Las nuevas tecnologías de agua que podrían salvar el planeta

- Mar 22, 2018-

Las nuevas tecnologías de agua que podrían salvar el planeta

¿Cuáles son las tecnologías nuevas y emergentes que ayudarán a las empresas a superar la escasez de agua limpia y fresca?

El pozo fue una invención transformadora, aunque a menudo se pasa por alto. Esta fuente de agua dulce, vital para la expansión de las comunidades del interior, se remonta a casi 10.000 años, 3.000 años antes de que la rueda se hubiera imaginado.

El pozo es solo una de una larga lista de innovaciones en tecnología del agua que han permitido que el desarrollo humano continúe a buen ritmo. Las sofisticadas redes de tuberías y plantas de tratamiento de hoy en día nos proporcionan este elixir de la vida y la industria. A medida que se ejerce una intensa presión sobre los suministros de agua limitados del planeta, las empresas recurren una vez más a la innovación tecnológica. Las invenciones nuevas y emergentes deberían contemplar la civilización humana a lo largo del siglo XXI y, con un poco de suerte, los próximos 10.000 años.

Nanotecnología en la filtración : según la Organización Mundial de la Salud, 1,6 millones de personas mueren cada año por enfermedades diarreicas atribuibles a la falta de agua potable y saneamiento básico. Investigadores en India han encontrado una solución a este problema perenne con un sistema de purificación de agua que utiliza nanotecnología.

La tecnología elimina microbios, bacterias y otras materias del agua utilizando nanopartículas compuestas, que emiten iones de plata que destruyen los contaminantes. "Nuestro trabajo puede comenzar a salvar vidas", dice el profesor Thalappil Pradeep del Instituto Indio de Tecnología de Madras. "Por solo $ 2.50 al año puede entregar agua microbialmente segura para una familia".

Es una señal de que la purificación de agua a bajo costo finalmente puede estar a la vuelta de la esquina, y ser comercialmente escalable.

Química de la membrana : las membranas, a través de las cuales el agua pasa para ser filtrada y purificada, son parte integral del procesamiento moderno del tratamiento del agua . Los poros de las membranas utilizadas en la ultrafiltración pueden tener solo 10 o 20 nanómetros de diámetro, 3.000 veces más finos que un cabello humano.

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Pero aunque la química de la membrana ha existido durante varios años, sigue siendo una fuente de intensa investigación y desarrollo. "La química contribuye significativamente a soluciones innovadoras de tratamiento de agua , como convertir el agua salada en agua dulce apta para el consumo humano", dice Yannick Fovet, jefe de desarrollo global de agua de la compañía química BASF.

Se ha atribuido a avances recientes la reducción del costo del agua desalada de $ 1 por metro cúbico a entre $ 0,80 y $ 0,50 en cinco años. Las nuevas membranas cerámicas están ayudando a que el tratamiento sea más asequible. "La tecnología de membranas es cada vez más importante porque la integridad del sistema, la longevidad y los costos han mejorado", explica Paul Street, director de desarrollo comercial de la firma de ingeniería Black & Veatch.

Desalación de agua de mar : aunque es muy prometedora para el futuro, la desalinización del agua de mar sigue siendo extremadamente costosa, con la tecnología de ósmosis inversa que consume una gran cantidad de energía: alrededor de 4 kilovatios hora de energía por cada metro cúbico de agua.

Una solución que se explora en Singapur, que inauguró su primera planta de desalinización de agua de mar en 2005, es la biomimética, que imita los procesos biológicos mediante los cuales las plantas de mangle y eurihalina (peces que pueden vivir en agua dulce o salada) extraen agua de mar con un mínimo de energía. Otro enfoque nuevo es utilizar membranas biomiméticas mejoradas con aquaporina: proteínas integradas en las membranas celulares que transfieren selectivamente el agua dentro y fuera de las células a la vez que bloquean las sales.

Harry Seah, director de tecnología de PUB , la agencia nacional de agua de Singapur, dice: "Si la ciencia puede encontrar una forma de imitar eficazmente estos procesos biológicos, se pueden derivar soluciones de ingeniería innovadoras para la desalinización del agua de mar. La desalinización del agua de mar puede transformarse más allá de nuestra imaginación."

Monitoreo inteligente : solo en los países en desarrollo, se estima que se pierden 45 millones de metros cúbicos por día en las redes de distribución. Las fugas no solo son costosas para las empresas, sino que aumentan la presión sobre los recursos de agua estirados y aumentan la probabilidad de que los contaminantes se infiltren en los suministros.

"No tiene sentido comercial invertir miles de millones en reservorios adicionales y captación de agua, plantas de tratamiento [y] estaciones de bombeo, cuando no se cuenta hasta el 60% del agua producida", dice Dale Hartley, director de desarrollo comercial de SebaKMT , un especialista en detección de fugas de agua.

Las nuevas tecnologías de monitoreo ayudan a las compañías a garantizar la integridad de sus vastas redes de suministro de agua. Los instrumentos electrónicos, como sensores de presión y acústicos, conectados de forma inalámbrica en tiempo real a sistemas de monitoreo centralizados y basados en la nube permitirán a las empresas detectar y detectar fugas con mayor rapidez.


Irrigación inteligente : Aproximadamente el 70% del agua dulce del mundo es utilizada por la industria agrícola. Aplicar un enfoque más inteligente a la gestión del agua mediante el despliegue de sistemas de riego de precisión y algoritmos y modelado de computadoras ya está comenzando a brindar beneficios a los agricultores en los países desarrollados.

Sin embargo, si bien este enfoque abarca una nueva instrumentación y tecnologías analíticas, la innovación proviene de un cambio de mentalidad que enfatiza la importancia de medir y prever.

"En los viejos tiempos, no había tanto estrés en la medición porque pensamos que teníamos mucha agua", dice Carey Hidaka, experto en gestión del agua más inteligente de IBM. "Es un cambio de paradigma para la industria del agua, que al igual que otros, está acostumbrada a lanzar nuevos desarrollos de ingeniería a los problemas".

Tratamiento de aguas residuales : la ingeniería todavía tiene su lugar, sin embargo. Muchas personas que viven en zonas urbanas, incluso en las economías avanzadas, todavía no tienen sus aguas residuales adecuadamente tratadas y las aguas residuales a menudo se descargan, sin tratar, en los ríos y estuarios o se utilizan como agua de riego.

Las nuevas tecnologías prometen transformar las aguas residuales en un recurso para la generación de energía y una fuente de agua potable. Los digestores modulares híbridos de lodo activado, por ejemplo, ahora están eliminando nutrientes para ser utilizados como fertilizantes y, a su vez, disminuyendo la energía requerida para el tratamiento hasta la mitad.

"Existe una necesidad urgente de sistemas de aguas residuales que sean más compactos, de modo que puedan construirse nuevas plantas en áreas urbanas donde la tierra es escasa y para actualizar y expandir las instalaciones existentes", dice el Dr. David Lloyd Owen, asesor del consejo de Bluewater. Bio, un especialista en tratamiento de aguas residuales .
Instalaciones móviles de reciclaje : un producto inesperado derivado de la explosión de la industria global de fracturación hidráulica ha sido la demanda de instalaciones de tratamiento de agua altamente móviles. La inversión se canaliza hacia unidades de ósmosis inversa que permitirán a las empresas tratar grandes volúmenes de agua para extraer gas e inyectarlos en el subsuelo.

"Habrá beneficios en cadena, ya que los productos [se desarrollarán] con nuevas aplicaciones donde la tolerancia al precio es mucho menor", dice Peter Adriaens, profesor de ingeniería ambiental y emprendimiento en la Universidad de Michigan.

Adriaens agrega: "A medida que estas tecnologías se desarrollen y aprendan a tratar grandes volúmenes de agua, veremos sistemas de tratamiento más baratos y más potables , y comenzaremos a alejarnos de los sistemas masivos de tratamiento centralizado".

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