Con residuos de alimentos, jóvenes crean filtro de agua sostenible

Los ganadores del Premio Juvenil del Agua de Estocolmo de este año desarrollaron una forma más sostenible de producir un material utilizado en la fabricación de filtros de agua. Utilizando la cáscara del durián y los residuos de la caña de azúcar, Caleb Liow Jia Le (a la izquierda en la foto), Johnny Xiao Hong Yu (derecha) and Ho Shane hallaron una forma más segura de crear óxido de grafeno reducido. Sepa cómo lo hicieron.

Los tres alumnos de dieciséis años cursan actualmente el cuarto año de secundaria en Singapur, y ganaron con su proyecto:“Una síntesis novedosa y ecológica del óxido de grafeno reducido (rGO) a partir de la cáscara del durián y el bagazo de la caña de azúcar para filtros de agua”.

¿Podrían describir en qué consiste su proyecto?

Caleb: Para nuestro proyecto utilizamos dos tipos de residuos de alimentos muy comunes en Singapur. El durián es un tipo de fruta espinosa. La parte amarilla de la fruta se consume, y la cáscara de desecha, por lo que usamos esto último. También usamos el bagazo de la caña de azúcar, que es el residuo fibroso que queda cuando se extrae el jugo de la caña de azúcar. Convertimos este residuo en un material denominado óxido de grafeno reducido.

Johnny: El óxido de grafeno reducido puede eliminar iones de metales pesados y pigmentos orgánicos del agua. Puede utilizarse en filtros de agua para la purificación del agua.

¿En qué se inspiraron para este proyecto?

Caleb: Producimos muchos tipos distintos de residuos, como productos electrónicos, plásticos y alimentos. Mi deseo era ver cómo podíamos convertir estos residuos que normalmente desechamos en algo que podría ser potencialmente útil, ayudar a la comunidad y mejorar la vida de la gente.

Johnny: Me interesa mucho la química y su aplicación para resolver los problemas del mundo real. En este caso, crear sustancias químicas que puedan realmente atender las inquietudes de la comunidad.

¿Cuál es la forma tradicional de obtener óxido de grafeno reducido?

Johnny: La forma actual es el uso de sustancias químicas en un proceso denominado método de Hummers, desarrollado en 1958. Utiliza diversas sustancias químicas y compuestos tóxicos en un proceso muy complicado. Nuestro método, en cambio, solo utiliza residuos de alimentos.

¿Está difundido el uso del óxido de grafeno reducido?

Caleb: El óxido de grafeno reducido es, de hecho, un material muy versátil. Tiene un uso muy amplio en electrónica gracias a su conductividad. Dado que tiene una estructura similar a la del grafeno, puede conducir muy bien la electricidad. Pero también se lo está adoptando lentamente en el área de purificación del agua, debido a la idoneidad de sus propiedades.

¿Realmente hicieron un filtro de agua con su propio material?

Johnny: Sí, hicimos dos tipos de filtro. El óxido de grafeno reducido es un polvo negro, similar al carbón activado. Tomamos este polvo y recubrimos un papel filtro de éster de celulosa mixto con el mismo para que hiciera las veces de filtro. El segundo tipo que hicimos es una columna filtrante más tradicional, en la que comprimimos el polvo de óxido de grafeno reducido en una columna. Ambos tipos de filtros eliminaron más del 95% de los iones de metales pesados y pigmentos orgánicos, lo que es equiparable al carbón activado.

¿Podría usarse cualquier tipo de residuo orgánico en su proceso?

Caleb: Tanto la cáscara del durián como el bagazo de la caña de azúcar contienen mucha celulosa, lo que los hace adecuados para nuestro proceso de síntesis. Para sintetizar el óxido de grafeno reducido en nuestro método, carbonizamos y oxidamos celulosa en un horno, y luego agregamos un agente reductor para obtener óxido de grafeno reducido. Así que otros frutos que contengan celulosa también podrían servir, lo que puede explorarse más a fondo.

¿Qué tipo de desafíos relacionados con el agua enfrentan en Singapur?

Johnny: Singapur depende de cuatro fuentes de agua principales: captación de agua, como los embalses; desalinización, ya que estamos rodeados de mar; NEWater, que es nuestra forma de agua reciclada; y, finalmente, tenemos el agua importada que compramos a nuestros vecinos.

En este momento, Singapur todavía depende en gran medida del agua importada. La principal preocupación de Singapur es hallar formas de volvernos más autosuficientes. Esto puede significar la reducción del costo de la desalinización, el reciclado de agua y hallar nuevas formas de obtener agua dulce. Nuestro proyecto se ubica en el área de tratamiento y reciclado del agua.

Ya que el agua es un recurso limitado en Singapur, ¿creen que la gente tiene una mayor conciencia de la importancia del agua?

Johnny: Todavía no valoramos el agua como deberíamos, ya que uno simplemente abre el caño y bebe agua, pero recientemente ha habido un incremento de los impuestos al agua. Esto ha hecho que todos sean más conscientes de la situación del agua.

Caleb: Los impuestos al agua no habían aumentado en mucho tiempo, por lo que todos se preguntaban cuál era la razón del incremento.

¿Mucha gente en Singapur tiene conocimiento del programa de reciclado NEWater?

Johnny: Sí, cuando utilizas agua reciclada debes fomentar la conciencia. La gente sabe que se trata de aguas servidas, por lo que hay mucho trabajo de convencimiento.

Caleb: En nuestras escuelas primarias, cuando tienes entre 7 y 12 años, casi todos los alumnos realizan una visita escolar a una planta de NEWater. Esto contribuye a que las generaciones más jóvenes se interesen más en los problemas relacionados con el agua.

Acerca del Premio Juvenil del Agua de Estocolmo

El premio es organizado por el Stockholm International Water Institute y patrocinado por Xylem. Conozca más sobre el premio y los finalistas 2018.

¡Felicitaciones a los ganadores de este año!