Tratamiento natural de las aguas subterráneas salobres en la India
Más de dos mil millones de personas siguen careciendo de agua potable gestionada de forma segura. El árido estado indio de Guyarat sufre una grave escasez de agua, ya que sus recursos de aguas superficiales son limitados y sus aguas subterráneas son cada vez más salobres debido a las actividades de extracción y al aumento del nivel del mar. La tecnología de desalinización podría extraer la sal de estas aguas subterráneas, pero los procesos actuales consumen mucha energía, son caros y perjudiciales para el medio ambiente. En respuesta a esta situación, el equipo de INDIA-H2O creó un prometedor sistema de tratamiento del agua basado en la naturaleza y alimentado por energías renovables. El proyecto está cofinanciado por la Unión Europea y el Departamento de Ciencia y Tecnología de la India. «Nuestra tecnología de purificación del agua, conocida como “ósmosis inversa híbrida por lotes”, tiene un bajo consumo energético y convierte el 95 % del agua contaminada en agua limpia», afirma Philip Davies, catedrático de Tecnología del Agua de la Universidad de Birmingham y coordinador del proyecto INDIA-H2O.
Tecnologías que imitan la naturaleza
La ósmosis es un proceso natural en el que las moléculas de agua atraviesan una membrana semipermeable y es el que posibilita que las moléculas de agua entren y salgan de las células animales y vegetales. En esencia, las membranas actúan como una barrera frente a otras moléculas y partículas (solutos) presentes en el agua. En INDIA-H2O se examinó el tratamiento híbrido del agua por ósmosis inversa y directa basado en la tecnología de membranas biomiméticas, que incorpora proteínas biológicas para transportar agua limpia a través de la membrana. La ósmosis directa imita el modo en que el agua se introduce en las células, mientras que en la ósmosis inversa se emplea la presión para forzar el paso del agua. El método de ósmosis inversa de INDIA-H2O, configurado de forma única para reciclar la energía utilizada para presurizar el agua, elimina casi toda la sal del agua sin verter grandes volúmenes de residuos líquidos, como suele ocurrir con otras técnicas de desalinización. «La presión requerida suele necesitar al menos 1 kWh de electricidad para obtener 1 000 l de agua potable», señala Davies. «Nuestro diseño, que incorpora un pistón de intercambio de presión, reduce esta presión a la mitad». La tecnología de INDIA-H2O también elimina contaminantes emergentes (como productos químicos agrícolas) y recupera reactivos de aguas residuales de alto valor generados por procesos industriales, como los tintes textiles. Asimismo, el potencial de funcionamiento intermitente de estos procesos de tratamiento del agua hace que la energía renovable sea ideal como fuente de energía. «Guyarat tiene un clima árido y soleado, por lo que el empleo de la energía solar constituye una opción obvia», comenta Anurag Mudgal, de la Universidad de la Energía Pandit Deendayal (PDEU, por sus siglas en inglés), en Gandhinagar (Guyarat). «El diseño compacto del sistema es idóneo para las comunidades rurales, cuyos medios de subsistencia están amenazados por el cambio climático».
Se necesita todo un pueblo
El método de INDIA-H2O se está probando en la aldea guyaratí de Lodhva, donde produce unos ochocientos litros de agua limpia por hora. La tecnología se ha instalado en una escuela local para suministrar toda el agua potable que necesita, así como en la PDEU a fin de probar la extracción segura de agua potable a pequeña escala a partir de aguas subterráneas salobres. «Estamos muy entusiasmados con el desarrollo de estos sistemas de gran importancia para el mundo rural. Pueden producir entre 7 y 10 m3 de agua potable al día utilizando solo energía solar, o hasta 20 m3 utilizando la red eléctrica. Cuestan menos de 30 rupias por m3, unos 0,35 euros, y suponen un auténtico salvavidas para las comunidades», agrega Mudgal. El plan consiste en ampliar la capacidad de estos sistemas a escala de aldea para incluir la recuperación de agua limpia a partir de aguas residuales domésticas rurales. A fin de demostrar el potencial de economía circular del planteamiento del proyecto, los investigadores de INDIA-H2O están probando el cultivo de especies del género «Salicornia», unas plantas comestibles tolerantes a la sal, utilizando salmuera, un subproducto del proceso de desalinización. En la actualidad, se están estudiando las vías de comercialización, así como la financiación comunitaria de más instalaciones, con el objetivo de proporcionar al pueblo una nueva fuente de ingresos. Para garantizar la sostenibilidad y escalabilidad de estos sistemas de demostración a escala local, su diseño se ha compartido con fabricantes indios, junto con un suministro de las membranas especializadas.
Crear un entorno propicio
En 2022 se inauguró en la PDEU un Centro de Excelencia en Tratamiento y Gestión del Agua, que cuenta con instalaciones punteras para probar tecnologías de tratamiento del agua. Además, tras dos simposios internacionales sobre gestión del agua celebrados en la PDEU, que tuvieron una gran recepción, se prevé celebrar un tercero en 2024. La Universidad de Birmingham ha concedido la licencia de la tecnología de ósmosis inversa híbrida por lotes a la empresa semilla Salinity Solutions, con lo que ha recaudado más de 1,4 millones de euros, y ya ha llegado a un acuerdo con la empresa británica Te-Tech Process Solutions para iniciar la producción de tecnología de tratamiento del agua a medida. Mientras tanto, los socios del proyecto también se dedican a explotar la tecnología. El Instituto Central de Investigación en Ingeniería Electrónica de la India comercializa las tecnologías de sensores y supervisión desarrolladas en el marco del proyecto. Además, la empresa danesa Aquaporin, creadora de la tecnología de membranas biomiméticas de ósmosis directa, ha salido a bolsa en el Nasdaq de Copenhague, recaudando 38 millones de euros.
Palabras clave
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