Un grupo de investigadores ha desarrollado una membrana a partir de celulosa que es más eficiente que sus competidores elaboradas a partir de plástico. En concreto, la lámina logró desalinizar 20 kilos de agua por metro cuadrado de membrana cada hora
La escasez de agua es un desafío mundial. La Organización de las Naciones Unidas (ONU) ya ha advertido que el 40% de la población mundial está afectada por la escasez de agua y que, al menos, 700 millones de personas corren el riesgo de verse desplazadas de aquí al 2030 debido a la falta de este recurso vital. Para muchos expertos, la desalinización puede ayudar a aliviar el estrés hídrico.
En este sentido, un grupo de investigadores de la Universidad de Princeton ha ideado la forma de utilizar una membrana de madera, que funciona a través de fuentes renovables, para desalinizar agua y que permitirá, según los autores, que muchas personas o países puedan obtener agua desalada de forma más rentable.
Normalmente, las membranas para tales fines están fabricadas polímeros sintéticos como el politetrafluoroetileno (PTFE), el fluoruro de polivinilideno (PVDF) y el polipropileno (PP). Sin embargo, debido a sus características, estos materiales no poseen una densidad porosa alta, así como que presentan una conductividad térmica elevada.
Para solucionar este problema, el grupo de expertos utilizó nanocelulosa, un material que se obtiene de la madera, en este caso de tilo americano, con el que obtuvieron una lámina altamente porosa, con baja conductividad térmica y menor resistencia mecánica. Unas cualidades similares a las membranas fabricadas con aerogel que se utilizan para desalinizar.
Por otro lado, la membrana de madera presenta otra gran ventaja: sus homólogos plásticos están fabricados con productos derivados del petróleo, y su uso y eliminación generan problemas medioambientales debido a su baja biodegradabilidad, al contrario que la de madera.
Gracias a estas características, los expertos observaron que su rendimiento era un 20% más elevado que sus competidores fabricados con plástico. En total, esta lámina logró filtrar unos 20 kilos de agua por metro cuadrado de membrana cada hora, una cifra similar a las fabricadas por polímeros.
Según los expertos, que la membrana de madera sea más eficiente, a pesar de obtener unos resultados de filtración similares, se debe al grosor de la lámina: mientras que la de madera posee un espesor de 500 micrómetros, el de las de polímeros es de 130 micrómetros. Este hecho provoca que la de madera tenga más rendimiento.
“En condiciones similares, la membrana de madera saldría victoriosa”, ha explicado uno de los participantes en la investigación.
Por ello, los expertos han explicado en el estudio que aún deben seguir estudiando y experimentando con esta nueva membrana para lograr el tamaño idóneo que la conviertan en la herramienta perfecta para desalinizar.
La destilación de membrana es un proceso de separación emergente impulsado térmicamente con un gran potencial para la desalinización de agua de alta salinidad utilizando fuentes solares, térmicas u otras fuentes renovables.
Impulsado por la diferencia de temperatura y presión de vapor, el agua se evapora en el lado de la alimentación energética para, posteriormente, hacer recorrer el vapor a través de la membrana hidrófoba porosa.
La destilación por membrana puede funcionar con calor de baja calidad, como el agua de enfriamiento del condensador de las centrales térmicas o de fuentes renovables, como las plantas termosolares o geotérmicas.
Una membrana ideal debe tener una combinación deseada de características, tales como gran tamaño de poro, baja tortuosidad de poro, baja conductividad térmica, alta porosidad, espesor optimizado, buena resistencia mecánica, competitividad de costos y bajos impactos ambientales.
