Diseñan una membrana para optimizar la extracción de arsénico del agua

a empresa IBM, con la colaboración de diferentes centros de investigación y universidades, desarrolla actualmente una membrana que alcanzaría mayor efectividad en los procesos de extracción del arsénico del agua destinada al consumo humano. De esta manera, podrían evitarse numerosos problemas de salud que son habituales en Asia o África, entre otras zonas. Así queda establecido en un reciente artículo publicado en la revista Technology Review.

La realidad es que en este planeta existen aún muchas regiones sin acceso al agua potable. Es así que en sitios como en la India, o en diversos países africanos, millones de personas consumen agua con altos contenidos de arsénico. El líquido que concentra niveles superiores de arsénico es capaz de generar patologías neurológicas, fallas orgánicas y otras enfermedades que pueden conducir incluso a la muerte.

Teniendo en cuenta esto, una gran cantidad de ingenieros a lo largo y ancho del mundo han encarado proyectos tendientes a crear filtros con la suficiente resistencia como para eliminar el arsénico del agua, en procesos que no insuman un excesivo gasto energético. Sin embargo, el proyecto de IBM parece ser el que ha llegado más lejos hasta hoy en la materia.

Empleando un material comúnmente utilizado para desarrollar chips informáticos, la investigación de IBM ha dado un paso adelante en este problema. Es que aunque los filtros de agua con membrana de polímero se emplean desde 1970 para eliminar el arsénico y otros residuos peligrosos del agua, no se había concretado hasta el momento una innovación importante en los materiales.

Un material más resistente y operativo

El proyecto encarado en el Centro de Investigación Almaden de IBM, en San José, California (Estados Unidos) ha analizado en primer término los principales problemas que se daban con el empleo de los filtros de membrana convencionales. Se llegó a la conclusión que el cloro utilizado los degradaba con el paso del tiempo.

Según la investigación, dirigida por el especialista Robert Allen del mencionado centro, cuando el agua que pasa por los filtros durante el proceso de desalinización posee aceite o proteínas, también se produce un fenómeno que puede provocar una menor calidad en el producto obtenido y un deterioro de los dispositivos.

El nuevo material de membrana desarrollado por los ingenieros e investigadores de IBM resiste sin problemas todas estas agresiones, filtrando sin inconvenientes el arsénico al mismo tiempo. El nuevo material, denominado alcohol de hexafluoro, se basa en unos polímeros trabajados en el laboratorio de la empresa Central Glass, también a cargo de Robert Allen.

Anteriormente utilizados como materiales de diseño de chips informáticos, los profesionales de IBM descubrieron que estos componentes podían ser además muy útiles como filtros de agua. El equipo que desarrolló el proyecto contó con la colaboración de especialistas de la Universidad de Texas, en Austin, y de la Ciudad para la Ciencia y la Tecnología Rey Abdul Aziz de Arabia Saudita.

Las ventajas de los alcoholes de hexafluoro

¿Por qué esta membrana reacciona mejor que las tradicionales?. Principalmente, debido a la sensibilidad pH que posee. Es así que los filtros tradicionales extraen solamente el 80 % del arsénico más complejo de identificar, mientras que la membrana desarrollada por IBM llega a un 95 % de extracción. En general, contabilizando todas las tipologías de arsénico, los nuevos filtros llegan a alcanzar una efectividad que oscila, de acuerdo a la muestra de agua empleada, entre un 96 y un 99 % de extracción de arsénico.

Entre otros beneficios, la nueva membrana de polímero también facilita una mayor eficiencia energética en el proceso de desalinización, otro de los grandes inconvenientes que suelen hallarse. Debido a los grupos de flúor que posee el polímero, también se mejora su protección contra el cloro, uno de los agentes capaces de mermar su capacidad de eliminación de sustancias nocivas.

Además, se suma a esto una cuestión de practicidad, ya que las condiciones de estos filtros permiten que los mismos no deban limpiarse con tanta frecuencia. Una prueba durante dos horas con agua con altas concentraciones de aceite provocó el atascamiento de los filtros tradicionales, mientras que las nuevas membranas soportaron sin inconvenientes el trabajo con el mismo líquido durante 48 horas.

Quizás el único punto negativo de esta innovación sea un aspecto económico. Es que los materiales empleados para crear estas nuevas membranas alcanzan un mayor valor con relación al costo de las poliamidas convencionales. Sin embargo, los responsables de la investigación creen que esto no terminará encareciendo en gran medida el producto final, ya que se emplearán capas de escaso grosor que no superarán los 100 nanómetros. Lógicamente, al sumar a esto un mejor funcionamiento la opción terminará siendo conveniente a pesar del incremento en los costos.