Los científicos han desarrollado dos nuevos métodos de desalinización.
Casi simultáneamente, los ingenieros del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (UIUC) propusieron nuevas formas de desalinizar el agua salada. El método MIT se basa en ondas de choque, y el UIUC utilizó un material poroso a nanoescala para separar la sal del agua.Si no hay agua en el grifo
El consumo mundial de agua aumenta constantemente, y en algunas regiones densamente pobladas del planeta comienza a escasear. El problema de la falta de agua dulce ya no es prerrogativa de los desiertos africanos. A pesar de que los océanos cubren el 70% de la superficie de nuestro planeta, hay muy poca agua potable.En California, debido a una sequía de tres años, faltaban aproximadamente las precipitaciones anuales , por lo que las autoridades tuvieron que imponer restricciones al uso del agua. En China, se está construyendo una de las estaciones de desalinización más grandes en la bahía de Bohai, cerca de la ciudad de Tangshan.Los métodos comunes de desalinización del agua son la ósmosis inversa, que empuja el agua a través de una membrana que atrapa las partículas de sal, la destilación, la ebullición, seguida de la recolección y el enfriamiento del vapor, o la electrodiálisis, que cambia la concentración de electrolitos en la solución por medio de una corriente eléctrica. Estos métodos consumen mucha energía.Desalinización de choque
El trabajo de los ingenieros del MIT con un método de desalinización inusual dirigido por el profesor Martin Bazant se publicó en la revista Environmental Science and Technology. "Este es un proceso de separación fundamentalmente nuevo que es diferente de todos los demás", dice Bazant. "Proporciona una separación sin membrana de iones y moléculas de agua".En la electrodiálisis convencional, las membranas del tabique se hacen en el vaso de separación. Las membranas filtrantes permiten que el agua pase y atrapen partículas de sal más grandes. Estas membranas están dispuestas alternativamente y dividen el volumen total en muchas cavidades. Se pasa una corriente eléctrica constante a través del baño con la solución, que pone en movimiento los iones de sales disueltas.Los iones con carga opuesta se mueven en direcciones opuestas, pero debido a que la bañera está llena de membranas que impiden el movimiento de los iones, los iones quedan atrapados en la membrana más cercana correspondiente a su carga y permanecen en la cavidad entre las dos membranas. Como resultado, se produce un aumento en la concentración de iones entre un par de membranas (esta agua se drena hacia el mar) y se produce una disminución entre las otras, es decir, se obtiene agua dulce.
En un nuevo proceso llamado electrodiálisis de choque, el agua fluye a través de la frita.- material cerámico poroso. En ambos lados, la masa de material está limitada por electrodos. Una corriente continua suficientemente fuerte que fluye entre los electrodos conduce a la aparición de una onda de choque en la corriente, dividiendo claramente la corriente en dos partes, una de las cuales es extremadamente salada y la otra es agua dulce. Solo queda separar los flujos con una simple partición.En este proceso, no se usan membranas, nada está obstruido y no requiere limpieza, al tiempo que garantiza un flujo constante de agua a través de un material de bajo costo de fabricación. El efecto subyacente al proceso fue descubierto hace varios años por científicos de la Universidad de Stanford.Los expertos del MIT afirman que el proceso puede usarse no solo para la desalinización, sino también para el tratamiento del agua. Por ejemplo, en el proceso de fracturación hidráulica, se forma una gran cantidad de agua salada y contaminada que podría limpiarse de esta manera. Además, según los científicos, la corriente eléctrica necesaria para organizar el proceso es lo suficientemente fuerte como para matar bacterias y esterilizar el agua.Un enfoque sutil para la desalinización.
Sin embargo, los ingenieros de Illinois ofrecen su propia opción para desalinizar el agua filtrándola a través de una membrana. Sin embargo, su membrana de disulfuro de molibdeno tiene solo unos pocos nanómetros de espesor. Los ingenieros de UIUC sostienen que su filtro es energéticamente mucho más beneficioso que los filtros convencionales de ósmosis inversa, que son caros.La desalinización del agua a través de filtros generalmente requiere mucha presión, y las membranas se obstruyen rápidamente y requieren limpieza o reemplazo. Pero según los ingenieros, la presión requerida para desalinizar el agua es proporcional al grosor de la membrana. Muchos científicos incluso intentaron usar el grafeno para filtrar el agua, pero encontraron dificultades específicas para interactuar con el grafeno.Los ingenieros de UIUC tomaron disulfuro de molibdeno porque contiene molibdeno rodeado por dos átomos de azufre. Como resultado, una delgada "lámina" de MoS 2 tiene azufre en el exterior y molibdeno en el interior. Si se hace un agujero en dicha lámina, habrá un anillo de átomos de molibdeno a su alrededor.
"Las ventajas del filtro MoS 2 son que el molibdeno atrae repelentes de agua y azufre, lo que garantiza una alta tasa de paso de agua a través del orificio", dijo Mohammad Heiranian, autor del trabajo. "Esta propiedad está incorporada químicamente en MoS 2 , por lo que no necesita prepararse ni modificarse de ninguna manera, a diferencia del grafeno, donde dicha preparación es un proceso muy complejo".¿Cómo vamos a desalinizar?
El progreso no se detiene y las nuevas tecnologías aparecen muy rápidamente. El tiempo dirá cuál de estas ideas pasará la prueba de la realidad. Es posible que para aumentar la eficiencia, se utilicen varias tecnologías juntas. Lo principal es que, como resultado, dan mucha agua dulce tanto para beber como para comer; después de todo, los principales consumidores de agua dulce son las granjas.Source: https://habr.com/ru/post/es386527/
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