Por Europa Press.- Un equipo de
investigación global consiguió transformar agua de mar en agua potable segura y
limpia en menos de 30 minutos utilizando marcos de metal-orgánicos (MOF) y luz
solar, según publican en la revista ‘Nature Sustainability’.
En un descubrimiento que podría
proporcionar agua potable a millones de personas en todo el mundo, los
investigadores no solo pudieron filtrar partículas dañinas del agua y generar
139,5 litros de agua limpia por kilogramo de MOF por día, sino que también
realizaron esta tarea con más energía de manera eficiente que las prácticas
actuales de desalación.
La Organización Mundial de la Salud
sugiere que el agua potable de buena calidad debe tener un sólido disuelto
total (TDS) de <600 partes por millón (ppm). Los investigadores pudieron
lograr un TDS de <500 ppm en solo 30 minutos y regenerar el MOF para su
reutilización en cuatro minutos bajo la luz solar.
El autor principal, el profesor Huanting
Wang, del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Monash, en
Australia, destaca que este trabajo abrió una nueva dirección para diseñar
materiales sensibles a los estímulos para la desalinización y purificación de
agua energéticamente eficientes y sostenibles.
«La desalinización se utilizó para abordar
la escasez de agua en todo el mundo. Debido a la disponibilidad de agua salobre
y de mar, y debido a que los procesos de desalinización son confiables, el agua
tratada puede integrarse dentro de los sistemas acuáticos existentes con
riesgos mínimos para la salud», explica.
«Pero 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», añade.
El experto explica que «la luz solar es la
fuente de energía más abundante y renovable en la Tierra. Nuestro desarrollo de
un nuevo proceso de desalinización por absorción mediante el uso de la luz
solar para la regeneración proporciona una solución de desalinización eficiente
en cuanto a la energía y sostenible desde el punto de vista ambiental».
Las estructuras metalorgánicas son una
clase de compuestos que consisten en iones metálicos que forman un material
cristalino con la mayor superficie de cualquier material conocido. De hecho,
los MOF son tan porosos que pueden caber en toda la superficie de un campo de
fútbol en una cucharadita.
El equipo de investigación creó un MOF
dedicado llamado PSP-MIL-53. Esto se sintetizó mediante la introducción de poli
(acrilato de espiropirano) (PSP) en los poros de MIL-53, un MOF especializado
bien conocido por sus efectos respiratorios y transiciones sobre la absorción
de moléculas como agua y dióxido de carbono.
Los investigadores demostraron que
PSP-MIL-53 podía producir 139,5 litros de agua dulce por kilogramo de MOF por
día, con un bajo consumo de energía. Esto se debió a la desalinización de 2.233
ppm de agua procedente de un río, lago o acuífero.
El profesor Wang señala que esto destaca
la durabilidad y sostenibilidad del uso de este MOF para futuras soluciones de
agua limpia. «Este estudio demostró con éxito que los MOF fotosensibles son un
absorbente prometedor, energéticamente eficiente y sostenible para la
desalinización», añade.
«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 –prosigue–. Estos MOF sensibles a la luz solar pueden
potencialmente funcionalizarse aún más para obtener medios de extracción de
minerales de baja energía y respetuosos con el medio ambiente para la minería
sostenible y otras aplicaciones relacionadas».
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