Gran parte del mundo siguen enfrentando una importante sequía causada por la crisis climática, que ha incrementado los fenómenos meteorológicos extremos, como las olas de calor, en el último año. Sin embargo, la tecnología para purificar agua se ha erigido como una gran aliada para combatir esta situación.
La última innovación en este campo viene desde Hong Kong, donde se ha creado un invento que purifica el agua 10 veces más rápido, utilizando hasta un 80% menos de energía.
Un equipo de investigadores, dirigido por el profesor Chuyang Tang, catedrático del Departamento de Ingeniería Civil de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Hong Kong (HKU), ha fabricado una novedosa membrana de nanofiltración que utiliza seda natural, un material sostenible, fuerte y biodegradable.
Esta innovadora tecnología podría transformar completamente el proceso para purificar y tratar el agua, un recurso cada vez más escaso.
Avances en la nanofiltración con seda natural
Las membranas de nanofiltración no son nuevas; se emplean ampliamente en aplicaciones como el tratamiento de aguas residuales industriales o la filtración de agua en el hogar.
Estas membranas eliminan una amplia gama de contaminantes, incluyendo metales pesados, moléculas orgánicas y microorganismos, mientras permiten el paso de agua y iones minerales beneficiosos como el calcio y el magnesio, esenciales para la salud humana. No obstante, presentan un problema que esta innovadora membrana solventa.
La nanofiltración es un proceso mediante el cual se hace pasar un fluido a través de una membrana semipermeable a una determinada presión, separando las moléculas según su tamaño.
Los métodos actuales requieren presiones extremadamente altas, de hasta 10 bar, lo cual implica un alto costo energético y la necesidad de equipos voluminosos. Aquí es donde entra en juego la innovación del profesor Tang y su equipo.
Innovación y eficiencia energética
El equipo ha creado una membrana de nanofiltración de seda con una capa de rechazo arrugada y sin defectos, capaz de purificar el agua a una presión mucho más baja. Lo logra usando un vacío parcial de menos de 1 bar en lugar de alta presión.
Este enfoque reduce drásticamente el consumo de energía y simplifica el equipo necesario, resolviendo los tres problemas principales de las membranas de nanofiltración convencionales.
Durante las pruebas, el modelo de seda natural alcanzó un caudal de agua de 56.8 litros por metro cuadrado por hora a una presión de vacío de menos de 1 bar, permitiendo el paso de minerales beneficiosos y rechazando el 99% de los contaminantes orgánicos del agua.
Los investigadores también indicaron que la membrana de seda rechazó los compuestos perfluorados (PFAS), conocidos como “compuestos eternos”, que se encuentran en numerosos productos de consumo y que han generado preocupación mundial por su toxicidad y persistencia en el medio ambiente.
Una revolución en la purificación del agua
“Nuestra nueva membrana a base de seda es revolucionaria. Puede filtrar el agua casi diez veces más rápido que las membranas de nanofiltración comerciales clásicas, y al mismo tiempo eliminar eficazmente los contaminantes nocivos. Y puede hacerlo utilizando solo una ligera succión al vacío, sin una presión intensa”, afirmó el profesor Chuyang Tang.
Los investigadores han obtenido una patente para esta tecnología, que ha sido publicada en la revista científica Nature Communications.
Este nuevo invento no solo es altamente eficiente, sino que también ofrece ventajas en cuanto a sostenibilidad. Según sus creadores, esta “membrana ultrapermeable” reduce el consumo de energía en aproximadamente un 80% en comparación con los sistemas de nanofiltración convencionales. Además, el uso de seda como material principal confiere propiedades únicas a este dispositivo.
“La seda es un material asombroso: resistente, flexible y ecológico. Hemos aprovechado sus propiedades únicas para ampliar los límites de la purificación del agua”, explicó Bowen GAN, primer autor del artículo y estudiante de doctorado supervisado por el profesor Tang.
Al ser biodegradable y respetuosa con el medio ambiente, esta membrana es una alternativa más sostenible para abordar la creciente demanda global de agua limpia y el acceso a agua potable, especialmente en áreas con recursos limitados.
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