Artículo publicado en sitio brasileño de internet, Site Inovação Tecnológica (09/01/2018).
Para extraer sal del agua de mar o de aguas salobres de reservorios subterráneos, la técnica más empleada actualmente es la ósmosis reversa. El procedimiento se considera de alto costo por el material empleado y por el gasto de energía eléctrica: una bomba de alta presión obliga al agua a pasar por una membrana polimérica que retiene las sales.
Una opción para la desalinización, con menor gasto de energía, es la deionización capacitiva, que utiliza carbones activados con poros nanométricos (un nanómetro equivale a un milímetro dividido entre un millón) para el retiro de la sal del agua.
Químicos de la Universidad Federal de Sao Carlos de Brasil (UFSCar) acaban de inventar carbones con características que los hacen perfectos para ese uso.
Son semejantes a los usados en filtros de agua comunes, pero con una cantidad y tamaño de poros que proporcionan una elevada área de retención de iones y de moléculas,” explica el profesor Luis Augusto Ruotolo.
Celda electroquímica que usa carbones creados en Brasil (Imagen: Luis Ruotolo/UFSCar).
ELECTRODO RICO EN CARBONO
Los carbones activados se pueden producir a partir de diferentes materiales, como madera, bagazo de caña, cascara de coco y polímeros. En el invento de la UFSCar, el carbón se preparó calentando un polímero conductor de electricidad llamado polianilina a 800° centígrados en condiciones adecuadas para eliminar la materia orgánica volátil.
El resultado fue un electrodo rico en carbono más eficiente y con mayor capacidad de retención de moléculas o de iones en la superficie. Ya existen en el mercado carbones activados que absorben sales, pero que no son adecuados para la desionización capacitiva, porque poseen zonas de retención de los iones de sal demasiado pequeñas.
Los carbones creados por el equipo de la UFSCar presentan zonas para retener elementos químicos seis veces mayores que los carbones comerciales.
Le toco al investigador Rafael Linzmeyer Zornitta usar los nuevos electrodos para construir un prototipo del equipo de desalación.
La celda electroquímica está compuesta de placas de acrílico y gomas de sellado, con dos electrodos de carbono colocados en lados opuesto y separados por un canal donde escurre el agua con sal (cloruro de sodio) que se habrá de desalinizar.
Foto: Emeequis
PROTOTIPO ACCIONADO POR PANEL DE ENERGÍA SOLAR
La desalinización se inicia por una tensión eléctrica de 1.2 volts (V), similar a la de una pila recargable común, que deja uno de los electrodos polarizado con carga negativa y el otro con carga positiva.
Con la entrada de agua salobre en la celda, pasando por los electrodos, los iones de sodio (Na+), que tienen carga positiva, son atraídos y retenidos en el electrodo negativo, y el cloruro (CL-) de desplaza al polo positivo.
Cuando los electrodos quedan saturados por esos elementos, basta invertir la polaridad y el material adherido será repelido, con lo cual es posible sacarlos de la celda, con un procedimiento de retrolavado.
Los investigadores pretenden seguir con la construcción de un prototipo accionado por un panel de energía solar.
