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Filtro solar elaborado con nanotecnología purifica agua contaminada

El agua limpia es un privilegio para muchas personas en todo el mundo, pero también existen lugares con marcada pobreza y sobrepoblación que carecen del acceso a este servicio. Gracias a nuevos proyectos y desarrollos tecnológicos se espera que todos podamos disponer de agua limpia.

De acuerdo a un informe publicado por la Organización Mundial de la Salud (OMS), al menos 1800 millones de personas consumen agua contaminada con heces y, para 2040, una gran parte del mundo sufrirá estrés hídrico debido a la escasez de recursos de agua potable.

Mientras que en otro reporte, el Fondo de las Naciones Unidas para la Infancia (UNICEF), señala que alrededor de 1,800 niños mueren cada día a causa de la diarrea por falta de agua potable, lo que provoca enfermedades como el cólera.

Se ha vuelto imperativo entonces que desarrollemos formas eficientes y rentables para descontaminar el agua. Y eso es exactamente lo que ha logrado un equipo de científicos dirigido por László Forró investigador en la Escuela Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), en Suiza.

Con un nuevo filtro de purificación de agua que combina nanocables de dióxido de titanio (TiO2) y nanotubos de carbono alimentados únicamente por la luz solar, litros del vital líquido que esté contaminado pueden ser purificados y convertirse en agua potable.

¿Cómo funciona este magnífico invento?

Los investigadores primero muestran que los nanocables de TiO2 por sí mismos pueden purificar el agua de manera eficiente en presencia de la luz solar. Pero, al entrelazar los nanocables con nanotubos de carbono forma un material compuesto que agrega una capa adicional de descontaminación al pasteurizar el agua, eliminando patógenos humanos como bacterias y virus grandes.

La idea es que cuando la luz ultravioleta, del espectro visible de la luz solar, golpea el filtro, hace que produzca un grupo de moléculas llamadas especies reactivas de oxígeno (ROS). Estos incluyen peróxido de hidrógeno (H2O2), hidróxido (OH) y oxígeno (O2-), y se sabe que son efectivos para matar patógenos.

Filtro estructura
(a) Imágenes TEM de un conjunto grande del compuesto TiO2NWs/AuNPs y (b) fragmento de imagen ampliada seleccionado de la imagen que se muestra; ( c y e ) Imágenes SEM del material del filtro sin y con estructuración de la superficie, respectivamente; (d) Dos respuestas ópticas claramente diferentes a la iluminación con luz visible de versiones no estructuradas (izquierda) y estructuradas (derecha) del material del filtro. Fuente: Nature/EPFL

Los investigadores probaron su dispositivo con la bacteria E. Coli, pero debe funcionar con otras bacterias patógenas, como Campylobacter jejuni (un patógeno común que provoca diarrea en el mundo desarrollado), Giardia lamblia (un microorganismo que causa la infección intestinal giardiasis), Salmonella, Cryptosporidium (causa la criptosporidiosis diarreica), el virus de la hepatitis A y Legionella pneumophila (causa la enfermedad del legionario).

El dispositivo es excepcionalmente hábil para eliminar todos los patógenos del agua y muestra resultados prometedores incluso para eliminar microcontaminantes, como pesticidas, residuos de medicamentos, cosméticos, etc.

¡Varias cabezas, piensan mejor que una!

En su artículo, publicado en la revista Nature en su apartado npj Clean Water, los investigadores muestran un prototipo del filtro y hacen sugerencias para futuras mejoras. "Estoy convencido de que creará un fuerte seguimiento en las comunidades científicas versátiles y, con suerte, en las agencias de financiación", dice Endre Horváth, científico principal del proyecto.

“En estrecha colaboración entre químicos, físicos y biólogos, hemos desarrollado un dispositivo de purificación de agua muy eficiente, que no necesita ninguna fuente de energía más que la luz solar”, dice Forró.

"Nuestro prototipo puede suministrar agua potable incluso en lugares remotos a pequeñas poblaciones y podría ampliarse fácilmente. Es un gran logro y un 'producto secundario' importante de este proyecto es que ha atraído a una gran cantidad de personas con talento y estudiantes motivados que se preocupan por los temas ambientales, por la sustentabilidad”, agregó.