Filtros de grafeno para potabilizar agua

Investigadores del MIT potabilizan agua con un filtro de grafeno y dicen que esta nueva técnica puede purificar el agua tres veces más rápido que los métodos actuales

ABC.ES / MADRID

Día 25/06/2012 - 13.47h

ASOCIACIÓN AMERICANA DE QUÍMICA

Grafeno para filtrar el agua salada

A pesar de que los océanos y mares contienen alrededor del 97% del agua existente sobre la Tierra, en la actualidad apenas un 1% del suministro mundial de agua potable proviene del agua desalada. Realmente muy poco. Los científicos creen que este recurso podría ser más y mejor explotado, con técnicas de desalinización más eficientes y menos costosas. Dos investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han dado un interesante paso en ese camino. En simulaciones, dicen haber demostrado que los nanoporos de grafeno pueden filtrar la sal del agua a una velocidad de 2 a 3 veces mayor que la mejor tecnología de desalinización comercial que existe en la actualidad (la ósmosis inversa).

Los investigadores creen que la superior permeabilidad al agua del grafeno podría conducir a técnicas de desalinización que requieren menos energía y equipos, según explican en Physorg. «Este trabajo muestra que algunos de los inconvenientes de las técnicas de desalinización actuales se podrían evitar con la invención de materiales membrana más eficientes y precisos», dice Jeffrey C. Grossman, del MIT. Los investigadores creen que este material permite el flujo real de agua, evita por completo que se filtre la sal y tiene una permeabilidad mucho mayor en comparación a la ósmosis inversa. Y todo ello mucho más rápido que con las técnicas actuales.

Una sola capa de grafeno, que tiene un átomo de carbono de espesor, resulta muy delgada, por lo que es ventajoso para la desalinización del agua. En la eficacia de la deslinización participan el tamaño de los poros del material y la presión aplicada. Claro que esto tiene un pequeño inconveniente: hace falta que la humanidad consiga fabricar grafeno de forma sencilla y barata.

Los científicos esperan probar la capacidad de desalación con grafeno en los próximos meses. Si realmente es una técnica exitosa, podría ayudar a conseguir agua potable en aquellos lugares del mundo azotados por la desertización y la sequía. La investigación aparece publicada en NanoLetters.

Plantas desnitrificadoras para potabilizar agua

• Por ALEX FERNÁNDEZ MUERZA
• 11 de agosto de 2006

Los nitratos, las sales o las concentraciones de productos como la atrazina, un compuesto químico para el cultivo de maíz, dejan inservible el agua para consumo humano. El uso masivo de abonos nitrogenados y del riego por inundación infiltra estas sustancias en los terrenos, y los acuíferos que abastecen a gran cantidad de municipios acaban contaminados.

- Imagen: Danny Varner -

Una opción para conseguir que estas aguas se sitúen dentro de los límites establecidos por las autoridades sanitarias para su consumo es la utilización de plantas desnitrificadoras. El grupo Aguas de Valencia y el Ayuntamiento de Gandia puso en marcha el año pasado un plan de instalación de varias de estas plantas para garantizar durante todo el año el abastecimiento de agua potable de esta población valenciana, de 70.000 habitantes y que en verano llega hasta los 250.000 residentes.

La primera planta, ubicada en la localidad de Ull del Bou, alcanza ya desde abril una producción total de 16.000 metros cúbicos diarios de agua potable, suficiente para abastecer a la mitad de la población de Gandia. El proyecto global incluye la construcción de otra planta en Roig de Corella, para potabilizar el agua de los pozos de San Antonio y Llombart, de similares características, y poder suministrar así al resto de la población a finales de año o principios del que viene. El 10% del total del agua tratada se destinará para la industria, riego o limpieza urbana.

Las plantas logran bajar del límite de los 50 miligramos de nitratos por litro admitidos por la Directiva Comunitaria

Según sus responsables, las plantas logran, de manera económica, reducir el actual nivel de 57 miligramos de nitratos por litro hasta los 25, bajando del límite de los 50 admitidos por la Directiva Comunitaria que regula la calidad de las aguas para consumo humano. La inversión global del proyecto es de 17 millones de euros, que ha sido sufragado en parte mediante el incremento de la tasa del agua el pasado año.

Las plantas desnitrificadoras de Gandia utilizan la tecnología de "Electrodiálisis Reversible", por lo que se trata de las primeras de estas características en la península Ibérica -en Canarias hay una mucho más pequeña-. Este sistema utiliza un proceso electroquímico que desnitrifica el agua mediante el uso de la corriente eléctrica. Al aplicarse una diferencia de potencial en un apilamiento de membranas, se eliminan la mayor parte de las sales contenidas, entre ellas los nitratos.

La planta cuenta en total con tres zonas: Un depósito de almacenamiento del agua antes de ser tratada; la potabilizadora, donde se aplica la electrodiálisis; y una tercera para reposar el agua durante media hora y poder así clorarla. Las dos plantas se completarán con un depósito de reserva de unos 12.000 metros cúbicos, para cubrir momentos puntuales de fugas o falta de presión. Asimismo, se prevé la instalación de placas solares fotovoltaicas en las dos plantas, que suministrarían una cuarta parte del total de la energía eléctrica.

Por otra parte, el Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto de la Universidad Politécnica de Valencia y del CSIC, y el grupo Aguas de Valencia, están desarrollando una nueva tecnología que utiliza un catalizador para disminuir hasta en un 70% el nivel de nitratos. La reducción de costes que permite este sistema, según sus responsables, permitiría generalizar la desnitrificación, ya que hay otros muchos abastecimientos, más pequeños y aislados, cuya solución técnica es muy costosa.

Métodos de desnitrificación

Los métodos de tratamiento de las aguas para nitratos y otros muchos contaminantes pueden dividirse en tres grandes grupos:

• Barreras permeables reactivas: Se construye una trinchera en el acuífero para colocar una barrera de algún material reactivo, de manera que se filtra una amplia gama de contaminantes, entre ellos el nitrato. Se trata de un método barato que no requiere mantenimiento ni fuentes de energía, por lo que resulta ideal para zonas rurales o en vías de desarrollo
• Métodos biológicos: Se utilizan ampliamente para eliminar nitratos y componentes orgánicos degradables, especialmente cuando la contaminación por biodegradación es muy rápida
• Métodos electroquímicos: Son más complejos que los anteriores, pero se recomienda su uso para medios acuíferos fracturados. Se trata de sistemas que utilizan la corriente eléctrica y que parecen ofrecer más garantías para remediar derrames o fugas de productos químicos orgánicos