A diferencia de otras tecnologías, que han nacido directamente de una disciplina científica concreta, la nanotecnología abarca un amplio abanico de áreas de estudio. En esencia, se define por la escala en la que opera: la nanociencia y la nanotecnología suponen estudiar y trabajar con materia a escala ultra pequeña. Un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro y un solo cabello humano tiene unos 80.000 nanómetros de ancho. Es difícil hacerse una imagen visual del tamaño, pero para tener una idea, si la distancia que hay entre el Sol y la Tierra fuera de un metro, un nanómetro sería lo que ocuparía una cancha de fútbol.
Los nanotubos de carbono tienen un gran potencial para convertirse en el material adecuado para la construcción de filtros prácticamente perfectos. Su estructura y tamaño podrían "discriminar" entre las moléculas de agua y las pertenecientes a las impurezas que esta contiene en suspensión. Un filtro de este tipo incluso sería capaz de eliminar del agua virus, bacterias y metales, tres de las causas más frecuentes de contaminación.
Una ventaja innegable de este sistema es que no necesita una fuente de energía externa para funcionar. Simplemente se haría pasar el agua a través del dispositivo. Y su costo sería lo suficientemente bajo como para los 2400 millones de personas, que ya sufren algunas de las consecuencias de la escasez de agua potable, tengan acceso este tipo de filtros.
El agua se ha convertido en uno de los recursos más preciados del planeta. El rápido aumento de la población mundial sumado a la escasez de este elemento ha obligado al hombre a agudizar su ingenio para conseguir agua potable. Por otra parte enfermedades relacionadas con el agua suponen la causa de la muerte de miles, tal vez decenas de miles de niños cada día. Todo esto se podría prevenir con la nanotecnología molecular que ya ofrece oportunidades en muchos otros ámbitos.
Hoy en día mucha agua se desperdicia porque no es cien por cien pura. Las tecnologías de tratamiento eléctrico mecánicas sencillas y fiables pueden recuperar el agua contaminada para usos agrícolas o incluso para el doméstico. Estas tecnologías requieren de una fuente modesta de energía. Filtros físicos con poros de una escala nanométrica pueden eliminar el 100% de bacterias, virus y hasta priones. Una tecnología de separación eléctrica que atrae los iones a láminas supercapacitoras puede eliminar sales y metales pesados.
La capacidad de reciclar el agua de cualquier fuente para cualquier uso podría ahorrar enormes cantidades de agua y permitir el uso de recursos hidráulicos hasta ahora no aprovechados, permitiendo también eliminar el tipo de contaminación "rio abajo"; mediante filtros de agua totalmente eficaces capaces de asumir la regeneración de las aguas "sucias" provenientes de las actividades agrícolas e industriales..
Los costes iníciales de fabricación de los dispositivos de tratamiento de agua basados en la nanotecnología molecular así como los costes de la energía serían muy bajos. Filtros de materiales bien estructurados y pequeños actuadores permitirían que hasta los elementos más pequeños puedan controlarse y depurarse y unidades compactas de filtros completamente automatizadas se podrían integrar en los sistemas de potabilización
Investigación publicada en "Physics World"
- El estudio muestra el potencial de la nanotecnología para desalinizar agua
- Muchas plantas desalinizadoras utilizan la ósmosis inversa
- Las membranas de los nanotubos de carbono son 20 veces más permeables
- Son más eficaces y necesitan menos energía, con lo que el coste se reduciría
La nanotecnología podría mejorar los sistemas que se utilizan en la actualidad para desalinizar agua del mar. Una investigación de la Universidad escocesa de Strathclyde muestra cómo los nanotubos de carbono (finísimas capas de carbono de sólo un átomo de grosor enrolladas en cilindros) podrían utilizarse para filtrar agua salada de una manera más eficaz y económica que los sistemas usados hasta ahora. Las conclusiones del estudio se han publicado en 'Physics World'.
Para llevar a cabo la investigación, liderada por Jason Reese, profesor de Termodinámica y Mecánica de Fluidos de la Universidad de Strathclyde, se hicieron simulaciones por ordenador.
La técnica basada en la ósmosis, consiste como sabemos en poner en contacto mediante una membrana permeable dos fluidos con diferentes concentraciones de sólidos disueltos. La membrana permite el paso del fluido que tiene menor concentración (de sal y minerales en el caso del agua del mar) a la zona en la que se encuentra el fluido con mayor concentración.
Para convertir agua del mar en potable, la mayor parte de las plantas de desalinización utilizan el proceso inverso, conocido como ósmosis inversa. El agua se presuriza a un valor superior al de la ósmosis para conseguir el paso del agua con más concentración a la zona en la que hay menos. De esta forma, el agua se mueve hacia la zona en la que se encuentra el agua potable y la salmuera queda atrás. Para que se considere potable, es suficiente con filtrar el 95% de la sal y minerales.
Gracias a esta técnica se consigue agua potable pero el proceso es poco eficiente y hace falta una gran cantidad de energía para llevarlo a cabo, lo que dispara el coste.
Según los autores de este estudio, los nanotubos de carbono permitirían fabricar membranas 20 veces más permeables que las que se utilizan en las plantas desalinizadoras. De esta forma se reduciría la energía necesaria para poner en marcha el proceso y con ello, el coste. Además, los autores aseguran que los nanotubos de carbono han demostrado ser muy eficaces a la hora de repeler iones de sal.
La nanotecnología permitiría por tanto instalar plantas desalinizadoras en países en desarrollo que en la actualidad no pueden afrontar el gran coste de convertir agua de mar en potable.
Según los autores del informe, conseguir un metro cúbico de agua potable a partir del océano cuesta 0,45 dólares. Es decir, cinco veces más que lo que cuesta extraer y procesar agua de un río o de una fuente subterránea. Los países ricos pueden permitirse esta inversión pero el proceso resulta inviable para los países más pobres, que con frecuencia son los que más sufren la carestía de agua.
En desacuerdo con el ultimo párrafo, porque el costo de esta nueva tecnología, es superior a la purificación por OI. Lo que se ahorra en energía, lo gastas 10 veces en los nanotubos.
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