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¿Cómo recuperar agua dulce de la salmuera de desecho?

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Ingenieros de la Universidad de California en Riverside (UCR), Estados Unidos, han desarrollado una nueva forma de recuperar casi el cien por cien del agua de soluciones con altas concentraciones de sal. El sistema aliviará la escasez de agua en las regiones áridas y reducirá las preocupaciones sobre la eliminación de salmuera de alta salinidad, como los desechos de la fractura hidráulica.

La investigación, que se detalla este viernes 2 de junio en la revista 'Nature Nanotechnology', implica el desarrollo de un elemento de calentamiento basado en nanotubos de carbono que mejorará enormemente la recuperación de agua dulce durante los procesos de destilación por membrana, según los autores del proyecto, dirigido por el profesor asistente de Ingeniería Química y Ambiental en el Colegio de Ingeniería Bourns de la UCR David Jassby.

Aunque la ósmosis inversa es el método más común de eliminar la sal del agua de mar, aguas residuales y agua salobre, no puede tratar soluciones con elevadas concentraciones de sal. Estas soluciones, denominadas salmueras, se generan en cantidades masivas durante la ósmosis inversa (como productos de desecho) y la fracturación hidráulica (como agua producida), y deben eliminarse adecuadamente para evitar daños ambientales. En el caso de la fracturación hidráulica, el agua producida es a menudo desechada en los pozos de inyección, pero algunos estudios sugieren que esta práctica puede dar lugar a un aumento de los terremotos locales.

El sistema aliviará la escasez de agua en las regiones áridas y reducirá las preocupaciones sobre la eliminación de salmuera de alta salinidad, como los desechos de la fractura hidráulica

Una forma de tratar la salmuera es la destilación por membrana, una tecnología de desalinización térmica en la que el calor conduce el vapor de agua a través de una membrana, permitiendo una mayor recuperación de agua mientras permanece detrás la sal. Sin embargo, las salmueras calientes son altamente corrosivas, haciendo que los intercambiadores de calor y otros elementos del sistema sean caros en los sistemas de destilación de membranas tradicionales. Además, debido a que el proceso depende de la capacidad calorífica del agua, las recuperaciones de un solo paso son bastante bajas (menos del 10 por ciento), lo que lleva a complicados requisitos de gestión del calor.

Recuperar el agua y dejar una pequeña cantidad de sal

"En un escenario ideal, la desalinización térmica permitiría recuperar toda el agua de la salmuera, dejando una pequeña cantidad de una sal sólida y cristalina que podría usarse o eliminarse --apunta Jassby--. Desafortunadamente, los actuales procesos de destilación de membrana dependen de una alimentación constante de salmuera caliente sobre la membrana, lo que limita la recuperación de agua a través de la membrana a alrededor del 6 por ciento".

Para mejorar esto, los investigadores desarrollaron una membrana autocalentada basada en nanotubos de carbono que sólo calientan la salmuera en la superficie de la membrana. El nuevo sistema redujo el calor necesario en el proceso y aumentó el rendimiento del agua recuperada a cerca del 100 por ciento.

Además del rendimiento significativamente mejorado de la desalinización, el equipo también investigó cómo la aplicación de corrientes alternas al elemento de calentamiento de la membrana podría prevenir la degradación de los nanotubos de carbono en el ambiente salino.

Específicamente, se identificó una frecuencia umbral en la que se evitó la oxidación electroquímica de los nanotubos, permitiendo que las películas de nanotubos funcionaran durante periodos de tiempo significativos sin reducción del rendimiento. Las ideas proporcionadas por este trabajo permitirán que los elementos de calentamiento basados en nanotubos de carbono se usen en otras aplicaciones donde resulta preocupante la estabilidad electroquímica de los nanotubos.

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09/08/2018 · Agro · 64 0

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