Hallan un nuevo método más eficiente para lograr agua potable del mar

La desalinización del agua salada por membrana es uno de los métodos más populares. Ahora, Amir Barati Farimani, profesor asistente de Ingeniería Mecánica en la Universidad Carnegie Mellon (Estados Unidos), está explorando el potencial de un nuevo tipo de membrana, llamada marco conductor de metales (MOF), que puede mejorar el proceso.

La escasez de agua es un problema importante en todo el mundo. "Afecta a todos los continentes", señala a Phys.org Barati Farimani. "Cuatro mil millones de personas viven en condiciones de grave escasez de agua al menos un mes al año. Medio billón de personas viven bajo una grave escasez de agua durante todo el año".

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Una forma de luchar contra esta carestía la tenemos a nuestro alcance. Evidentemente, nos referimos al agua del mar, que supone el 71 por ciento de la superficie del mundo. "Es una contradicción muy interesante", añade Barati Farimani, que ha desarrollado gran parte de sus investigaciones en la desalinización del agua de los océanos, el proceso en el que el agua salada de mar se puede transformar en agua dulce.

Menos fricción

Una de las más eficaces maneras de desalinización se realiza por membrana. En este método, el agua es empujada a través de una membrana delgada con pequeños agujeros. El agua fluye a través de los poros, pero los iones de sal no pueden, dejando solo pasar el agua dulce.

"Tenemos que proporcionar agua dulce para muchas personas desfavorecidas"

En su última investigación, Barati Farimani explora el potencial de un nuevo tipo de membrana, llamada marco conductor de metales (MOF). "Estas membranas están compuestas tanto de metal como de compuesto orgánico". El compuesto orgánico y el metal se conectan en un patrón pentagonal, dejando un agujero en el centro que sirve como poro. "Si los miras, son como un panal", añade. Este MOF es increíblemente delgado, de unos pocos átomos de espesor, lo que significa que hay muy poca fricción a medida que las moléculas de agua pasan a través de los poros que, por su colocación, ayudan con la permeación.

"Cuando no tienes poros adyacentes, hay una enorme presión de la pared sobre las moléculas", dice Barati Farimani. Esto hace que el proceso de desalinización sea menos eficiente. Para entender por qué, imagínate vertiendo agua en un embudo. El agua se mueve más lentamente a través del agujero al final porque se empuja contra las paredes y se fuerza a través de un pequeño espacio. El MOF, por otro lado, tiene varios poros adyacentes. "No hay presión desde el lado de la pared", dice Barati Farimani. "Y eso le da esta oportunidad de pasar más fácilmente a través del poro".

Por último, el MOF tiene más integridad estructural que otros materiales. En la mayoría de los materiales, los científicos tienen que perforar pequeños agujeros para crear los poros necesarios, lo que limita la cantidad que se puede crear por superficie. "Si quieres hacer muchos poros, el grafeno o el MoS2 no pueden hacer eso", afirma Barati Farimani. "Estructuralmente no pueden mantener la presión".

Impacto en las personas

Pero gracias a su estructura de panal, MOF es intrínsecamente poroso. Esto permite una mayor relación entre los poros y la superficie. También ahorra tiempo y energía, ya que los poros no necesitan ser perforados, o incluso ajustados en tamaño.

La investigación de Barati Farimani, que ha publicado en la revista científica ‘Nano Letters’, se suma a una creciente conversación sobre la desalinización del agua y representa un importante paso adelante en el campo. Barati Farimani espera que su investigación pueda tener un impacto en la vida de las personas. "Tenemos que proporcionar agua dulce para muchas personas desfavorecidas, como en África u otros lugares", dice. "Básicamente esa es nuestra misión: hacerlo tan eficiente energéticamente que tengamos desalinización de agua en todas partes".