El agua está en el epicentro del desarrollo sostenible y es fundamental para el crecimiento socioeconómico, la energía, la producción de alimentos, los ecosistemas y para la supervivencia de los seres humanos, señala la Organización de Naciones Unidas (ONU).
Y es que el agua limpia es un requisito indispensable para la salud y un entorno vital. Sin embargo, dista mucho de llegar a todos. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) actualmente más de dos mil 200 millones de personas viven con acceso limitado o nulo al agua limpia.
Hoy existen diversos métodos de purificación del agua. Estos se pueden dividir en tres grandes grupos: deposición de materia suspendida; tratamiento físico/químico de coloides; y tratamiento biológico.
No obstante, muchos de ellos resultan costosos, por lo que una de las prioridades de la comunidad científica es buscar procesos más económicos y sencillos de realizar y que se puedan utilizar en cualquier parte del mundo.
Por ello, científicos de la Universidad Tecnológica de Chalmers, en Suecia, desarrollaron un procedimiento con un nuevo material de base biológica, un polvo de nanocristales de celulosa, para purificar el agua de los contaminantes, incluidos los tintes textiles.
El grupo que dirige Gunnar Westman, catedrático asociado de Química Orgánica, se centra en los nuevos usos de la celulosa y los productos derivados de la madera y forma parte del Centro Wallenberg de Ciencias de la Madera.
Proceso
Cuando el agua contaminada pasa a través del filtro con polvo de celulosa los contaminantes se absorben y la luz solar que ingresa al sistema de tratamiento hace que se descompongan de manera rápida y eficiente. Las pruebas de laboratorio demostraron que al menos 80% de los contaminantes del tinte se eliminan con el nuevo método y material. Los investigadores ven buenas oportunidades para aumentar aún más el grado de purificación.
Los científicos indican que la clave de la purificación del agua reside precisamente en los nanocristales de celulosa. Estas minúsculas nanopartículas tienen una extraordinaria capacidad de absorción que los investigadores han encontrado ahora la forma de aprovechar.
Westman explica: “Hemos adoptado un enfoque holístico único de estos nanocristales de celulosa, examinando sus propiedades y aplicaciones potenciales. Creamos un material de base biológica, una forma de polvo de celulosa con excelentes propiedades de purificación, que podemos adaptar y modificar en función de los tipos de contaminantes que haya que eliminar”.
Práctico y económico
El proceso, presentado en la revista científica Industrial & Engineering Chemistry Research, permite filtrar los tintes tóxicos de las aguas residuales. La demostración en laboratorio se llevó a cabo en colaboración con el Instituto Nacional de Tecnología Malaviya de Jaipur, India, donde la presencia de tintes contaminantes en las aguas residuales de la industria textil es un problema muy extendido.
India es uno de los países en desarrollo de Asia con mayor producción textil y anualmente se vierten ahí grandes cantidades de tintes en lagos, ríos y arroyos. Las consecuencias para el ser humano y el medio ambiente son graves. Los contaminantes del agua contienen tintes y metales pesados y pueden causar daños en la piel con el contacto directo y aumentar el riesgo de cáncer y lesiones en los órganos cuando entran en la cadena alimenticia. Al mismo tiempo, la naturaleza se ve afectada de varias maneras, entre ellas la alteración de la fotosíntesis y el crecimiento de las plantas.
“Este método no requiere ni presión ni calor y utiliza la luz solar para catalizar el proceso”, indica Westman, quien compara la técnica con verter zumo de frambuesa en un vaso con granos de arroz, que absorben el zumo para que el agua vuelva a ser transparente.
Los investigadores de Chalmers apoyan a sus colegas indios en los esfuerzos por conseguir que algunas de las pequeñas industrias del país prueben el método. “Realizar estudios de campo en India es un paso importante”, aseveran.
Westman puntualiza: “Imaginemos un sistema de depuración sencillo, como una caja portátil conectada a la tubería del alcantarillado. Cuando el agua contaminada pasa por el filtro de polvo de celulosa los contaminantes son absorbidos y la luz solar que entra en el sistema de tratamiento hace que se descompongan rápida y eficazmente. Es un sistema rentable y sencillo de montar y utilizar. Vemos que podría ser muy beneficioso en países que actualmente tienen un tratamiento del agua deficiente o inexistente”.
El grupo de investigadores ve además grandes posibilidades de utilizar nanocristales de celulosa para el tratamiento de otros contaminantes del agua distintos de los tintes. En un estudio anterior, el grupo de científicos demostró que los contaminantes de cromo hexavalente tóxico, habitual en las aguas residuales de las industrias minera, del cuero y del metal, podían eliminarse con éxito con un tipo similar de material a base de celulosa. De igual forma el equipo estudia cómo puede contribuir este campo de investigación a la purificación de residuos de antibióticos.
Conflictos presentes y futuros por agua
-A nivel mundial el uso del agua se ha incrementado en alrededor de 1% anual durante los últimos 40 años y se tiene previsto que aumente en una proporción similar hasta 2050, impulsado por una combinación de crecimiento demográfico, desarrollo socioeconómico y cambios en los patrones de consumo.
-El aumento en la demanda de agua se registra principalmente en países en vías de desarrollo y en economías emergentes, donde lo impulsan el crecimiento industrial y el rápido incremento en la población de las ciudades.
-En el mundo 44% de las aguas residuales domésticas no se trata de forma segura y más de tres mil millones de personas están en riesgo porque se desconoce la salud de sus ecosistemas de agua dulce.
-Dos mil 300 millones de personas viven en países con estrés hídrico, de los cuales 733 millones viven en naciones con estrés hídrico alto y crítico.
-Como resultado del cambio climático la escasez estacional de agua aumentará en regiones donde actualmente es abundante, como el centro de África, el este de Asia y partes de Sudamérica, y empeorará en zonas en donde el agua ya escasea, como en Oriente Medio y el Sahara africano.
-También por el cambio climático una quinta parte de las cuencas fluviales del mundo experimenta cambios rápidos en el área cubierta por las aguas superficiales, lo que se traduce en un aumento de inundaciones, pero también en el secado de los cuerpos de agua.
Fuente: ONU