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Nuevos avances en la tecnología de destilación por membrana para purificar el agua

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Científicos e ingenieros buscan nuevas formas de conseguir agua potable a partir de fuentes no convencionales, como el agua de mar o el agua residual, con objeto de combatir los problemas de escasez de agua en todo el planeta.

Tiezheng Tong, profesor de ingeniería en la Universidad del Estado de Colorado (CSU), estudia una tecnología emergente denominada destilación por membrana. En dicha tecnología una membrana repelente al agua hace uso del gradiente de presiones de vapor a ambos lados de la membrana debido al gradiente de temperatura entre el líquido más caliente con impurezas y el agua purificada, más fría. Durante el proceso, el vapor de agua pasa a través de la membrana y se separa del agua con impurezas. Según Tong, la destilación por membrana funciona mejor que otras tecnologías como la osmosis inversa, que no puede tratar agua con gran concentración de sales como las salmueras de plantas desaladoras o agua producida en la  fracturación hidráulica.

Aunque es una tecnología prometedora, la destilación por membrana no funciona a la perfección. Una cuestión por resolver es el diseño de membranas que purifiquen el agua de forma eficiente y no contaminen el agua limpia. La investigación de Tong y el científico Arun Kota, también de la CSU, ofrecen nueva información sobre por qué algunos diseños utilizados en la destilación por membrana funcionan mejor que otros.

En la destilación por membrana, la membrana microporosa, normalmente de material hidrofóbico, permite que pase el vapor de agua, pero no el líquido sin purificar. Sin embargo, estas membranas hidrofóbicas pueden fallar cuando el agua a purificar tiene baja tensión superficial, como en el caso del agua producida en la extracción de petróleo de esquisto, con lo que puede pasar a través de los poros de la membrana y contaminar el agua purificada. Para evitarlo, en anteriores investigaciones, se utilizaron membranas “omnifóbicas” que repelen todos los líquidos, pero el rendimiento del proceso se ve reducido. Los investigadores de CSU han estudiado las diferencias entre las membranas hidrofóbicas y omnifóbicas, y encontraron que en las primeras el área de contacto entre líquido y vapor es mayor, lo que aumenta la evaporación.

Aunque aún queda encontrar una solución al problema, conocer el mecanismo de funcionamiento de las diferentes membranas permitirá diseñar membranas que a la vez sean omnifóbicas y tengan un área de contacto entre el líquido y vapor lo suficientemente grande para que aumente el rendimiento de la destilación por membrana, para ser un proceso rentable para la purificación de agua.

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