Aprovechamiento de la nueva tecnología para la filtración de agua: 7 innovaciones emergentes

Fuente: Agritech Tomorrow

La agricultura depende en gran medida del agua. El riego por sí solo representa el 65% de las extracciones de agua dulce a nivel mundial, excluida la energía termoeléctrica. No debería sorprender, entonces, que las tecnologías del agua sean esenciales para el futuro de la agricultura. La tecnología de filtración de agua, en particular, tiene un gran potencial.

Por qué la filtración de agua es importante para la agricultura

El caso de uso más obvio para la filtración de agua avanzada es el agua potable. Si bien es posible que las granjas no produzcan esto, aún requieren agua limpia por muchas de las mismas razones. Sin métodos de filtración confiables, el agua que hidrata los cultivos puede estar contaminada, generando efectos adversos en los consumidores en el futuro.

Por ejemplo, los brotes de E. coli de frutas y verduras a menudo provienen de agua contaminada , generalmente de desechos sólidos. Los mejores métodos de filtración mantienen a los contaminantes potenciales en la granja lejos de los productos que la gente consume más tarde.

El agua contaminada también podría dañar el crecimiento y la salud de los cultivos. Por el contrario, el filtrado puede garantizar que los cultivos crezcan rápidamente y sin complicaciones. Con todo esto en mente, aquí hay siete innovaciones emergentes que impulsan aún más la filtración de agua agrícola.

1. Nanotecnología antimicrobiana

Uno de los desarrollos recientes más prometedores en tecnología de filtración de agua proviene de la nanotecnología. Más específicamente, los científicos han aprovechado las nanopartículas que liberan iones de plata en el agua. Dado que la plata es un agente antimicrobiano bien documentado, estas partículas microscópicas destruyen los contaminantes y purifican el agua.

Las encuestas muestran que aproximadamente el 20% de los pozos privados contienen al menos un tipo de bacteria que es dañina para los humanos. En consecuencia, el uso de nanotecnología antimicrobiana tiene un potencial significativo en la industria agrícola. Al emplear estos sistemas, los agricultores podrían eliminar incluso los contaminantes biológicos más pequeños de sus sistemas de riego.

A pesar de lo avanzado que suena, la nanotecnología también es comparativamente asequible. Podría permitir que las granjas limpien el agua a una fracción del costo de los métodos de filtración tradicionales.

2. Nanotubos acústicos

Los nanotubos acústicos son otra solución basada en nanotecnología para la filtración de agua. En lugar de utilizar nanopartículas de plata, este proceso utiliza pequeños tubos de carbono por los que las ondas acústicas empujan el agua. El agua pasa libremente a través de los tubos mientras que su diámetro a nanoescala atrapa las moléculas más grandes.

Este proceso se asemeja a las técnicas tradicionales de filtración por membrana, pero utiliza acústica en lugar de presión. Como resultado, utiliza mucha menos energía que estos otros sistemas. Los científicos de la NASA desarrollaron inicialmente la tecnología, pero desde entonces se ha vuelto más disponible, abriéndose camino en la agricultura.

Otra ventaja de la filtración de nanotubos acústicos es que los usuarios no tienen que limpiar periódicamente el sistema de contaminantes. Dado que aleja el agua de los contaminantes en lugar de eliminarlos del agua, conserva su eficacia durante períodos prolongados.

3. Nuevos materiales de membrana

La filtración por membrana es uno de los métodos de purificación de agua más populares que se utilizan en la actualidad. Si bien este proceso en sí está lejos de ser nuevo, los avances recientes lo han hecho mucho más efectivo y versátil. Específicamente, los nuevos materiales de membrana permiten a los usuarios eliminar más contaminantes de manera más confiable que nunca.

Uno de los materiales más prometedores parece lejos de ser innovador al principio: la cerámica. Las membranas cerámicas pueden parecer rudimentarias, pero la química moderna ha creado materiales cerámicos que son efectivos y asequibles. Estos avances han reducido el costo de purificar el agua salada de $ 1 a $ 0,50 por metro cúbico en solo cinco años.

Si las mejoras siguen esa tendencia, el agua limpia será accesible incluso para las granjas más pequeñas y remotas.

4. Desalinización

La mayoría de las extracciones de agua agrícolas son de agua dulce, y es comprensible. Si bien el agua dulce todavía puede transportar muchos contaminantes, generalmente es más fácil de limpiar y purificar que el agua salobre o salada. Sin embargo, las innovaciones recientes han hecho de la desalinización, el proceso de eliminar la sal del agua salada, una alternativa viable.

El método de desalinización más popular es la ósmosis inversa, pero las técnicas tradicionales de ósmosis inversa tienen grandes demandas de energía. Un nuevo método, la ósmosis inversa por lotes, puede desalinizar agua a solo 1,88 kilovatios por metro cúbico y requiere menos componentes que las alternativas.

Con esta tecnología, los agricultores podrían utilizar agua salada como fuente de riego. La agricultura mundial podría entonces reducir su consumo de agua dulce, ayudando a combatir la escasez de agua y minimizando los costos.

5. Purificación ultravioleta

Una tecnología de filtración de agua que ha ganado mucha atención recientemente es la purificación ultravioleta (UV). Estos sistemas utilizan luz ultravioleta para matar microbios y descomponer otros contaminantes, purificando el agua con relativa facilidad. La nueva tecnología ha hecho que los sistemas de purificación UV sean lo suficientemente pequeños como para caber en una botella de agua , pero las versiones más grandes pueden purificar el agua agrícola.

Anteriormente, para igualar el nivel de eficacia de los rayos UV para matar microbios, los agricultores tendrían que utilizar tratamientos químicos. Si bien los productos químicos son eficaces para purificar el agua, también pueden afectar la calidad o el sabor de los cultivos, haciéndolos inadecuados para la agricultura. Los rayos UV proporcionan este alto nivel de desinfección sin comprometer la composición química o el sabor del agua.

Una desventaja de la desinfección UV es que a menudo es relativamente cara. Sin embargo, a medida que la tecnología mejore, estos costos se reducirán, haciéndola más accesible.

6. Reciclaje de aguas residuales

A medida que la escasez de agua se convierte en una preocupación más importante, los agricultores deben mirar más allá de las fuentes de agua tradicionales. En lugar de extraer agua de pozos o cuerpos de agua dulce naturales, las granjas podrían reciclar las aguas residuales de los pueblos y ciudades cercanos. Esto reduciría la presión de la agricultura sobre los suministros mundiales de agua, pero requiere amplios sistemas de limpieza.

Las nuevas tecnologías han hecho que el reciclaje de aguas residuales sea muy eficaz y asequible. Los digestores de lodos activados híbridos modulares, por ejemplo, pueden limpiar las aguas residuales y proporcionar más recursos para una granja. Estos sistemas eliminan nutrientes de las aguas residuales que los agricultores pueden usar en fertilizantes, mitigando los costos de implementación al expandir su producción.

Con la agricultura urbana cada vez más popular , el valor de las aguas residuales recicladas en la agricultura está aumentando. Es posible que las granjas urbanas pequeñas no tengan acceso a las fuentes de agua tradicionales, pero las aguas residuales están fácilmente disponibles.

7. Sensores de IoT

Algunas de las tecnologías más disruptivas en la filtración de agua no son métodos de filtración reales. Los sensores de Internet de las cosas (IoT) en los sistemas de purificación de agua pueden ayudar a los trabajadores agrícolas a monitorear su progreso y salud con mayor facilidad. Estos dispositivos transmiten de forma inalámbrica datos en tiempo real a otros dispositivos, incluidos los teléfonos celulares de los agricultores, lo que brinda acceso inmediato a información importante.

Si algo sale mal en el proceso de filtración, estos sensores pueden alertar a los trabajadores relevantes en tiempo real. Luego pueden responder rápidamente y solucionar el problema antes de que cause un daño generalizado, maximizando el valor del sistema de filtración.

Otros sistemas utilizan la conectividad de IoT para brindar actualizaciones sobre la limpieza del agua, lo que brinda información sobre las tendencias de salud en desarrollo. Estos datos permiten a los agricultores vigilar más de cerca la eficacia de sus métodos de purificación de agua y la salud de los cultivos.

Las nuevas tecnologías de filtración de agua impulsan la agricultura

El mundo no puede sobrevivir sin agricultura y la agricultura no puede sobrevivir sin agua limpia. En consecuencia, las tecnologías que mejoran la purificación del agua en la agricultura tienen un efecto dominó positivo en las comunidades.

Estas siete tecnologías son solo el comienzo de lo que las innovaciones pueden hacer por la agricultura. A medida que sistemas como este avancen, la agricultura se volverá más segura, más eficiente y sostenible, apoyando a la humanidad en el futuro.