Inteligencia Artificial en la potabilización de agua

Recientemente, investigadores del MIT han desarrollado un dispositivo de desalinización portátil, que pesa menos de 10 kg, que puede eliminar partículas y sales para generar agua potable. El dispositivo requiere muy poca energía para funcionar y donde su costo ronda aproximadamente 50 USD. Este dispositivo genera automáticamente agua potable que supera los estándares de calidad.

A diferencia de otras unidades portátiles de desalinización que requieren que el agua pase a través de filtros, este dispositivo utiliza energía eléctrica para eliminar partículas del agua potable. La eliminación de la necesidad de filtros de reemplazo reduce en gran medida los requisitos de mantenimiento a largo plazo. Esto podría permitir que la unidad se despliegue en áreas remotas y con recursos severamente limitados, como comunidades en las que el agua como líquido vital no se encuentra potabilizado.

La investigación ha sido publicada en línea en Environmental Science and Technology.

Tecnología sin filtro

Las unidades de desalinización portátiles disponibles comercialmente generalmente requieren bombas de alta presión para empujar el agua a través de los filtros, que son muy difíciles de miniaturizar sin comprometer la eficiencia energética del dispositivo. En cambio, este dispositivo se basa en una técnica llamada polarización por concentración de iones (ICP). En lugar de filtrar el agua, el proceso ICP aplica un campo eléctrico a las membranas colocadas por encima y por debajo de un canal de agua. Las membranas repelen partículas cargadas positiva o negativamente, incluidas moléculas de sal, bacterias y virus, a medida que pasan. Las partículas cargadas se canalizan hacia una segunda corriente de agua que finalmente se descarga.

El proceso elimina tanto los sólidos disueltos como los suspendidos, lo que permite que el agua limpia pase por el canal. Dado que solo requiere una bomba de baja presión, ICP utiliza menos energía que otras técnicas.

Pero ICP no siempre elimina todas las sales que flotan en medio del canal. Entonces, los investigadores incorporaron un segundo proceso, conocido como electrodiálisis, para eliminar los iones de sal restantes.

Para el desarrollo de este dispositivo, se emplearon tecnologías como el aprendizaje automático para encontrar la combinación ideal de ICP y módulos de electrodiálisis. La configuración óptima incluye un proceso ICP de dos etapas, con agua fluyendo a través de seis módulos en la primera etapa y luego a través de tres en la segunda etapa, seguido de un solo proceso de electrodiálisis. 

Los investigadores también crearon una aplicación para dispositivos móviles que puede controlar la unidad de forma inalámbrica y reportar datos en tiempo real sobre el consumo de energía y la salinidad del agua.