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La escasez de agua y la inseguridad es un problema generalizado en todo el mundo.
El cambio climático, el crecimiento de la población y los cambios en la forma en que las comunidades usan el agua dulce contribuyen a la reducción de los recursos en todo el mundo.
En los próximos años, los administradores de agua en 40 estados de EE. UU. esperan enfrentar una mayor escasez de agua dulce .
El agua no solo es necesaria para que las personas se hidraten, limpien y cocinen, sino que también es esencial para producir alimentos y energía.
Resolviendo un problema inminente
Desde los mares hasta las alcantarillas y las aguas subterráneas saladas, puede parecer que hay agua en todas partes.
Pero la cantidad de agua dulce disponible en la Tierra es limitada y la demanda está aumentando. Igualar la demanda de agua dulce con el suministro requiere un uso más eficiente de los recursos hídricos existentes. Y eso requiere formas nuevas e innovadoras de reutilizar o reutilizar el agua que a menudo no se usa o se desecha.
Por ejemplo, inmensas reservas subterráneas de agua salobre se encuentran debajo de algunas de las regiones más afectadas por la sequía del mundo.
Esta agua es demasiado salina para ser utilizada en su estado actual, y la desalinización sigue siendo demasiado costosa e ineficiente.
Pero, ¿cómo pueden las fuentes de agua no convencionales convertirse en una forma rentable y sostenible de aumentar los suministros de drenaje?
La Alianza Nacional para la Innovación del Agua (NAWI, por sus siglas en inglés) está desarrollando tecnologías que ponen a su alcance una gama más amplia de fuentes de agua no convencionales al mismo tiempo que garantizan un uso lo más eficiente posible.
Formado en 2017 como una asociación entre el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, el Laboratorio Nacional de Energía Renovable, el Laboratorio Nacional Oak Ridge, el Laboratorio Nacional de Tecnología Energética y aproximadamente 30 partes interesadas en las esferas académica, industrial y sin fines de lucro, NAWI se incorporó como Departamento del centro de innovación de Energía en 2020.
Actualmente existe como un programa de investigación de $ 110 millones de cinco años que reúne a expertos de más de 300 organizaciones, incluidos laboratorios nacionales, universidades, empresas, empresas de servicios públicos de agua y agencias estatales.
“El sistema de agua actual no es sostenible por varias razones”, dijo Yarom Polsky, líder del área temática de Intensificación e Innovación de Procesos de NAWI y líder del grupo de Sensores y Sistemas Integrados en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge.
“Estamos en un punto en el que comenzamos a tener que tratar fuentes de agua que son mucho más complicadas y requieren tecnologías de tratamiento de agua más avanzadas”.
Hoja de ruta actual de NAWI
NAWI está trabajando para diseñar tecnologías de desalinización rentables y eficientes desde el punto de vista energético, que extraen sales y otras impurezas tanto del agua salada como de las aguas residuales para producir agua limpia con la misma (o mayor) calidad que los métodos actuales de tratamiento de agua.
Su objetivo es lograr esto para el 90% de los recursos hídricos no tradicionales en los próximos 10 años.
¿Cómo exactamente?
Para reciclar las aguas residuales y reducir el uso de energía y los costos de tratamiento del agua, NAWI tiene un plan, o cinco, para ser exactos.
Siguiendo una iniciativa de hoja de ruta de 2020, NAWI Alliance publicó cinco hojas de ruta tecnológicas (y una hoja de ruta maestra ) adaptadas a cinco sectores: energía, extracción de recursos (que incluye minería de minerales y petróleo), industrial, municipal y agrícola ( PRIMA ).
Muchas tecnologías de desalinización siguen siendo relativamente caras. Pero las hojas de ruta de NAWI pueden guiar a los desarrolladores y adoptantes de tecnología para superar las barreras tecnológicas y económicas, así como los obstáculos sociales y culturales.
“Nuestro objetivo es identificar las barreras clave para reducir el costo y la energía del tratamiento del agua y luego atacar esas barreras a través de una campaña coordinada de investigación aplicada”, dijo Peter Fiske, director ejecutivo de NAWI e investigador del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley.
La hoja de ruta maestra de NAWI sintetiza las necesidades de investigación de mayor prioridad para las tecnologías de agua avanzadas, emergentes y existentes y de última generación.
En 2021 y 2022, NAWI agregó a su creciente lista de guías y herramientas, la publicación de ocho estudios de referencia fundamentales, específicos del sector, que brindan una evaluación integral de los desafíos y oportunidades asociados con diferentes fuentes de agua, lo que podría ayudar a acelerar la creación de un circular. economía del agua.
Varios de estos estudios se basaron en una nueva herramienta analítica desarrollada por investigadores de NAWI. Esta herramienta, llamada Plataforma de evaluación tecnoeconómica del agua (TAP) , evalúa los costos de tratamiento del agua, las necesidades energéticas, los impactos ambientales y las compensaciones de resiliencia de manera consistente en todos los sectores.
Preparándonos para el futuro
A principios de 2022, NAWI también emitió una solicitud de información sobre tecnologías y sistemas innovadores de desalinización y reutilización de agua a pequeña escala.
Este esfuerzo podría conducir a una solicitud de propuestas para construir y operar sistemas a pequeña escala para tratar fuentes de agua no convencionales y lograr la paridad de tuberías (es decir, agua de calidad similar o superior a los métodos de tratamiento de agua convencionales).
“No tenemos escasez de agua en este planeta”, dijo Benny Freeman, miembro del NAWI Research Consortium and Alliance y profesor de ingeniería química en la Universidad de Texas en Austin. “El problema es que está contaminado con sal y otros componentes. Creo que, en el futuro, vamos a tener una sociedad y un medioambiente donde tendremos enormes cantidades de agua… como resultado de las tecnologías de desalinización”.
El Consorcio de Investigación NAWI está bajo el paraguas de su anfitrión basado en membresía: la Alianza NAWI .
La Alianza NAWI es un grupo diverso de partes interesadas de la industria, la academia, las organizaciones sin fines de lucro, el gobierno y los laboratorios nacionales que apoyan al consorcio trabajando juntos a través de asociaciones, apoyo entre pares e intercambio de conocimientos para cambiar el rumbo de la innovación en agua y energía.
Los miembros de la alianza disfrutan de acceso a resultados de investigación, desarrollos de la industria y muchas oportunidades para conectarse directamente con líderes en investigación y desarrollo de tecnología de tratamiento de agua.
