Desalinización: aliviar a carga da sede

A partir dos anos 1900, preto de 11 millóns de persoas morreron como consecuencia dos efectos xeneralizados da seca. A seca, un período de precipitación inferior á media nunha rexión, é un problema global en aumento. As consecuencias inclúen a diminución dos niveis de auga doce, fame e enfermidades.

Importancia da desalinización a escala mundial

Para manter unha poboación en crecemento, a investigación está empeñada en desenvolver unha solución a estes problemas. A perforación de augas subterráneas e a reciclaxe de augas residuais son exemplos de solucións temporais. Entre estas solucións está a desalinización. A desalinización é o proceso de forzar a auga salgada a través dunha membrana mediante osmose inversa, separando a auga doce das impurezas. Aínda que se usa en lugares como Israel e California, a desalinización aínda está por ser utilizada polo resto do mundo debido á súa reputación de consumo masivo de enerxía.

Un enfoque para reducir o custo é substituír o material primario utilizado na membrana de construción por un material relativamente barato chamado poliamida. Desafortunadamente, esta substitución ten outro prezo. Sábese que o cloro é un produto químico presente na purificación da auga para destruír bacterias, pero o contacto coa poliamida degrada a membrana. Para evitar a dexeneración, a extracción de cloro convértese nun paso adicional no proceso de desalinización. Non obstante, cando o cloro está ausente, poden aparecer microbios e obstruír o fluxo de auga.

Unha posible solución é substituír a poliamida por óxido de grafeno. O grafeno composto ten unha estrutura similar ao panal de mel. Prevese que este material será máis permeable á auga e, polo tanto, reducirá a presión necesaria para ditar o fluxo de auga.

Os científicos de materiais do MIT, Jeff Grossman, Shreya Dave e os seus colegas, utilizan este composto nas súas investigacións. Os copos de grafeno, que son eliminados dos anacos de grafito, colócanse na auga. Despois, o líquido é aspirado por filtración ao baleiro, deixando as follas como restos. Os residuos únense para crear anacos unindo átomos de carbono e osíxeno. Esta fusión altérase para facer espazos entre as escamas o suficientemente grandes como para permitir o fluxo de moléculas de auga ao tempo que dificulta o sal e outras impurezas. Probouse que as moléculas de auga viaxan máis facilmente a través da membrana de grafito que a poliamida. Tamén se infire que este material pode reducir aínda máis as demandas de enerxía debido á menor resistencia ás moléculas de auga, aínda que esta hipótese aínda está por probar. Ademais, o custo do óxido de grafeno non é moi diferente do prezo da poliamida.

Aplicación da desalinización en Israel

Hai un par de anos, Israel atopouse con un grave problema de seca, o peor en 900 anos. Para combater as terras máis secas, Israel explorou unha campaña nacional para garantir a conservación da auga. En 2007, puxéronse en uso inodoros e duchas de baixo caudal, e a auga dos sistemas de drenaxe reciclouse para o rego. Non obstante, a maior mellora produciuse tras a implantación de desalinizadoras. Como exemplo, a planta desaladora de Sorek comezou a funcionar en outubro de 2013. Está situada a dez millas ao sur de Tel Aviv e é a maior instalación de desalinización de ósmose inversa do mundo.

Tras o fluxo de auga a presión, un problema común no proceso de desalinización é o custo de limpar os poros obstruídos das moléculas que quedan. Edo Bar-Zeev e os seus colegas, do Instituto Zuckerberg de Investigación da Auga de Israel, tiveron un descubrimento notable para mellorar a separación entre a auga e os contaminantes. Puxeron en uso pedra de lava porosa coa que se impide que os microorganismos teñan contacto coas membranas. Esta tecnoloxía mellorou o rendemento das plantas desalinizadoras. Agora, o 55 por cento da auga doméstica procede das desalinizadoras.

Discos de aluminio: subministración a países en desenvolvemento

A investigación adicional indícase cara a materiais alternativos como os nanotubos de carbono como membrana. O problema subxacente para integrar tales achados é o custo. A aplicación destes procesos debe considerarse a nivel global. Hai zonas rurais de todo o globo que están menos desenvolvidas e poden non ter os recursos para desenvolver plantas desaladoras para atender outras zonas.

Para contrarrestar ese desafío, Jia Zhu da Universidade de Nanjing en China e os seus compañeiros traballaron en fontes alternativas de enerxía, como o sol. Pero depender só do contacto directo do sol é limitante. A investigación está a investigar o uso de materiais absorbibles para aumentar a cantidade de enerxía da luz solar. Unha posible solución é o uso de discos de aluminio que absorben máis do 96 por cento da luz solar, o 90 por cento dos cales úsase para formar vapor de auga. Os estándares de bebida tamén se cumpren deste xeito. Se se implementa, o aluminio é un material de baixo custo e pode producir auga ao mesmo ritmo que as plantas desalinizadoras. Non obstante, debido á auga destilada pura despois da evaporación, a ausencia de minerais como o magnesio e o calcio é unha consecuencia. Así, isto serve como unha solución temporal, pero non debe usarse a longo prazo.