Estructuras metal-orgánicas permiten desalinizar agua de mar con luz solar
12 agosto, 2020
El acceso al agua potable es cada vez más complicado. Entre las opciones para proveer de este líquido vital a distintas poblaciones está la desalinización de agua de mar, que por el momento requiere procesos complicados y costosos. Un grupo de investigadores de origen chino y australiano proponen un sistema basado en estructuras metal-orgánicas (MOF, por sus siglas en inglés) que aprovechan la luz solar para desalinizar agua con un consumo pequeño de energía. Los resultados se publicaron recientemente en la revista Nature Sustainability.
Un sistema de bajo costo y amable con el ambiente
Los requerimientos para el agua de consumo humano son exigentes. De acuerdo a la Organización Mundial de la Salud (OMS) se considera que el agua potable es de buena calidad si tiene sólidos disueltos totales (TDS) menores a 600 partes por millón (ppm). En la investigación que reporta Nature Sustainability se obtuvo un agua con TDS menor a 500 ppm. Además, el proceso dura apenas 30 minutos.
Los investigadores recurrieron a los MOF por su alta capacidad de adsorción, es decir, que un cuerpo sólido o líquido atrae y retiene en su superficie gases, vapores, líquidos o cuerpos disueltos. Además tienen la capacidad de regenerarse con la luz solar. Utilizaron un material llamado poli (acrilato de espiropirano), también conocido como PSP. Lo aplicaron en los poros de MIL-53, un MOF especializado en la adsorción de moléculas como agua y dióxido de carbono.
El dispositivo funciona en dos etapas. En condiciones oscuras absorbe sales, este proceso dura 30 minutos. Ante la luz del sol se desprenden las sales en 4 minutos. A este ritmo de trabajo fue capaz de producir 139.5 litros de agua potable en un día. Su consumo de energía fue de apenas 0.11 watts por hora. Durante el proceso fue capaz de desalinizar 2,233 ppm.
Ya existen otros sistemas para desalinizar agua de mar, sin embargo no son accesibles para su utilización masiva. La ventaja de este nuevo sistema es que consume poca energía y es amigable con el ambiente. Los resultados también demostraron que el nuevo sistema es duradero.
"Los procesos de desalinización térmica por evaporación consumen mucha energía y 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", explica el profesor Huanting Wang, del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Monash en Australia, quien participó en la investigación.
"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”, agrega el profesor Wang. El abastecimiento de agua potable es un problema cada vez más grande y con este tipo de tecnologías se tiene una alternativa de gran capacidad y sostenible ambientalmente.
Distintas poblaciones alrededor del mundo se encuentran cerca de crisis por el abasto de agua potable. Las soluciones han sido muchas y la desalinización de agua de mar está entre las opciones. La propuesta del profesor Wang y sus colaboradores promete procesos accesibles tanto en materia económica como ambiental. Las MOF son una nueva alternativa que beneficia tanto a la población humana como al medio ambiente.