Nuevo sistema de purificación de agua

La mayoría de las tecnologías de filtración de aguas requieren mucha energía para impulsar el agua a través de unas membranas que, finalmente, se acaban manchando y deben ser reemplazadas. Ambos factores hacen que la filtración de aguas resulte demasiado costosa para la mayoría de las aplicaciones.

Ahora investigadores del Centro de Investigación de Palo Alto (PARC, por sus siglas en inglés) han logrado superar estas dificultades incorporando conceptos científicos de la física de los movimientos de las partículas de los toner en un dispositivo de filtración de aguas de bajo consumo que no utiliza membranas.

Son buenas noticias para el incipiente espectro de filtración de agua salobre que amenaza gran parte del mundo en vías de desarrollo e incluso algunas zonas de los países desarrollados con escasez de agua. En el pasado, sin embargo, el factor económico ha sido el principal escollo para la creación de sistemas de tratamiento de aguas asequibles.

Los investigadores del PARC llaman a su dispositivo concentrador de espiral. Se trata de un trozo de tubo plástico, de 50cm de largo y un milímetro de diámetro, con forma de espiral. A medida que se bombea el agua desde un extremo del dispositivo, las partículas que están en el agua son presionadas contra las paredes del tubo. Las partículas del tamaño de una micra son separadas por fuerza centrífuga y llevadas lejos del agua limpia por medio de horquillas divergentes en el concentrador en espiral.

La ventaja de este enfoque es que no requiere tanta energía como hacer pasar agua contaminada a través de una membrana. Estas membranas suelen estar construidas de resina y cuentan con muchos agujeros diminutos perforados en ellas, que pueden ser de entre unos cuantos micrómetros a unos cuantos nanómetros.

La innovación del PARC proviene de un proyecto de investigación anterior contratado por el ejército estadounidense. El objetivo era diseñar un dispositivo para concentrar peligros biológicos como el ántrax concentrando unas cuantas partes por litro de contaminantes, de modo que el sensor pudiera detectar su presencia.

Los investigadores del PARC tienen mucha experiencia en el estudio de la física de partículas. El toner de las fotocopiadoras está hecho de partículas en miniatura cargadas de electrones. Entender la física de cómo estas partículas cargadas se mueven tanto en aire como en líquido ha sido un área fundamental de investigación del PARC. Las lecciones aprendidas con el toner de partículas se usaron en el sistema de detección de agentes biológicos y el purificador de agua del PARC.

El purificador requiere una velocidad de caudal de agua constante, de modo que los movimientos de las partículas se ajusten a unos patrones previstos. Ese caudal de agua se puede lograr con una bomba de bajo consumo que puede funcionar con un panel de células solares.

Fuente: Technology Review

Un equipo de investigadores de la Universidad de Tokio han desarrollado una plataforma de plástico que permite que los dispositivos electrónicos colocados sobre ella se comuniquen entre sí. Esta lámina de comunicaciones podría ofrecer una alternativa más segura y con un menor consumo de energía a los sistemas de comunicación inalámbricos de onda corta, como el Bluetooth.Según Takao Someya, profesor de ingeniería de la Universidad de Tokio, el principal objetivo del equipo a largo plazo es desarrollar un sistema que conecte de forma inalámbrica miles de dispositivos, lo cual podría ser necesario algún día. La cantidad de energía necesaria para conectar tal conjunto de dispositivos “sería enorme”, señala, y conectarlos todos por cable seré engorroso. El enfoque de Someya utiliza una combinación de comunicaciones inalámbricas de onda extremadamente corta y cables para proporcionar una alternativa de bajo consumo energético.

La lámina, de un milímetro de grosor, esta hecha por impresión de chorro de tinta de varios polímeros semiconductores y aislantes, así como de nanopartículas de metales, para hacer transistores, conmutadores microelectromecánicos (MEM) de plástico, colas de comunicaciones y células de memoria. Esta diseñada para utilizarla en combinación con otra lámina desarrollada el año pasado por los investigadores de la Universidad de Tokio, capaz de detectar la localización de un dispositivo electrónico colocado sobre ella y de abastecerlo energéticamente. La nueva tecnología se presentó en el congreso International Electron Devices celebrado en Washington.

Ambas láminas de comunicaciones están constituidas por una rejilla de células de 8×8 pulgadas. Cada célula contiene una cola para la transmisión y recepción de señales y conmutadores MEM de plástico para activar y desactivas las colas y para conectarse a las células adyacentes. Una vez colocados dos dispositivos electrónicos sobre la lámina, los sensores detectan su localización. Un chip de control colocado en el borde de la lámina decide cuál es el mejor modo de dirigir las señales entre ambos objetos a través de la lámina.

La comunicación incluye dos procesos: en primer lugar, se transmite la información de forma inalámbrica entre el dispositivo y la lámina utilizando señales de radio de onda extremadamente corta (del orden de milímetros); luego, una serie de conmutadores MEM se cierran para formar una conexión por cable entre las células adyacentes, estableciendo un camino entre ambos dispositivos. Esto origina una conexión por cable entre una cola receptora en el primer dispositivo y una cola transmisora en el segundo. Si los dispositivos se mueven o se retiran de la lámina, o se añaden otros nuevos, se formarán nuevos enlaces de comunicaciones en el momento.

Esta tecnología forma parte de una iniciativa más amplia para producir sistemas electrónicos de gran superficie utilizando procesos de fabricación baratos.

Fuente: Technology Review