Unas membranas autodesinfectantes avanzadas producen agua dulce potable
El cambio climático y una población mundial en aumento someten las fuentes de agua potable limpia a una presión cada vez mayor. Por tanto, actualmente existe escasez mundial de fuentes de agua dulce. El proyecto Enhanced-MUMs, financiado con fondos europeos, tiene por objeto abordar este tema y ha desarrollado una membrana rentable que permite reutilizar las aguas residuales y desalinizar el agua de mar. «El objetivo principal de Enhanced-MUMs es desarrollar membranas de compuesto multifuncionales, fotosensibles, de bajo coste y duraderas para llevar a cabo el tratamiento del agua integrado y la desalinización», afirma Barbara Ventura, investigadora principal del Instituto de Síntesis Orgánica y Fotorreactividad en Italia. La flexibilidad y durabilidad de las membranas significa que pueden utilizarse en una amplia variedad de sistemas operativos, ya se trate de un dispositivo portátil o de parte de una planta de tratamiento o desalinización de agua.
Una membrana ideal
Los poros micrométricos hacen que las membranas de Enhanced-MUMs sean altamente permeables. «También podríamos obtener membranas con poros en la escala nanométrica, capaces de trabajar con altas presiones de agua y de eliminar las sales del agua con un rendimiento elevado», añade Ventura. Las estructuras de esponja en forma de dedo son muy eficaces para eliminar los contaminantes de cualquier fuente de agua. «Se ha comprobado que absorben con eficacia Azure A, un colorante elegido como modelo para los contaminantes del agua, de modo que limpian y eliminan el colorante tanto en condiciones estáticas como de circulación», explica Ventura, coordinadora del proyecto Enhanced-MUMs. Para prolongar la vida útil de la membrana con caudales de agua intensos, el equipo añadió nanomateriales de carbono a la solución del polímero antes de fabricar la membrana. La incrustación y la formación de biopelículas en la superficie de la membrana impiden el funcionamiento a largo plazo y se encuentran entre los principales límites de los sistemas de filtrado comerciales. El equipo añadió elementos fotosensibles que, al absorber la luz, pueden generar ciertas especies reactivas al oxígeno que impiden la proliferación bacteriana y la formación de biopelículas en la superficie de la membrana. Esta propiedad de «autodesinfección» prolonga la vida útil de la membrana y, por lo tanto, la del sistema de filtrado. Esta investigación se llevó a cabo con el respaldo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie. «Gracias a la beca, la experimentada investigadora Rania Morsi pudo poner en práctica sus conocimientos consolidados en química de polímeros con la adquisición de nuevas habilidades en metodologías fotoquímicas y ópticas», señala Ventura.
Ventajas competitivas
En cuanto a la eficiencia de filtrado, las membranas de Enhanced-MUMs son comparables a los sistemas de filtrado comerciales de última generación, que dependen de materiales poliméricos o cerámicos para eliminar los contaminantes a través de procesos de microfiltrado y nanofiltrado, lo cual, sin embargo, aumenta los costes. Aun así, la combinación de diversos elementos de diseño es lo que realmente diferencia de la competencia a las membranas de Enhanced-MUMs. «El gran avance con respecto a los sistemas de tratamiento de aguas de la competencia radica en el uso de polímeros biocompatibles, en el refuerzo de las propiedades mecánicas del material base y en la aplicación de antiincrustantes fotoinducidos. Según nuestra información, este diseño multifuncional no tiene precedentes», afirma Ventura.
Potencial mundial
Las membranas de Enhanced-MUMs son baratas, de alto rendimiento, duraderas y fáciles de ampliar. Además, consumen relativamente poca energía, lo que significa que podrían ser muy útiles en las zonas menos desarrolladas del mundo. «Prevemos que se utilice en lugares de bajos recursos, que suelen ser los más afectados por la escasez de agua y las sequías. Podemos dirigirnos a varias regiones mediterráneas que sufren escasez de agua, especialmente en verano, pero esta tecnología tiene potencial para aplicarse a todas las zonas desérticas del mundo», concluye Ventura.
Palabras clave
Enhanced-MUMs, agua, limpieza, autodesinfección, membrana, filtro, agua dulce, agua de mar
