Investigadores de Michigan desarrollan nueva tecnología de purificación de agua convierte agua de mar en potable sin el uso masivo de químicos

La desalinización del agua de mar ha dado un paso significativo hacia la sostenibilidad ambiental y la reducción de costos gracias a una innovadora tecnología desarrollada por ingenieros de las universidades de Michigan y Rice. Este avance, que reemplaza los químicos costosos por electrodos de carbón, promete hacer más accesible el agua potable a partir del agua de mar, abordando la creciente crisis hídrica global.

Eliminación eficiente de boro: un contaminante clave

El boro, un componente natural del agua de mar, puede convertirse en un contaminante tóxico si no se elimina adecuadamente durante el proceso de desalinización. Los niveles de boro en el agua de mar son hasta el doble del límite más permisivo de la Organización Mundial de la Salud (OMS) para el agua potable y de cinco a doce veces más altos que los niveles tolerables para la agricultura.

Tradicionalmente, las plantas de desalinización utilizan membranas de ósmosis inversa, que son efectivas para eliminar sales cargadas eléctricamente, pero no logran eliminar eficientemente el boro en su forma neutra de ácido bórico. Esto obliga a realizar tratamientos adicionales que implican añadir bases y ácidos, lo cual aumenta los costos y el impacto ambiental.

Una solución innovadora: electrodos de carbón

La nueva tecnología sustituye esos tratamientos químicos costosos por electrodos de carbón con estructuras que capturan específicamente el boro. Estos electrodos utilizan poros revestidos con grupos que contienen oxígeno, capaces de unirse selectivamente al boro y permitir el paso de otros iones presentes en el agua de mar. Este método reduce el uso de químicos y la energía requerida, ofreciendo una alternativa sostenible.

Para cargar negativamente el boro y facilitar su captura, los electrodos generan iones hidróxido (OH⁻) mediante un proceso de electrólisis del agua. Una vez atrapado el boro, los iones de hidrógeno (H⁺) y los hidróxidos se recombinan, resultando en agua purificada sin residuos químicos adicionales. Este enfoque elimina la necesidad de etapas adicionales de ósmosis inversa, reduciendo aún más los costos operativos.

Impacto económico y ambiental

La implementación de esta tecnología podría reducir los costos de tratamiento de agua hasta en un 15 %, o aproximadamente 0,20 dólares por metro cúbico de agua tratada. Esto representa un ahorro global de hasta 6.900 millones de dólares anuales, considerando la capacidad mundial de desalinización de 95 millones de metros cúbicos diarios en 2019.

Además, plantas de gran escala como la planta de desalinización Claude “Bud” Lewis Carlsbad en San Diego podrían ahorrar millones de dólares cada año. Este ahorro podría traducirse en un acceso más amplio al agua potable, especialmente en regiones con escasez hídrica.

Una plataforma adaptable para tratar otros contaminantes

La versatilidad de esta tecnología no se limita al boro. Según el estudio publicado en Nature Water, los grupos funcionales en los electrodos pueden modificarse para capturar otros contaminantes, como el arsénico, transformándolos en formas fáciles de eliminar. Este enfoque tiene el potencial de revolucionar el tratamiento de agua para diversas aplicaciones, desde el consumo humano hasta el riego agrícola.

Hacia un futuro sostenible en el suministro de agua

Con la demanda mundial de agua dulce proyectada a superar en un 40 % la oferta disponible para 2030, esta tecnología representa un avance crucial para enfrentar la crisis hídrica global. Su capacidad para minimizar costos, reducir el uso de químicos y aumentar la sostenibilidad ambiental coloca a la desalinización como una solución viable y accesible en el contexto de los desafíos actuales y futuros del agua.

Este desarrollo no solo refuerza el compromiso con las energías renovables y la sostenibilidad, sino que también abre nuevas puertas para el aprovechamiento de recursos hídricos en un mundo donde cada gota cuenta.

Vía umich.edu