Estructuras metal-orgánicas (MOF) y luz solar para tratar el agua de mar. Investigadores de la Universidad de Monash, en Australia, han desarrollado un prometedor estudio. El propósito de la investigación, es buscar una fórmula que permita tratar el agua salobre y de mar. Para ello, se ha desarrollado un nuevo sistema capaz de ofrecer agua potable en menos de treinta minutos.

Un modelo eficaz y sostenible

Un sistema que supone una alternativa eficiente a la desalinización. En el diseño propuesto, se pueden obtener hasta 139,5 litros al día por cada kilo de MOF. De esta forma, el resultado evidenció que el sistema no solo genera agua potable si no que realiza la operación de una forma eficiente energéticamente.

Agua de calidad que supera los parámetros de la OMS. Según la Organización Mundial de la Salud, un agua potable óptima presenta un total de sólidos disueltos inferior a 600 por partes de millón (ppm). El diseño propuesto por los investigadores, logran superar esas cifras, consiguiendo rebajar por debajo de 550 partes por millón y en tan sólo treinta minutos. Tras el proceso, gracias a la luz solar, se regenera el MOF en cuatro minutos y es empleado nuevamente.

El modelo de los investigadores, logra rebajar los estándares de la OMS en presencia de sólidos disueltos

Los investigadores buscan un modelo eficiente y sostenible. Como apunta Huanting Wang, investigador y miembro de la Universidad de Monash, con este trabajo se abre una nueva posibilidad. De esta forma, los investigadores aprecian una oportunidad para desarrollar materiales receptivos a estímulos que puedan ser empleados en la desalinización.

Desalinización para mejorar el acceso a agua dulce

Ante el reto del agua como recurso esencial, la desalinización es una solución. Como refiere Wang, el incremento de la falta de agua, es un problema al que se enfrenta todo el planeta. Por ello, el proceso de desalinización se ha convertido en una fórmula que permite abastecer de agua en lugares donde se sufre escasez de este elemento. Esto es debido a que el agua de mar es abundante y se dispone de métodos de desalinización apropiados.

A pesar de su eficacia, los procesos de desalinización térmica no son eficientes. La razón de su ineficiencia reside en que, a pesar de su resultado, el proceso conlleva un elevado consumo de energía y necesitan operaciones accesorias. Es decir, aparte de un alto suministro energético, requieren tecnologías adicionales como la ósmosis inversa. Esto último, deriva en una consecuente aplicación de productos químicos en el proceso de mantenimiento de las membranas.

Los procesos de desalación actuales requieren un alto coste energético en su operación

Emplear la luz solar permite un proceso más eficiente. Reforzando la idea sobre la necesidad de alcanzar eficiencia energética en el proceso, Wang apunta a las ventajas de la energía solar. En base a esta fuente de energía, la investigación ha desarrollado un método de desalinización basado en adsorbentes que emplean la luz solar para la regeneración. De esta forma, han logrado un diseño sostenible desde un prisma tanto energético como sostenible.

Las estructuras metal-orgánicas han sido la clave del estudio. Los MOF, son un tipo de compuesto formado por iones metálicos que dan lugar a un material cristalino que ofrece la mayor área de superficie identificada en materiales. Sobre la capacidad de este compuesto, tenemos la referencia práctica de que, por su porosidad, la superficie de un campo de fútbol, cabe en una cuchara.

Los MOF dan lugar a un material cristalino que ofrece la mayor área de superficie observada en materiales

Un MOF creado por los investigadores

Los investigadores desarrollaron un nuevo MOF, denominado PSP-MIL-53. Este compuesto, fue obtenido a través de la introducción de poli(acrilato de espiropirano) (PSP), en la porosidad de MIL-53. La razón de utilizar el compuesto MIL-53, reside en su capacidad de respiración y transición tras el proceso de adsorber moléculas. Estas moléculas pueden tener su origen en agua y dióxido de carbono.

El resultado de la investigación mostró la capacidad del MOF desarrollado. Como pudo observar el equipo investigador, se obtuvieron 139,5 litros de agua dulce por cada kilogramo de MOF empleado. Estos datos, deben ser contextualizados en el marco de que la producción era por día y permitía un reducido consumo de energía.

Por cada kilogramo de MOF, se obtuvieron 139,5 litros de agua dulce

Los resultados abren una posibilidad de tratamiento de agua para el futuro. Un aspecto resaltado por Wang es la capacidad de durabilidad del sistema y su carácter sostenible. A la luz de estas propiedades, podemos encontrar en este diseño una fórmula óptima para futuros tratamientos de agua.

Energía solar como aspecto fundamental en el desarrollo de nuevas tecnologías. Un aspecto especialmente positivo, según señala el equipo investigador, es ver cómo este estudio abre la puerta a materiales que funcionen con energía solar. De esta forma, se avanza hacia tecnologías que no sólo ofrezcan eficacia en el proceso si no eficiencia energética durante el mismo.

El estudio abre la puerta hacia materiales que funcionen con energía solar

Los MOF ofrecen un amplio campo de posibilidades. En el caso de los MOF que son receptivos a la luz solar, podrían ver ampliadas sus capacidades. De esta forma, podrían ser empleados, entre otros campos, en la extracción de minerales ofreciendo una operación de bajo consumo energético. Así, se avanzaría hacia una minería más sostenible.

Conclusión

Eficacia y eficiencia son dos aspectos diferentes pero complementarios. Disfrutar de un tratamiento de agua eficaz es mucho más ventajoso si, además, resulta eficiente energéticamente. La sostenibilidad pasa por unos recursos correctamente gestionados y para ello, necesitamos fórmulas de tratamiento eficaces, eficientes y sostenibles. Un aspecto especialmente positivo de la investigación expuesta es ver cómo la tecnología avanza en innovación y en respeto al medioambiente.

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