La escasez de agua potable en el mundo está aumentando debido al crecimiento de la población, al mayor consumo de agua per cápita y a la reducción de las masas de agua dulce por el cambio climático y la sobreexplotación. La desalinización -convertir el agua de mar en agua dulce- permite que las zonas con grave escasez de agua tengan su propia fuente de agua.
Problemas desalinización.
Para ese proceso, hay que eliminar del agua ciertas partículas cargadas, conocidas como iones. Sin embargo, la eliminación eficaz de varias especies iónicas dañinas o valiosas presentes en el agua de mar, el agua salobre y las aguas residuales puede ser un reto debido a sus propiedades químicas.
Nuevo método.
Ahora, investigadores de Israel y los Países Bajos han encontrado una forma de mejorar este proceso de eliminación de iones mediante la predicción del comportamiento del boro y otros iones durante el procesamiento del agua. El boro es tóxico en altas concentraciones e inhibe el crecimiento de las plantas.
Estos iones son anfóteros, es decir, sus propiedades varían con el pH.
Es difícil eliminar estas partículas del agua con las tecnologías de membrana convencionales. Luego hay que añadir ciertos productos químicos para controlar el pH. Pero queremos evitar eso en la medida de lo posible: hay una fuerte tendencia a usar menos productos químicos.
Jouke Dykstra, profesor adjunto de la Universidad e Investigación de Wageningen.
Los investigadores de la Universidad de Wageningen están trabajando en este reto, junto con sus colegas de Technion y Wetsus.
Han desarrollado un nuevo modelo teórico del comportamiento del boro durante un proceso conocido como desionización capacitiva, que es una técnica emergente sin membranas para el tratamiento y la desalinización del agua, basada en la electrosorción de iones de sal en electrodos microporosos de carga. Cuando se aplica una corriente eléctrica, los iones se adhieren a los electrodos y, por tanto, se eliminan del agua.
Actualmente, la eliminación del boro requiere varias etapas de ósmosis inversa, combinadas con la dosificación de un agente cáustico. La desionización capacitiva (CDI) promete permitir la eliminación eficaz de estas especies sin aditivos químicos, pero requiere un profundo conocimiento de la interacción entre la dinámica del pH, la electrosorción de iones y los fenómenos de transporte.
Los investigadores israelíes y holandeses demostraron tanto teórica como experimentalmente que el agua tiene que fluir desde el electrodo positivo al negativo, y no al revés, como es habitual ahora.
Nuestra investigación ha demostrado que un buen modelo teórico es esencial para controlar eficazmente procesos químicos tan complejos. Este enfoque ofrece muchas posibilidades interesantes. También se podría utilizar este modelo para otros retos en el tratamiento de aguas residuales, como la eliminación de arsénico o de pequeñas moléculas orgánicas, como residuos de medicamentos o herbicidas.
Jouke Dykstra.
Más información: www.pnas.org (texto en inglés).
Vía www.wur.nl
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