este método la conducción eléctrica "facilitar el transporte de agua al tiempo que bloquea los iones".
Una de las grandes ventajas de este sistema es económica: no necesita generar calor ni aplicar alta presión, como los sistemas actuales de desalación, lo que reduce significativamente el consumo energético. "Actualmente se buscan sistemas de ultrafiltración, pero requieren mucha energía. Por eso, necesitamos que los sistemas sean más eficientes y, así, más sostenibles", apunta este investigador. Y añade que el enfoque de este grupo de trabajo, liderado por los franceses Lydéric Bocquet y Alessandro Siria, "va más allá del bombeo clásico de electroósmosis y lo hacemos en una escala de centímetros cuadrados".
Sin embargo, este método va más allá: el estudio confirma que esta propuesta de filtración es una estrategia interesante no solo para la separación de sales, sino también para procesos de descontaminación en agua. "Este enfoque podría reemplazar los circuitos mecánicos habituales con un pequeño controlador de voltaje", defienden los investigadores, que explican que su método "es fácil de implementar porque las filtraciones de electroósmosis pueden alimentarse directamente mediante con paneles solares o baterías a pequeña escala". "De cara al futuro, esta versatilidad abre posibilidades innovadoras en aplicaciones móviles, locales y fuera de la red eléctrica", apuntan desde el Instituto.