El agua es un problema global en el que la nanotecnología puede ayudar

Aproximadamente 2 mil millones de personas en todo el mundo no tienen acceso a los servicios de agua, 3,600 millones tienen servicios sanitarios seguros y 2.300 millones no tienen instalaciones básicas de lavado de manos, hacia el Banco Mundial. Las cifras son claras: enfrentamos agua.

Esta crisis tiene implicaciones para la salud, la seguridad y el bien – camas millones de personas. Por ejemplo, una de las consecuencias de la falta de agua limpia es la propagación de infecciones fatales y enfermedades como el cólera y la disentería. Esto también afecta la producción de alimentos que implica hambre en las comunidades vulnerables.

¿Y qué podemos hacer?

Dentro del agua del mundo, queremos explorar cómo la nanotecnología puede convertirse en una herramienta clave para lidiar con el problema de la purificación y la gestión del agua global. Esta ciencia incluye tecnologías que operan a nanoescala, entre 1 y 100 nanómetros.

La cantidad de agua de agua limpia en todo el mundo se reduce. Las causas son múltiples e incluyen sustancias y moléculas orgánicas e inorgánicas. Pueden ser altamente tóxicos y, en algunos casos, no son biodegradables, causando una gran devastación en plantas y animales. Para la limpieza, se requiere “biorimedia” a través de estrategias como filtración, cristalización y sedimentación.

La nanotecnología tiene mucho que contribuir a este campo.

Los nanomateriales tienen una gran conexión entre la superficie y la extensión, lo que aumenta en gran medida su reactividad. Un ejemplo son los nanosensores utilizados en la desalinización del agua de mar, la purificación de agua contaminada y en los sensores de memoria.

Las grandes propiedades de la adsorción de estos materiales también son muy interesantes. La “adsorción” es la capacidad de atraer moléculas de gas o soluciones que están en contacto cercano. Debido a su superficie de alta específica, los nanoadsorbentes tienen un gran potencial para nuevos procesos de descontaminación. Son más eficientes, más rápidos y útiles para eliminar contaminantes orgánicos e inorgánicos, como metales pesados ​​y micropolacias.

Otro campo de interés donde se aplican nanomateriales son la tecnología de membrana. Mejoran la selectividad, la permeabilidad y la actividad antibacteriana de las membranas de filtración.

La nanotecnología se aplica a la purificación del agua.

La nanotecnología también se transforma para la desalinización, porque lo hace más eficiente y el más caro. Las membranas de nanofiltración requieren menos presión que el clásico, lo que reduce el consumo de energía. Por lo tanto, el uso de la nanotecnología en el tratamiento del agua reduce la dependencia de los productos químicos dañinos y puede reducir la producción de residuos secundarios.

¿Por qué son interesantes los nanomateriales?

Los nanomateriales tienen una nueva alternativa a los métodos clásicos de tratamiento de agua y las aguas residuales y su uso ofrece varias ventajas. Muchos se utilizan junto con los métodos de tratamiento convencionales debido a una mayor adsorción y especificidad del sustrato.

Gracias a su alta porosidad, un tamaño relativamente pequeño y una superficie muy activa pueden eliminar contaminantes muy diferentes. Esto incluye colores, metales pesados, residuos de pesticidas, materia orgánica y otras impurezas no deseadas en el agua.

La lista no está terminando aquí. Sus ventajas incluyen propiedades mecánicas sobresalientes, bajos costos operativos, biocompatibilidad y la posibilidad de fuentes sostenibles. Los nanomateriales muestran una alta capacidad, cinética de reacción rápida, especificidad a los contaminantes y la actividad antibacteriana.

A cambio, debido a su pequeño tamaño, son muy útiles para obtener filtros pequeños. Su gran potencia catalítica y adsorbente se puede usar con gran beneficio. Además, les permiten crear nanomembranas, es decir, filtros que separan líquidos y gases a nivel molecular.

Finalmente, el uso de la nanoléctica nos permite obtener excelentes sensores para evaluar la calidad del agua.

Botella de salvavidas. Algunos ejemplos de nanomateriales

Nanocelulosis. Esto se destaca en una gran área superficial y resistencia, muy adecuada para los sistemas de purificación de agua. Se utiliza para eliminar contaminantes bacterianos y químicos, tiene el potencial en la tecnología de purificación.

Gráfico Podemos crear nanofiltros, que cubre membranas de nanofiltración gráfica. Estas membranas son efectivas para separar las moléculas en la fase de gas o líquido. Tienen aplicaciones potenciales en el tratamiento del agua, la desalinización y la eliminación de la sal iónica.

Nanotubos de carbono. Permiten filtros electroquímicos útiles para el tratamiento de aguas residuales. Ayudan a reducir el precio de reserva y el consumo de energía, lo que los hace ideales para el filtrado y el reciclaje de aguas residuales. Además, están en vigor para eliminar metales pesados ​​como vivir y liderar la adsorción.

Dióxido de titanio. Estas nanopartículas se utilizan para su capacidad fotocátrica que permite que los contaminadores orgánicos se descompongan bajo la luz ultravioleta.

Las zeolitas tienen una estructura muy porosa que permite nanopartículas como iones de plata incorporados. Cuando se usan para fines de salud, los microbios de plata atacan e inhiben su crecimiento.

La nanotecnología también se transforma para la desalinización, porque lo hace más eficiente y el más caro. Las membranas de nanofiltración requieren menos presión que el clásico, lo que reduce el consumo de energía. Por lo tanto, el uso de la nanotecnología en el tratamiento del agua reduce la dependencia de los productos químicos dañinos y puede reducir la producción de residuos secundarios. Esto contribuye a una gestión de recursos hídricos más sostenibles.

El futuro del agua y, por lo tanto, el futuro de la humanidad estará relacionado con el progreso de nuevas herramientas como las nanotecnologías. En el futuro cercano, se espera que el tratamiento del agua use más nanomateriales con un rendimiento mejorado en comparación con los métodos actuales. Esto permitirá el respeto por todas las estrictas regulaciones ambientales y de salud. Gracias a eso, una crisis de agua puede algún día ser una cuestión del pasado.