En menos de 30 minutos y utilizando estructuras metalorgánicas (MOF, por sus siglas en inglés) y la luz solar, un equipo de investigación global logró potabilizar el agua de mar y el agua salobre.
Los especialistas no solo filtraron partículas dañinas y generar 139,5 litros de agua limpia por kilogramo de MOF por día, sino que también realizaron esta tarea de una forma más eficiente que las actuales técnicas de desalinización.
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), el agua potable de buena calidad debe tener un sólido disuelto total (TDS) de <600 partes por millón (ppm). Los investigadores lograron un TDS de <500 ppm en solo 30 minutos y regeneraron el MOF para su reutilización en cuatro minutos bajo la luz solar.
El investigador Huanting Wang, del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Monash en Australia, afirmó que este trabajo abre una nueva dirección para diseñar materiales sensibles a los estímulos para la desalinización y purificación de agua, que sean energéticamente eficientes y sostenibles.
“La desalinización se ha utilizado para abordar la escasez de agua en todo el mundo. Debido a la disponibilidad de agua salobre y de mar, y a que los procesos de desalinización son confiables, el agua tratada se puede integrar dentro de los sistemas acuáticos existentes con riesgos mínimos para la salud», afirmó el académico.
Sin embargo, explicó que una de las dificultades es que los procesos basados en la desalinización térmica por evaporación es que consumen mucha energía. “Otras tecnologías, como la ósmosis inversa, tienen varios inconvenientes, incluido el alto consumo de energía y el uso de productos químicos en la limpieza y decloración de membranas”, advirtió.
Nuevos horizontes
Desde esa perspectiva, aprovechar una fuente de energía como la luz solar abre un horizonte de posibilidades. “Nuestro desarrollo de un nuevo proceso de desalinización por adsorción mediante el uso de la luz solar para la regeneración, brinda una solución que ahorra energía y es ambientalmente sostenible».
Las estructuras metalorgánicas son una clase de compuestos que consisten en iones metálicos que forman un material cristalino con la mayor superficie de cualquier material conocido. Los MOF son tan porosos que pueden caber en toda la superficie de un campo de fútbol con una cucharadita.
Según la investigación publicada en la revista Nature Sustainability, el equipo creó un MOF dedicado llamado PSP-MIL-53. Se sintetizó mediante la introducción de poli acrilato de espiropirano (PSP) en los poros de MIL-53, un MOF especializado bien conocido por sus efectos respiratorios y transiciones sobre la adsorción de moléculas como agua y dióxido de carbono.
Los investigadores demostraron que el PSP-MIL-53 podía producir 139,5 litros de agua dulce por kilogramo de MOF por día, con un bajo consumo de energía. Esto se debió a la desalinización de 2.233 ppm de agua procedente de un río, lago o acuífero.
Wang señaló que esto refleja la durabilidad y sostenibilidad del uso de este MOF para futuras soluciones de agua limpia. «Nuestro trabajo proporciona una nueva e interesante ruta para el diseño de materiales funcionales para utilizar energía solar para reducir la demanda de energía y mejorar la sostenibilidad de la desalinización del agua”, puntualizó.
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