Taiwán ha enfrentado escasez de agua durante décadas, y el área de Chicago puede enfrentarlas en los próximos 20 años a medida que disminuyan los niveles del acuífero para el agua de pozo, mientras que el uso del agua de los Grandes Lagos está limitado por un pacto interestatal.

A medida que las condiciones de sequía empeoran en todo el mundo debido al calentamiento global, Los sistemas mejorados de conservación y eficiencia del agua se vuelven cada vez más necesarios. Universidad Nacional de Taiwán (NTU), una prestigiosa institución de investigación ubicada en Taipei, busca aprovechar el poder de la comunidad científica internacional aquí y en todo el mundo para impulsar a las ciudades hacia un futuro más sostenible.

El Programa Dragon Gate de la Universidad Nacional de Taiwán, en colaboración con el Laboratorio Nacional Argonne al oeste de Chicago, y la Universidad Northwestern son pioneras en tecnologías de reutilización y recuperación de agua. Uno es un sistema de filtración que produce agua limpia a partir de agua salada o aguas residuales. El proyecto está en su tercer año.

Yupo Lin, ingeniero electroquímico en ANL, lidera el equipo de investigación para ampliar una tecnología de filtración llamada electrodesionización de obleas de resina (RW-EDI). El proceso purifica las aguas residuales empujándolas a través de una serie de membranas de intercambio iónico porosas con un campo eléctrico a cada lado. El resultado es un enfoque energéticamente eficiente y económicamente viable para la recuperación de agua, Dijo Lin.

"No tenemos muchos recursos naturales en Taiwán, "dijo Lin. Hasta ahora, el proceso Argonne RW-EDI solo se ha demostrado como programa piloto. Pero el equipo espera crear pronto sistemas que puedan usarse comercialmente y mejorar la eficiencia del agua a gran escala. Hay planes en marcha para hacer precisamente eso.

"Estamos haciendo esta investigación para resolver los problemas que enfrenta el sur de Taiwán, ", dijo el becario postdoctoral Ming-Huang Wang." Queremos crear una tecnología versátil ".

Wang trabaja con el Centro de Investigación del Ciclo del Carbono en NTU, pero ahora pasa 10 meses en la División de Sistemas Energéticos de ANL, donde trabaja con Lin en tecnologías de reutilización de agua que podrían aplicarse en Taiwán y en otros lugares a medida que la escasez de agua se propague debido al cambio climático.

RW-EDI no purifica las aguas residuales en la medida en que sea potable. Sin embargo, el agua salobre o semi-pura que se extrae todavía se puede utilizar para numerosos propósitos.

"Tendemos a pensar que la mayor parte del agua que se usa es la que bebe la gente, pero eso no es verdad "dijo Aaron Packman, profesor de ingeniería civil y ambiental en Northwestern University. Se está asociando con Lin, Argonne, y NTU en el proyecto RW-EDI. "Una de las estrategias que estamos analizando es tratar de separar el agua potable del uso industrial del agua, ", dijo. La tecnología podría eliminar compuestos que son problemáticos para la industria para producir agua que se puede utilizar para refrigeración y otros fines.

"No es necesario tratar el agua según los estándares de consumo si se va a utilizar con fines industriales, "dijo Packman, parte del Instituto de Ciencia e Ingeniería Northwestern-Argonne. "Hay formas de ser más eficientes".

Debido a que las plantas de energía son los mayores consumidores de agua en los EE. UU., el uso de fuentes más eficientes de agua de refrigeración tendría un impacto significativo en el suministro de agua. Es difícil imaginar que un lugar como Chicago que se encuentra junto al lago Michigan, alguna vez podría enfrentar la escasez de agua, pero las estimaciones indican que el desarrollo industrial y económico podría verse limitado en la ciudad en los próximos 20 años. "Si encontramos una forma de reutilizar las aguas residuales que abre una gran cantidad de nuevo potencial de desarrollo, "dijo Packman.

La asociación NTU-ANL-NU y el Programa Dragon Gate han creado oportunidades para que los científicos de ambas instituciones contribuyan a tecnologías que podrían mejorar la gestión de recursos. no solo en Chicago y Taipei, pero en todo el mundo.

Un consorcio de científicos globales se reunirá el 5 y 6 de agosto en una conferencia organizada por NTU para explorar oportunidades para nuevas colaboraciones internacionales. El simposio se centra en tecnologías de agua limpia, los vínculos vitales entre la alimentación urbana, suministros de energía y agua, e infraestructura verde. Lin y Packman abordarán estos temas en el simposio, junto con Seth Snyder, profesor de ingeniería mecánica en Northwestern, y científicos de varias instituciones.

"Nuestro objetivo es lograr soluciones integradas de agua y energía que incluyan una combinación de innovación tecnológica e integración de sistemas de ingeniería con sistemas naturales, ", dijo Packman. La colaboración entre científicos líderes en este campo podría producir el ingenio que permitirá que las ciudades continúen funcionando a medida que la escasez de recursos se convierta en una amenaza más inminente.