Desarrollo de un dispositivo de purificación en base a residuos de biomasa y conceptos de separación emergentes

Abstract

El mundo de hoy demanda un cuidado intensivo de sus recursos materiales y energéticos. El progreso del concepto de economía circular a nivel global incentiva la generación de nuevas ideas con impacto tecnológico en el reuso de materiales, el reciclado de aguas, la purificación de gases y el uso eficiente de los recursos energéticos. En este contexto, los procesos de separación y purificación tienen una importancia creciente en el desarrollo de una economía sustentable. La abundancia y fácil disponibilidad de residuos de biomasa en la región alientan el desarrollo de materiales con agregado de valor tecnológico para actuar como agentes de separación específicos en nuevos procesos asociados a la purificación de aguas y gases.La producción de filtros sustentables para purificaciones químicas en base a biomasa residual tiene aplicaciones sobre una variedad de problemas técnicos a resolver. Entre ellos se pueden mencionar: su aplicación en procesos de destilación por membranas, aplicación como agente en procesos de separación con adsorbentes estructurados, como material resistivo para calentamiento por efecto Joule, como electrodos en procesos electrolíticos, como acumulador de cargas y como material de reactores de membrana.Teniendo en cuenta la necesidad de recuperar y reciclar aguas y la enorme disponibilidad de residuos de biomasa, esto nos motivó para que en nuestro laboratorio trabajemos en el desarrollo de filtros en base a materias primas residuales de las actividades agrícolas. Estos filtros con características renovables son específicos, en este caso, para extraer aguas de baja salinidad a partir de aguas residuales con alta concentración de sólidos. Debido a la necesidad creciente de un manejo sustentable del agua en el sector productivo se espera que este producto ofrezca un enorme potencial tecnológico. Estos tubos son electrotérmicos y elevan su temperatura rápidamente al aplicar potencial eléctrico entre sus extremos. Se demostró que estos tubos en base a carbón renovable se desempeñan efectivamente como contactores de membrana electroactivos para recuperar agua limpia de soluciones salinas de alta concentración. Los tubos fueron evaluados con soluciones de NaCl de 10 y 100 g/L produciendo agua limpia con un caudal de aproximadamente 7 kg/m2 h y un rechazo de sólidos disueltos mayor al 99%. Tanto los resultados previos publicados como los resultados preliminares demuestran que los elementos tubulares carbonosos derivados de residuos de biomasa tienen alto potencial para el desarrollo de membranas electroactivas innovadoras y sustentables con facilidad para su escalado y la operación continua. Una de las aplicaciones más prometedoras es la extracción de agua desalinizada con aplicaciones en la química industrial y en procesos biomédicos. Las propiedades eléctricas distribuidas en todo el volumen de los contactores tubulares permiten tanto el funcionamiento como una fase resistiva o electrocatalítica para aplicaciones específicas en el tratamiento de agua.