8

Química que dóna aigua

Dissenyant membranes per aprofitar les propietats col·ligatives

Nivells d’aigües subterrànies en descens, lleres de rius secs, embassaments buits, contaminació, malbaratament… L’escassetat d’aigua potable ja no és només un problema en països propensos a la sequera. Cada vegada són més els llocs industrialitzats on el consum d’aigua està augmentant més ràpidament del que els recursos disponibles poden subministrar. L’aigua és una qüesti. de seguretat i també motor econòmic. D’on trauran les ciutats l’aigua per beure, cuinar, rentar-nos i mantenir la higiene d’aquí a cinquanta o cent anys? Conjuntament amb la sensibilització ciutadana i mesures puntuals, es necessiten solucions globals i sostenibles per abordar el problema.

Els mars i oceans són les majors reserves d’aigua a la Terra. Durant dècades, la destil·lació tèrmica d’aigua salada s’ha fet servir per mantenir el subministrament en zones costaneres independentment de les condicions climàtiques; però a costa d’un elevat cost energètic. La tecnologia actual combina la neteja inicial de l’aigua de mar per ultrafiltració amb l’eliminació real de sals mitjançant osmosi inversa. Aquesta combinació ha permès la reducció de costos i ha convertir la dessalinització de l’aigua marina en una solució atractiva i eficaç.

LA DESSALINITZACIÓ ÉS UNA SOLUCIÓ EFICAÇ PER PAL·LIAR L’ESCASSETAT D’AIGUA POTABLE
I quina és la química?

Les membranes d’ultrafiltració consisteixen en unes fibres polimèriques amb uns fins capil·lars pels quals es fa passar l’aigua del mar a pressió. En les seves parets, les fibres tenen porus extremadament petits capaços de retenir partícules suspeses com sorra, sediments, algues i fins i tot microorganismes.

D’aquesta manera, només l’aigua purificada emergeix de nou a l’exterior de les fibres. A continuació, en l’osmosi inversa, l’aigua es fa passar per una segona membrana composta per capes de gruix molt fi. Aquestes capes confereixen resistència a la membrana per aguantar les altes pressions necessàries per fer passar l’aigua en contra de gradient. Una petitíssima mida de porus en la capa de barrera les fa impermeables al pas d’ions i molècules.

Membrana d’ultrafiltració UF inge Multibore® de BASF
Quins conceptes ho expliquen?

Les propietats col·ligatives expliquen com petites quantitats d’un solut no volàtil en una solució alteren el seu comportament. Entre els fenòmens derivats de les propietats, l’osmosi té molta importància a causa de la seva repercussió tant en fenòmens d’estabilitat i transport en l’àmbit cel·lular fins a processos quotidians com la conservació d’aliments. Espontàniament, l’aigua circula per equilibrar la concentració global dels soluts (força iònica) a cada costat d’una membrana semipermeable. Però si s’aplica una pressió suficient (major a la pressió osmòtica), es pot invertir el sentit de flux de l’aigua i obtenir aigua més pura.

Interior de la planta dessalinitzadora del Prat de Llobregat. Imatge cortesia de ATLL - Aigües Ter Llobregat – Barcelona
1. Cremes per protegir-nos del sol
2. Els dispositius mòbils del futur
3. Dur i resistent
4. Coixins de vida: els airbags
5. Hàbits més sostenibles
6. Quin mal de panxa!
7. Mengem aire?
8. Química que dóna aigua
9. Calor sense foc i fred sense gel
10. Biometà