Por Josette Gutiérrez Naranjo - Estudiante de Ingeniería Química Industrial

Actualmente, el acceso al agua potable es uno de los problemas más importantes en ciudades desarrolladas. Una de las formas para aprovechar al máximo este recurso es por medio de su captación: agua de lluvia, ríos, lagos o ensambles (Pérez, s.f.). El agua en su estado natural trae consigo gran variedad de impurezas, producto de su ciclo hidrológico, como minerales, rocas u hojas. Cuando esta es captada de manera independiente o mediante una red de suministro, debe llevar un proceso de purificación para ser utilizada en consumo humano y otras actividades. Uno de los avances tecnológicos que ha tomado valor se presenta en el área de nanociencia y nanotecnología, con lo cual se hace referencia a las técnicas desarrolladas a nanoescala para la solución de problemas de la vida cotidiana. Estas disciplinas comprenden el funcionamiento de nanoobjetos o nanomateriales, con dimensiones entre 1-100 nm (Bermejo y Serena, 2017).

Estos nanomateriales se clasifican en los basados en carbono, metales, dendrímeros y compuestos. En este caso, se mencionarán los metales (estudio de los óxidos) y dendrímeros (relacionados con polímeros) (Díaz, 2012). En la Universidad de Washington, varios ingenieros plantearon un sistema combinando, óxido de grafeno y nanocelulosa bacteriana, para limpiar el agua de contaminantes. Este método resultó atractivo, al ser accesible, escalable y amigable con el ambiente, y por utilizar como fuente de energía, la luz solar para su funcionamiento (Tendencias21, 2016). En países como India, Afganistán, Haití, Mongolia o Mozambique que, debido a la pobreza, guerra o falta de tratamiento de residuos industriales, presentan problemas de acceso o contaminación del agua (Ecoticias, 2016), resultaría beneficioso implementar esta innovadora técnica, gracias a su amplia exposición solar (fuente necesaria para su funcionamiento). Asimismo, en Costa Rica existen zonas en que la escasez o contaminación se presentan y sería buena su aplicación.

El óxido de grafeno nanomaterial es producto de la oxidación y exfoliación del grafito. En su estructura molecular, grupos funcionales con oxígeno le permiten ser un material hidrofílico, de gran área superficial y mezclado sencillo (Graphenemex, 2018). La nanocelulosa bacteriana, por su parte, nanomaterial (biopolímero) de gran interés industrial a escala nanométrica, presenta alta pureza, elevado grado de polimerización y una nano-estructura fibrilar, que le permiten propiedades físicas y mecánicas extraordinarias. Al obtenerse por la síntesis de celulosa con bacterias, es considerado material verde (renovable), pues aporta un proceso sostenible en la solución de problemas (Foresti et al, 2016). Gracias a su ligereza, flexibilidad, resistencia, estabilidad térmica y propiedades como transparencia y facilidad de reciclaje, es uno de los materiales más solicitados en la industria (Ramón y Romano, 2018).

A partir de ellos, se crea el prototipo de bioespuma de dos capas. En su interior se encuentra la “celulosa virgen”, donde el agua es filtrada y evaporada a la parte superior. En esta, el óxido de grafeno, gracias a su poder de absorción solar, genera el calor que propicia la condensación, ayudando a que las partículas contaminantes queden suspendidas y separadas del agua. Una vez concluido el proceso, el agua purificada es extraída desde la parte superior en donde fue condensada (Gordillo, 2016). Su estructura de polímero lineal compuesto por unidades de glucosa en cadenas acopladas de haces, unidos por puentes de hidrógeno, facilita el área superficial requerida para la tecnología presentada (Sanz, 2018). En Costa Rica, la nanotecnología es desarrollada por la Universidad de Costa Rica (CICIMA), Universidad Nacional (POLIUNA) y el Tecnológico de Costa Rica, actualmente en unión los tres, con el Laboratorio Nacional de Nanotecnología, cuyas aplicaciones se basan en energías renovables, medio ambiente, salud, tecnologías de información y desarrollo de nanomateriales híbridos (Vega, 2007).

 

MOXIE es el Canal de ULACIT (www.ulacit.ac.cr), producido por y para los estudiantes universitarios, en alianza con el medio periodístico independiente Delfino.cr, con el propósito de brindarles un espacio para generar y difundir sus ideas.  Se llama Moxie - que en inglés urbano significa tener la capacidad de enfrentar las dificultades con inteligencia, audacia y valentía - en honor a nuestros alumnos, cuyo “moxie” los caracteriza.

Referencias bibliográficas:
  • Bermejo, M. y Serena, P. (2017). Los riesgos de la Nanotecnología. Definición y clasificación de los nanomateriales. Los libros de la Catarata. Capítulo 4.
  • Díaz, F. (2012). Introducción a los nanomateriales. UNAM. Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán. Laboratorio de tecnología de materiales. http://olimpia.cuautitlan2.unam.mx/pagina_ingenieria/mecanica/mat/mat_mec/m6/Introduccion%20a%20los%20nanomateriales.pdf.
  • Ecoticias. (2016). Los 10 países con el agua más contaminada en el mundo. Medio Ambiente. https://www.ecoticias.com/medio-ambiente/111605/10-paises-agua-contaminada-mundo
  • Foresti, M., Cerruti, P., Vázquez, A. y Fernández, V. (2016). Nanocelulosa Bacteriana: una gran promesa para aplicaciones en el área biomédica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Ciencias Biológicas y de la Salud. https://www.conicet.gov.ar/nanocelulosa-bacteriana-una-gran-promesa-para-aplicaciones-en-el-area-biomedica/
  • Gordillo, F. (2016). Láminas basadas en grafeno para potabilizar el a/gua. Medio Ambiente. http://www.teknlife.com/noticia/laminas-basadas-grafeno-potabilizar-agua/
  • Graphenemex. (2018). Óxido de grafeno. Productos. http://graphenemex.com/es/graphene-products/graphene-oxide
  • Pérez, J. (s.f.). Captación de aguas superficiales. Universidad Politécnica de Cartagena. Abastecimiento de aguas: Captación de aguas superficiales. https://ocw.bib.upct.es/pluginfile.php/6010/mod_resource/content/1/Tema_02_CAPT_AGUAS_SUP.pdf.4/10/20.
  • Ramón, J. y Romano, P. (2018). La gran transición: Restos y oportunidades del cambio tecnológico exponencial. Fondo de Cultura Económica. Sección: Nanotecnología.
  • Sanz, A. (2018). Tecnología de la celulosa. La industria papelera. Química Orgánica Industrial. https://www.eii.uva.es/organica/qoi/tema-03.php
  • Tendencias21. (2016). Agua potable obtenida con Nanomateriales. https://www.tendencias21.net/Agua-potable-obtenida-con-nanomateriales_a43052.html.
  • Vega, J. (2007). La Nanotecnología en Costa Rica: la experiencia en el LANOTEC. IX Congreso Nacional de Ciencias. Instituto Tecnológico de Costa Rica, Cartago, Costa Rica. http://www.cientec.or.cr/exploraciones/ponencias2007/JoseRobertoVega.pdf.