Los ingenieros de la Universidad de California, Riverside han desarrollado una nueva forma de recuperar casi el 100 por ciento del agua de soluciones salinas altamente concentradas. El sistema aliviará la escasez de agua en regiones áridas y reducirá las preocupaciones relacionadas con la eliminación de salmuera de alta salinidad, como la hidráulicafractura de residuos
La investigación, que implica el desarrollo de un elemento calefactor a base de nanotubos de carbono que mejorará enormemente la recuperación de agua dulce durante los procesos de destilación de membrana, se publicó en la revista Nanotecnología de la naturaleza . David Jassby, profesor asistente de ingeniería química y ambiental en el Bourns College of Engineering de la UCR, dirigió el proyecto.
Si bien la ósmosis inversa es el método más común para eliminar la sal del agua de mar, aguas residuales y agua salobre, no es capaz de tratar soluciones salinas altamente concentradas. Estas soluciones, llamadas salmueras, se generan en cantidades masivas durante la ósmosis inversa como desechoproductos y fracturas hidráulicas como agua producida, y deben desecharse adecuadamente para evitar daños ambientales. En el caso de fracturas hidráulicas, el agua producida a menudo se desecha bajo tierra en pozos de inyección, pero algunos estudios sugieren que esta práctica puede dar como resultadoaumento de los terremotos locales.
Una forma de tratar la salmuera es la destilación de membrana, una tecnología de desalinización térmica en la que el calor impulsa el vapor de agua a través de una membrana, lo que permite una mayor recuperación del agua mientras la sal se queda atrás. Sin embargo, las salmueras calientes son altamente corrosivas, lo que hace que los intercambiadores de calor y otros sistemaselementos caros en los sistemas tradicionales de destilación de membrana. Además, debido a que el proceso depende de la capacidad calorífica del agua, las recuperaciones de un solo paso son bastante bajas menos del 10 por ciento, lo que lleva a complicados requisitos de gestión del calor.
"En un escenario ideal, la desalinización térmica permitiría la recuperación de toda el agua de la salmuera, dejando una pequeña cantidad de sal cristalina sólida que podría usarse o eliminarse", dijo Jassby. "Desafortunadamente, la destilación actual de la membranalos procesos dependen de una alimentación constante de salmuera caliente sobre la membrana, lo que limita la recuperación de agua a través de la membrana a aproximadamente un 6 por ciento ".
Para mejorar esto, los investigadores desarrollaron una membrana a base de nanotubos de carbono autocalentable que solo calienta la salmuera en la superficie de la membrana. El nuevo sistema redujo el calor necesario en el proceso y aumentó el rendimiento del agua recuperada a cerca de 100por ciento.
Además del rendimiento de desalinización significativamente mejorado, el equipo también investigó cómo la aplicación de corrientes alternas al elemento de calentamiento de la membrana podría evitar la degradación de los nanotubos de carbono en el entorno salino. Específicamente, se identificó una frecuencia umbral donde la oxidación electroquímica delSe evitaron los nanotubos, lo que permitió que las películas de nanotubos funcionen durante largos períodos de tiempo sin reducción en el rendimiento. La información proporcionada por este trabajo permitirá que los elementos de calentamiento a base de nanotubos de carbono se utilicen en otras aplicaciones donde la estabilidad electroquímica de los nanotubos es unpreocupación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Riverside . Original escrito por Sarah Nightingale. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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