La nanofiltración (NF) de agua es un proceso por el que se hace pasar el líquido elemento a través de una membrana semipermeable, con poros de tamaño nanométrico, para su filtración y purificación. Este tipo de sistemas de filtración retiene partículas de un tamaño de entre 1 y 10 nm —es decir, de entre 1/1.000.000 y 1/100.000 de milímetro—, más pequeñas que las que filtran la microfiltración y la ultrafiltración, aunque mayores que las que se eliminan por ósmosis inversa. Las películas finas de polímeros forman las membranas que se utilizan predominantemente en la NF convencional, para cuyo funcionamiento, por lo demás, es necesario hacer pasar el agua a gran presión a través de ellas.

Sin embargo, una reciente innovación de un equipo de ingenieros y científicos liderado por el profesor Chuyang Tang, del Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Hong Kong, del Instituto de Medio Ambiente y Ecología de la Escuela Internacional de Posgrado de Shenzhen, Universidad Tsinghua, y del Centro de Membranas y Ciencia y Tecnología del Agua, Ocean College, Universidad Tecnológica de Zhejiang, Hangzhou, todos ellos en China, viene a transformar el sistema de NF tal como lo conocemos.

«La NF impulsada por vacío podría ser una alternativa prometedora y de bajo coste al utilizar componentes sencillos y funcionar a una presión de vacío ultrabaja (<1 bar)» —donde 1 barómetro equivale a una vez la presión atmosférica normal—, aseguran los profesores e ingenieros en el trabajo Membranas poliméricas ultra-permeables con base de seda para nanofiltración al vacío, que publican en la revista científica Nature Communications.

Efectivamente, los métodos actuales exigen para su funcionamiento presiones extremadamente altas —de hasta 10 bar—, lo que conlleva la necesidad de equipos voluminosos, un alto consumo de energía y, en consecuencia, altos costes operativos. Dicho de otra manera, y según explican los científicos, las membranas comerciales disponibles son incapaces de lograr un flujo de agua relevante en condiciones de vacío y sin recurrir a esas grandes presiones. Así, ante ese hecho, «hemos fabricado una membrana de seda con una capa de rechazo arrugada y sin defectos», aseguran los investigadores, capaz de proveer un flujo de agua de 56,8 litros por m2 por hora, a la presión de vacío indicada —de 0,9 bar—, y filtrar más del 99% de los contaminantes orgánicos, incluidos los compuestos perfluorados —o «químicos eternos», de los que ya hablamos en otro artículo que os dejamos más abajo.

«El análisis revela que las membranas ultra-permeables de seda —afirman los profesores en Nature Communications— pueden reducir en cerca de un 80% el consumo específico de energía (…) en comparación con un modelo comercial de referencia». Se trata sin duda de un descubrimiento prometedor, ya que recurre a un material natural y biodegradable. Al mismo tiempo, el sistema de filtrado pasa a ser un proceso eficiente energéticamente y, por tanto, más ecológico y sostenible que los sistemas actuales. Por si no es suficiente, se trata de un sistema de filtración con una fácil «aplicación práctica en entornos industriales reales». Así sea.

Si queréis conocer otras innovaciones en los procesos de tratamiento del agua —y saber más sobre las sustancias perfluoradas—, aquí os dejamos el artículo prometido:

» Innovación: purificación del agua con ultrasonidos

Fuentes: Nature Communications, Ecoinventos, Wikipedia.
Imágenes: Nature Communications, Pexels