Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Agua: La desionización capacitativa

Agua: La desionización capacitativa

Los lectores habituales de este periódico residen en un área geográfica que hace innecesario, por obvio, cualquier intento de argumentar la necesidad vital de disponer de recursos hídricos. Por ello, y más aún, ante la actual posición de los poderes públicos en relación con este tema y su negativa a los trasvases, hemos de ser extremadamente sensibles a los temas relacionados con los avances científicos que faciliten la posibilidad de disponer de una mayor cantidad de agua de calidad.

Los expertos coinciden en que, pronto, el agua será el mayor problema de la humanidad. Un reconocido experto, el Dr. Corrado Sommariva, afirmaba recientemente en una revista internacional especializada que sin agua no hay ningún tipo de progreso posible. Por ello, ¿podemos permitirnos el lujo de no usar el agua adecuadamente, o de no reutilizarla siempre que sea posible, o de permitir que se viertan al mar caudales utilizables rentablemente?.

En primer lugar vamos a recordar algunas cifras relacionadas con el agua e, inmediatamente, analizaremos las posibilidades de una nueva tecnología, la única realmente nueva de los pasados 25 años: la tecnología de la desionización capacitativa que ofrece la esperanza de que su desarrollo futuro supere los principales inconvenientes del más actual método de desionización o desalado que es de la ósmosis inversa.

HECHOS. El agua es vida. Más del 70% de nuestro cuerpo y de la composición de todos los seres vivos consiste de agua. En los humanos un déficit del 5 % ya causa fiebre, y si alcanza el 10% las secuelas son tan graves que sería imposible hasta caminar. Un 12% produce la muerte. Se calcula que hasta un 85% de los problemas sanitarios del mundo tienen su origen en el consumo de aguas contaminadas.

La situación mundial actual del agua es mala. Según las Naciones Unidas diariamente mueren unos diez mil niños por escasez de agua o por el uso de aguas muy contaminadas. Según el U. N Water Report, la actividad industrial y humana arroja cada día 2 millones de toneladas de desechos contaminantes al agua. El 50% de la población de los países en desarrollo depende de recursos acuosos contaminados.

En el reciente libro del Dr. Gleick, del Pacific Institute, titulado "The World's Water: 2002-2003" (Island Press), se señala que 5 millones de personas mueren cada año de enfermedades evitables, relacionadas con el agua. Y las alertas se acumulan: multiplicación de casos de dengue en Iberoamérica, millones de personas contaminadas con arsénico en la India o Bangladesh, etcétera. Y, en los países desarrollados, la insuficiencia de recursos hídricos para la Agricultura y la Industria puede hacer peligrar extensas zonas territoriales.

Las perspectivas futuras son peores. En el Fund's State of World Population 2001 Report, de las Naciones Unidas se establece que en el año 2050 más de cinco mil millones de personas (más de un 50% de la población mundial), vivirá sin adecuados recursos de agua y la contaminación del agua y las deficientes condiciones sanitarias matará a 12 millones de personas anualmente, cuatro veces más que la contaminación del aire, del ambiente.

Sin embargo, el 71% de la superficie terrestre está cubierta de agua y el 75% de la población mundial vive a menos de 300 kilómetros de un mar u océano, con agua disponible, pero no apta para el consumo humano o agrícola. Y, también es una realidad que el 70% de las aguas superficiales existentes están excesivamente salinizadas.

DESALACIÓN. A partir de aguas saladas o contaminadas, para conseguir separar los iones y contaminantes a fin de conseguir un agua adecuada, se pueden seguir dos caminos diferentes: a) Extraer el agua ; b) Extraer los iones.

La forma más evidente de extraer el agua es pasarla a la forma vapor y dejar que se condense. La tecnología de las antiguas desaladoras, muchas aún en funcionamiento, se basaban en esta aproximación, cuyo principal inconveniente es el alto coste energético necesario para pasar el agua líquida a agua gaseosa. Todas las fuentes energéticas usadas, incluyendo la solar, significan al final una factura muy elevada. La alternativa más actual para separar el agua de los iones es hacerlo por ósmosis inversa, con el uso de membranas adecuadas y ejerciendo la suficiente presión para que el proceso tenga lugar. Las modernas plantas desaladoras se basan en este principio y su evolución tecnológica ha sido muy rápida, abaratándose costos, lo que permite que puedan solucionar problemas de abastecimiento humano en zonas costeras e, incluso, algunos problemas agrícolas a partir de aguas subterráneas con un cierto grado de salinización. Sin embargo, su costo elevados imposibilita su uso agrícola masivo, aparte de que esta tecnología presenta ciertos reparos medioambientales pero, sobre todo, el inconveniente mayor es el del gasto energético elevado.

CDT. La Tecnología de Desionización Capacitativa (CDT, abreviado en inglés) realiza el abordaje opuesto, es decir, separa los iones del agua. Su origen tuvo lugar hace décadas, en el Lawrence Livermore National Laboratory, de Estados Unidos, buscando construir un módulo que fuese capaz de obtener pequeñas cantidades de agua potable a partir de agua del mar. En el proyecto se invirtieron 40 millones de dólares desarrollando y patentando un sistema un módulo con un aerogel de carbono que junto a un sustrato a base de titanio permitía desalar unos 12 litros diarios de agua del mar. Pero cada módulo costaba 75.000 dólares.

Los derechos de explotación fueron comprados en 1997 por el grupo industrial FarWest, rebautizado como CDT en el 2001, invirtiendo siete millones de dólares en la mejora del proceso lo que ha permitido que en la actualidad se esté iniciando su comercialización.

La operatividad del proceso es sencilla de entender: la disolución salina se hace pasar entre grandes superficies de dos electrodos de aerogel de carbono entre los que existe una diferencia de potencial de tan sólo 1,3 voltios. La principal característica de estos electrodos es su alta relación superficie/volumen (60.000/1, que equivalen a unos 500 metros cuadrados de superficie por gramo de electrodo), su elevada conductividad eléctrica y su alta permeabilidad iónica. En el electrodo negativo se quedan los iones positivos como el calcio, magnesio y sodio, mientras que la superficie del electrodo negativo retiene a cloruros, nitratos, silicatos, etcétera. El agua obtenida resulta exenta de sustancias tóxicas como arsénico y cianuro.

Un módulo operativo individual de desalación pesa unos 100 kilos y contiene 250 láminas del aerogel especial. Ninguno de sus componentes internos contiene metales. Cada módulo incorpora un sistema especial de desinfección que elimina patógenos, virus, bacterias, etcétera, habiéndose comprobado que, entre otros agentes, se eliminan ántrax, botulismo y otras posibilidades.

Actualmente se están montando series operativas compuestas desde 10 a 100 módulos en remolques adecuados, lo que permite la ventaja adicional de la movilidad. La tecnología permite escoger que el agua obtenida esté en el rango de pureza que va desde el agua destilada al agua potable. En cuanto a los costos, en algunos casos son comparables competitivamente a los de la ósmosis inversa.