Podría reemplazar a los sistemas actuales por su facilidad
de implementación y su capacidad para funcionar con
paneles solares o baterías a pequeña escala
Un equipo internacional con participación del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid del CSIC (ICMM-CSIC), ha desarrollado un novedoso método de filtrado de agua salada que permite desalarla utilizando membranas con poros extremadamente pequeños, de millonésimas de milímetro (nanofiltración), usando solo electricidad, sin necesidad de bombas ni sistemas de alta presión, como los utilizados en la actualidad en la desalación del agua. El trabajo, publicado en la revista Nature Materials, muestra una tecnología prometedora para hacer la purificación de agua más accesible, eficiente y adaptable a distintos contextos, utilizando menos energía y con fácil implementación.
Avance fundamental
El nuevo sistema se basa en un fenómeno llamado diodo osmótico, que permite al agua dulce fluir en una sola dirección a través de la membrana, mientras las sales y otras impurezas quedan retenidas. Lo más novedoso es que este proceso se activa mediante corriente eléctrica alterna, la misma que usamos en nuestros hogares.
A diferencia de los sistemas tradicionales, que suelen depender de corriente continua más costosa para alimentar bombas o mover iones, este rompedor método aprovecha la corriente alterna para activar directamente el transporte de agua, sin necesidad de utilizar componentes mecánicos ni presiones elevadas. Además, puede funcionar con baterías o energía solar.
Actualmente, los sistemas más comunes para convertir agua salada en potable son la ósmosis inversa y la destilación térmica. La ósmosis inversa requiere aplicar mucha presión para forzar el paso del agua a través de una membrana, lo que implica un alto consumo eléctrico y equipos costosos. Y de igual forma, la destilación térmica necesita grandes cantidades de energía para calentar el agua hasta su evaporación para eliminar la sal, lo que también limita su eficiencia y sostenibilidad.
Sin embargo, este nuevo sistema se basa en un fenómeno llamado diodo osmótico, que permite que el agua dulce fluya en una sola dirección a través de la membrana, mientras se bloquean las sales y otras impurezas. Lo más novedoso es que este proceso se activa mediante corriente eléctrica alterna. A diferencia de los sistemas tradicionales, que suelen depender de corriente continua más cara para alimentar bombas o mover iones, este nuevo método aprovecha la corriente alterna para activar directamente el transporte de agua, sin necesidad de componentes mecánicos ni presiones elevadas para llevar a cabo la potabilización.
Además, gracias a su estructura con capas de poros de diferentes tamaños (microporosas y mesoporosas) esta membrana permite una filtración selectiva (tamizado iónico) que podría conservar minerales beneficiosos para la salud, como el calcio o el magnesio, mientras elimina los no deseados.
“Nuestro trabajo ilustra cómo el transporte nanofluídico avanzado puede aprovecharse para desarrollar rutas inexploradas de separación molecular e iónica. Este método difiere fundamentalmente de las técnicas de ósmosis inversa y electrodiálisis, ya que la conducción eléctrica del nuevo sistema facilita el transporte de agua al tiempo que bloquea los iones”, explica Javier Pérez-Carvajal, del ICMM, uno de los autores del estudio.
Alternativa más rentable
La gran ventaja económica del sistema de diodo osmótico es que no necesita generar calor ni aplicar alta presión, como los sistemas actuales de desalación, lo que reduce significativamente el consumo energético. “Actualmente se buscan sistemas de ultrafiltración, pero requieren mucha energía. Por eso, necesitamos que los sistemas sean más eficientes y, así, más sostenibles”, resalta este investigador. Y añade que el enfoque de este grupo de trabajo, liderado por los franceses Lydéric Bocquet y Alessandro Siria, “va más allá del bombeo clásico de electroósmosis y lo hacemos en una escala de centímetros cuadrados”.
Para este equipo de trabajo, su propuesta es una alternativa eficiente a las tecnologías impulsadas por presión. El estudio confirma que esta propuesta de filtración es una estrategia interesante no solo para la separación de sales, sino también para procesos de descontaminación en agua.
“Este enfoque podría reemplazar los circuitos mecánicos habituales con un pequeño controlador de voltaje”, defienden los investigadores, que explican que su método “es fácil de implementar porque las filtraciones de electroósmosis pueden alimentarse directamente mediante con paneles solares o baterías a pequeña escala”. De cara al futuro, esta versatilidad abre posibilidades innovadoras en aplicaciones móviles, locales y fuera de la red eléctrica.
Esta investigación, cuya patente ya está disponible, abre el camino hacia sistemas de filtración simples, eficientes y energéticamente sostenibles, fundamentales para un futuro donde el acceso al agua será un desafío prioritario y vital.
CSIC Comunicación
Fotografía: Los actuales sistemas de filtrado de aguas gastan mucha energía / Ivan Bandura / unsplash
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