Las tecnologías emergentes están creando agua segura en el grifo

A veces pensamos que proporcionar agua potable a las comunidades es un hecho. Sin embargo, estamos descubriendo que la innovación en tecnologías limpias es absolutamente necesaria para proporcionar agua potable limpia a las comunidades de todo el mundo.

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El acceso a agua limpia y segura es de suma importancia para la salud humana y la sociedad en general. La escasez de agua potable es una de las crisis más problemáticas que enfrenta el mundo en la actualidad; A pesar de que el agua es uno de los recursos más abundantes a nivel mundial, menos del 1% se considera agua limpia disponible para el consumo humano. El cambio climático, el crecimiento de la población, el envejecimiento de la infraestructura y la urbanización son variaciones cada vez más importantes en el suministro de agua. Los usuarios del agua deben confiar en nuevas fuentes de agua segura, y se buscan innovadores de tecnología limpia para implementar tecnologías de tratamiento que no se hayan probado anteriormente.

Debido al alto riesgo de exposición a varios contaminantes en el agua potable, el tratamiento del agua potable en el punto de uso (POU, por sus siglas en inglés) se está expandiendo rápidamente. Uno de los principales factores que contribuyen al crecimiento del mercado de sistemas de tratamiento de POU es el aumento de la población humana, que se espera que aumente a 8600 millones en 2030. Este crecimiento exponencial seguramente desencadenará una mayor demanda de POU a medida que el agua limpia se vuelve más escasa.

Las tecnologías de tratamiento de POU ahora incluyen varias combinaciones de filtros de sedimentos enrollados, carbón activado, carbón modificado, filtros de medios redox y de intercambio iónico, membranas de ósmosis inversa, lámparas ultravioleta, soluciones basadas en nanotecnología, combinaciones de tratamiento UV y UF, y filtrado orgánico y biodegradable. soluciones

Muchas de estas tecnologías están bien probadas, son altamente mercantilizadas y rentables. Los procesos de oxidación avanzada, que son procesos de oxidación química que utilizan especies transitorias poderosas como los radicales hidroxilo y los radicales sulfato, también son de interés, ya que pueden generarse a partir del agua utilizando energía solar, energía eléctrica, energía sonora y otras fuentes.

A principios del siglo XXI, la Organización Mundial de la Salud declaró: "El agua que ingresa al sistema de distribución debe ser microbiológicamente segura e idealmente también debe ser biológicamente estable". La estabilidad biológica del agua potable se refiere al concepto de proporcionar a los consumidores agua potable de la misma calidad microbiana en el grifo que la que se produce en una planta de tratamiento de agua. Sin embargo, el crecimiento descontrolado de bacterias puede ocurrir durante la distribución en la red de agua y en las instalaciones de plomería y puede ocasionar problemas:

¿Cómo dirigen los expertos en agua segura a la comunidad microbiana del agua a un estado que sea resistente a la invasión y/o al crecimiento de microorganismos no deseados y que no muestre un crecimiento excesivo durante la distribución? Para volverse bioestable, el agua potable debe contener una cantidad relativamente alta de bacterias en comparación con la cantidad de factores limitantes del crecimiento disponibles. Tanto la calidad del agua de origen como el tratamiento del agua son cruciales para la producción de agua potable bioestable. Se deben cumplir dos condiciones principales para obtener agua bioestable.

Un enfoque interesante para eliminar nutrientes y microorganismos a niveles ultrabajos al final del tren de tratamiento es la ósmosis inversa (RO). RO es una tecnología emergente que retiene físicamente las bacterias y los nutrientes empujando las moléculas de agua sobre una membrana a alta presión.

La biofiltración (filtración de carbón activado) a menudo se aplica después del tratamiento fisicoquímico para evitar que vuelva a crecer en la red de distribución y para eliminar los contaminantes traza. Este paso de tratamiento es crucial para obtener agua potable bioestable, ya que los nutrientes se eliminarán mediante una combinación de adsorción y crecimiento microbiano controlado en el filtro.

Debido a que la calidad del agua puede degradarse en el sistema de distribución, una solución podría ser la implementación generalizada de un tratamiento de agua en el punto de entrada (POE, por sus siglas en inglés) donde se instala un sistema en la toma principal de agua de una casa o edificio antes de los grifos de la estructura, grifos, u otros puntos de venta exclusivos utilizados para dispensar agua para beber, cocinar y bañarse. Los sistemas POU típicos contienen tecnologías de tratamiento de agua como filtración de medios, membranas de ósmosis inversa, desinfección UV y remineralización.

Un investigador postdoctoral que trabajaba en Dhaka se dio cuenta de que la desinfección automática en el grifo sería beneficiosa para que el agua potable fuera segura. En ese momento, la mayoría de las tecnologías para el tratamiento del agua necesitaban una fuente confiable de electricidad y un suministro constante de agua, y estos son puntos de acceso de los que carecen la mayoría de las comunidades de bajos ingresos.

¿Por qué una planta de tratamiento que distribuye agua potable a través de un sistema de tuberías no es efectiva en muchas de estas comunidades?

Amy Dickering y su equipo determinaron que la desinfección automatizada podría esterilizar el agua en comunidades donde circulan muchas enfermedades y donde no hay acceso a agua limpia o herramientas de saneamiento.

Ingrese el Venturi, que dispensa automáticamente cloro líquido en el punto donde los usuarios recolectan agua, que generalmente es un grifo conectado a un sistema de tuberías o tanque de almacenamiento. No requiere electricidad ni partes móviles. El equipo de investigación probó el Venturi en laboratorios y en sitios de campo en Bangladesh y Kenia, incluso en grifos de agua comunitarios, hospitales y clínicas de salud. Hasta ahora, han interesado en el dispositivo a empresas que venden agua a clientes en Kisumu, Kenia y sus alrededores.

Debido a que también quieren probar los beneficios para la salud de esta tecnología en entornos específicos, se asociaron con CARE, una organización internacional de ayuda humanitaria, para averiguar si el Venturi puede funcionar de manera confiable en hospitales y clínicas en el oeste de Kenia. Las pruebas determinarán su impacto en la vida real.

Los aficionados a la tecnología reconocerán la derivación de "Venturi". El efecto Venturi es el fenómeno que ocurre cuando un fluido que fluye a través de una tubería es forzado a través de una sección estrecha, lo que resulta en una disminución de la presión y un aumento de la velocidad. El efecto se describe matemáticamente a través de la ecuación de Bernoulli y se puede observar tanto en la naturaleza como en la industria. Muchas aplicaciones de la industria se basan en este efecto, ya que necesitan poder predecir la reacción de un fluido cuando fluye a través de tuberías constreñidas.

El principal desafío al que se enfrentan las empresas de tecnología limpia centradas en mejorar el agua potable es la calidad variable del agua disponible en una amplia zona geográfica, según un informe de mercado de 2022. Las propiedades químicas y físicas del agua difieren de un lugar a otro, como la contaminación por metales pesados ​​o el agua dura y blanda. Esto significa que los actores clave deben diseñar una solución de tratamiento de agua universal o soluciones de tratamiento particulares dirigidas a áreas geográficas particulares.

Otro desafío importante para el mercado de los sistemas de tratamiento de agua POU es la amplia penetración de las empresas de botellas de agua purificada que también sirven para resolver el problema del agua potable insostenible y tóxica. Lugares como Flint, Michigan tienen un problema agravado de contaminación por plomo en el agua potable. Por lo tanto, el agua embotellada parece ser la opción más segura en comparación con los sistemas de tratamiento de agua POU según la percepción de los ciudadanos afectados.

Ayuda que los investigadores del MIT hayan desarrollado una unidad de desalinización portátil, que pesa menos de 10 kilogramos, que puede eliminar partículas y sales para generar agua potable. Otros innovadores también están trabajando, recurriendo a prácticas aceptadas combinadas con tecnologías innovadoras para resolver la crisis del agua potable que se cierne sobre el planeta. Si conoce a un innovador de tecnología limpia creíble cuyo enfoque es el agua segura en el grifo, comparta el reconocimiento en la sección de Comentarios a continuación.

Carolyn Fortuna (ellos, ellos), Ph.D., es escritora, investigadora y educadora con una dedicación de por vida a la ecojusticia. Carolyn ha ganado premios de la Liga Antidifamación, la Asociación Internacional de Alfabetización y la Fundación Leavy. Carolyn es una inversionista de poca monta en Tesla. Siga a Carolyn en Twitter y Facebook.

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