Los ingenieros han diseñado un método relativamente barato y energéticamente eficiente para tratar el agua contaminada con metales pesados.
Ingenieros del MIT han desarrollado un nuevo método para eliminar el plomo u otros metales pesados del agua, en un proceso que, según dicen, es mucho más eficiente desde el punto de vista energético que cualquier otro sistema utilizado actualmente.
Este método podría usarse para tratar el suministro de agua contaminada con plomo a nivel doméstico, o para tratar el agua contaminada procedente de algunos procesos químicos o industriales.
El nuevo sistema es el último de una serie de aplicaciones basadas en los descubrimientos iniciales realizados hace seis años por miembros del mismo equipo de investigación, desarrollados inicialmente para la desalinización de agua de mar o salobre, y adaptados posteriormente para eliminar compuestos radiactivos del agua de refrigeración de las centrales nucleares.
La nueva versión es el primer método de este tipo que podría aplicarse al tratamiento de los suministros de agua domésticos, así como a los usos industriales.
Es notoriamente difícil eliminar los metales pesados tóxicos que son persistentes y están presentes en muchas fuentes de agua diferentes. Obviamente, hoy en día existen métodos que compiten entre sí y que realizan esta función, así que se trata de ver qué método puede hacerlo a menor coste y de forma más fiable.
Mohammad Alkhadra, estudiante de posgrado del MIT
El mayor reto a la hora de intentar eliminar el plomo es que, por lo general, está presente en concentraciones muy pequeñas, superadas ampliamente por otros elementos o compuestos. Por ejemplo, el sodio suele estar presente en el agua potable en una concentración de decenas de partes por millón, mientras que el plomo puede ser muy tóxico con sólo unas pocas partes por billón.
La mayoría de los procesos existentes, como la ósmosis inversa o la destilación, eliminan todo a la vez. Esto no sólo requiere mucha más energía de la que se necesitaría para una eliminación selectiva, sino que es contraproducente, ya que pequeñas cantidades de elementos como el sodio y el magnesio son en realidad esenciales para un agua potable saludable.
El nuevo enfoque usa un proceso llamado electrodiálisis de choque, en el que se usa un campo eléctrico para producir una onda de choque dentro de un material poroso cargado eléctricamente que transporta el agua contaminada. La onda de choque se propaga de un lado a otro a medida que aumenta el voltaje, dejando una zona en la que se agotan los iones metálicos y separando la corriente de alimentación en una salmuera y una corriente de agua fresca. El proceso da lugar a una reducción del 95% del plomo en el agua.
Esto hace que el proceso sea mucho más barato, porque la energía eléctrica que se emplea en la separación va realmente a por el objetivo de alto valor, que es el plomo. No se desperdicia mucha energía para eliminar el sodio. Como el plomo está presente en una concentración tan baja, no hay mucha corriente implicada en la eliminación de esos iones, por lo que puede ser una forma muy rentable.
Martin Bazant, profesor ingeniería química MIT
El proceso aún tiene sus limitaciones, ya que sólo se ha demostrado a pequeña escala de laboratorio y con caudales bastante lentos. Pero, según Bazant, podría ser práctico dentro de unos años para algunos sistemas domésticos.
Por ejemplo, una casa cuyo suministro de agua esté muy contaminado con plomo podría tener un sistema en el sótano que procesara lentamente una corriente de agua, llenando un depósito con agua sin plomo que se usaría para beber y cocinar, dejando la mayor parte del agua sin tratar para usos como la descarga del inodoro o el riego del jardín.
El proceso también podría adaptarse a algunos usos industriales, como la limpieza del agua producida en operaciones de minería o perforación, de modo que el agua tratada pueda eliminarse o reutilizarse de forma segura. Y, en algunos casos, también podría servir para recuperar los metales que contaminan el agua pero que podrían ser un producto valioso si se separaran; por ejemplo, algunos de esos minerales podrían usarse para procesar semiconductores o productos farmacéuticos u otros productos de alta tecnología, dicen los investigadores.
Desarrollar el proceso hasta convertirlo en un producto comercial escalable llevará algún tiempo.
Vía mit.edu
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