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Agua purificante con nanopartículas
Agregar nanopartículas a una membrana purificadora de agua puede duplicar su eficiencia, según una empresa emergente con sede en Los Ángeles. Con el uso global de agua en aumento y el suministro de agua dulce en suministro limitado, la empresa, NanoH2O , dice que su enfoque novedoso podría convertir dicha tecnología de purificación en una solución viable a un problema creciente.
Bajo presión: La membrana desarrollada por NanoH2O permite que se filtre más agua por debajo con la misma cantidad de presión. Esto reduce los requisitos de energía en aproximadamente un 20 por ciento, dice el CEO Jeff Green.
La ósmosis inversa (alimentar agua a través de una membrana semipermeable para filtrar las impurezas) se considera ampliamente como la forma más eficaz de desalinizar el agua. Pero consume mucha energía y, por lo tanto, es caro, porque el agua debe pasar a presión a través de la membrana. Una forma clave de reducir los costos involucrados es aumentar el caudal de agua para la misma presión. Pero durante muchos años, las mejoras en la tecnología de membranas han sido incrementales en el mejor de los casos, dice Jeff Green , NanoH2O Fundador y CEO.
NanoH2O ha descubierto que agregar nanopartículas porosas a las membranas puede aumentar drásticamente la eficiencia con la que se puede filtrar el agua. Bajo una presión similar, pasa el doble de agua, dice Green. En una planta de desalinización, este aumento de la permeabilidad reduciría los requisitos de energía en un 20 por ciento o aumentaría la productividad del agua en un 70 por ciento por el mismo costo, agrega.
El concepto es bueno, dice Benito Mariñas , ingeniero ambiental de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. La desalinización basada en membranas generalmente se considera solo cuando los suministros de agua dulce no satisfacen la demanda. Pero con la demanda en aumento y solo el 1 por ciento del agua dulce mundial disponible para uso humano, Mariñas dice que estas tecnologías serán más importantes. En este momento, no estamos utilizando membranas para la desalinización de agua de mar tanto como podríamos, dice, en gran parte debido a la cantidad de energía requerida.
El material utilizado para la ósmosis inversa suele ser una membrana orgánica de película delgada, típicamente un material de poliamida perforado con pequeños orificios. Estos orificios son lo suficientemente pequeños como para dejar pasar el agua, pero bloquean la sal y otros contaminantes. El enfoque de NanoH2O, basado en la investigación llevada a cabo por Eric Hoek , un ingeniero ambiental de la Universidad de California en Los Ángeles, incrustará nanopartículas en forma de jaula hechas de minerales de aluminosilicato, llamados zeolitas, en la membrana. Estas partículas tienen un diámetro de no más de 200 nanómetros, aproximadamente equivalente al grosor de la membrana.
La incrustación de las nanopartículas cambia las propiedades de la membrana, haciéndola hidrófila o atrayente de agua, de modo que el agua la atraviese más fácilmente. Sin embargo, lo fundamental es que la membrana conserva su capacidad para filtrar contaminantes, dice Green.
NanoH2O ha estado en una fase de investigación desde que se creó la compañía en 2005. Pero a principios de este mes, obtuvo $ 15 millones en fondos para comercializar su tecnología. Según Green, la compañía ahora aumentará la producción con el objetivo de llevar su tecnología al mercado en 2010.
Mariñas dice que ha habido mucho interés en el uso de materiales hidrófilos inorgánicos para la ósmosis inversa, pero no se ha comercializado ningún otro diseño. Una razón de esto, dice, es que la mayoría de los materiales hidrófilos tienden a ser malos para filtrar las impurezas. El hecho de que esta empresa esté produciendo un híbrido que no esté hecho exclusivamente de material hidrófilo es muy interesante, dice.
Otra ventaja clave, dice Green, es que las nanopartículas desarrolladas por NanoH2O tienen una estructura porosa tridimensional. Esto significa que, a diferencia de otros materiales hidrófilos porosos que se están investigando, no hay necesidad de preocuparse por cómo se orientan dentro de la membrana para hacer pasar el agua.
El enfoque integrado de NanoH2O también es compatible con los procesos de fabricación existentes, dice Green, agregando solo un 5 por ciento a los costos de producción.