Un nuevo proceso para la filtración del agua usando el dióxido de carbono consume 1000 veces menos energía que los métodos convencionales, según ha demostrado una investigación científica publicada recientemente.
Crédito: Universidad de Limerick
La investigación fue conducida por Dr Orest Shart de la Universidad de Limerick, Irlanda junto con el Dr Sangwoo Shin (ahora en la Universidad de Hawaii, Manoa), mientras eran investigadores de postdoctorado en la Universidad de Princeton (Estados Unidos) el año pasado.
Con la demanda mundial de agua potable en aumento, hay una necesidad constante de mejorar el rendimiento de los procesos de tratamiento de agua. El Dr. Shart espera que este nuevo método que utiliza el CO2 podría aplicarse en una variedad de industrias como la minería, la producción de alimentos y bebidas, la fabricación farmacéutica y el tratamiento del agua.
La investigación, publicada en la revista científica Nature Communications de acceso abierto, indica que el nuevo proceso podría ser fácilmente escalado, "sugiriendo que la técnica podría ser particularmente beneficiosa tanto en los mundos en desarrollo como en los desarrollados". El nuevo método también se puede utilizar para eliminar las bacterias y los virus sin la cloración o el tratamiento ultravioleta.
"Estamos en las primeras etapas de desarrollo de este concepto." Eventualmente, este nuevo método podría utilizarse para limpiar el agua para consumo humano o para tratar los efluentes de las instalaciones industriales, declaró el Dr. Shart.
Actualmente, las tecnologías de filtración de agua como la microfiltración o ultrafiltración utilizan membranas porosas para remover partículas suspendidas y solutos. Estos procesos atrapan y eliminan partículas suspendidas, tales como limo fino, forzando la suspensión a través de un material poroso con huecos que son más pequeños que las partículas. La energía debe ser desperdiciada para superar la fricción de empujar el agua a través de estos pequeños pasajes. Estos tipos de procesos de filtración tienen inconvenientes como los altos costos de bombeo y la necesidad de un reemplazo periódico de las membranas debido a la incrustación. La investigación de DRS Shart y Shin demuestra un método alternativo de la membrana para separar partículas suspendidas que trabaja exponiendo la suspensión coloidal al CO2.
"El dispositivo de demostración está hecho de un polímero de silicona estándar, un material que se utiliza comúnmente en la investigación de microfluídicos y similar a lo que se utiliza en los selladores del hogar." Si bien todavía no hemos analizado el capital y los costos de operación de un proceso de ampliación basado en nuestro dispositivo, la baja energía de bombeo que requiere, sólo el 0,1% de los métodos convencionales de filtrado, sugiere que el proceso merece más investigación ", dijo el Dr. Shart.
"Lo que tenemos que hacer ahora es estudiar los efectos de varios compuestos, como las sales y la materia orgánica disuelta que están presentes en el agua natural e industrial para entender qué impacto tendrán en el proceso." Esto podría afectar la forma en que Optimizamos las condiciones de operación, diseñamos el canal de flujo y escalamos el proceso, continuó.
Desde su incorporación al Instituto Bernal de 86 millones de euros en la Universidad de Limerick el pasado mes de septiembre, el Dr. Shart continúa su investigación sobre el modelado matemático y simulación del proceso de purificación del agua y los fenómenos físicos sobre los que se basa.
"Como una nueva llegada a Irlanda, ahora estoy buscando estudiantes de doctorado motivados para trabajar conmigo en esta área." Estoy seguro de que los estudiantes creativos encontrarán nuevas formas de mejorar el proceso y aplicarlo de manera inesperada, concluye el Dr. Shart.
La investigación fue conducida por Dr Orest Shart de la Universidad de Limerick, Irlanda junto con el Dr Sangwoo Shin (ahora en la Universidad de Hawaii, Manoa), mientras eran investigadores de postdoctorado en la Universidad de Princeton (Estados Unidos) el año pasado.
Con la demanda mundial de agua potable en aumento, hay una necesidad constante de mejorar el rendimiento de los procesos de tratamiento de agua. El Dr. Shart espera que este nuevo método que utiliza el CO2 podría aplicarse en una variedad de industrias como la minería, la producción de alimentos y bebidas, la fabricación farmacéutica y el tratamiento del agua.
La investigación, publicada en la revista científica Nature Communications de acceso abierto, indica que el nuevo proceso podría ser fácilmente escalado, "sugiriendo que la técnica podría ser particularmente beneficiosa tanto en los mundos en desarrollo como en los desarrollados". El nuevo método también se puede utilizar para eliminar las bacterias y los virus sin la cloración o el tratamiento ultravioleta.
"Estamos en las primeras etapas de desarrollo de este concepto." Eventualmente, este nuevo método podría utilizarse para limpiar el agua para consumo humano o para tratar los efluentes de las instalaciones industriales, declaró el Dr. Shart.
Actualmente, las tecnologías de filtración de agua como la microfiltración o ultrafiltración utilizan membranas porosas para remover partículas suspendidas y solutos. Estos procesos atrapan y eliminan partículas suspendidas, tales como limo fino, forzando la suspensión a través de un material poroso con huecos que son más pequeños que las partículas. La energía debe ser desperdiciada para superar la fricción de empujar el agua a través de estos pequeños pasajes. Estos tipos de procesos de filtración tienen inconvenientes como los altos costos de bombeo y la necesidad de un reemplazo periódico de las membranas debido a la incrustación. La investigación de DRS Shart y Shin demuestra un método alternativo de la membrana para separar partículas suspendidas que trabaja exponiendo la suspensión coloidal al CO2.
"El dispositivo de demostración está hecho de un polímero de silicona estándar, un material que se utiliza comúnmente en la investigación de microfluídicos y similar a lo que se utiliza en los selladores del hogar." Si bien todavía no hemos analizado el capital y los costos de operación de un proceso de ampliación basado en nuestro dispositivo, la baja energía de bombeo que requiere, sólo el 0,1% de los métodos convencionales de filtrado, sugiere que el proceso merece más investigación ", dijo el Dr. Shart.
"Lo que tenemos que hacer ahora es estudiar los efectos de varios compuestos, como las sales y la materia orgánica disuelta que están presentes en el agua natural e industrial para entender qué impacto tendrán en el proceso." Esto podría afectar la forma en que Optimizamos las condiciones de operación, diseñamos el canal de flujo y escalamos el proceso, continuó.
Desde su incorporación al Instituto Bernal de 86 millones de euros en la Universidad de Limerick el pasado mes de septiembre, el Dr. Shart continúa su investigación sobre el modelado matemático y simulación del proceso de purificación del agua y los fenómenos físicos sobre los que se basa.
"Como una nueva llegada a Irlanda, ahora estoy buscando estudiantes de doctorado motivados para trabajar conmigo en esta área." Estoy seguro de que los estudiantes creativos encontrarán nuevas formas de mejorar el proceso y aplicarlo de manera inesperada, concluye el Dr. Shart.