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Destilación por Membrana de Contacto Directo de Soluciones Hidropónicas para el Reciclaje de Fosfato y Potasio

Autores: Wong, Mark J.; Sagar, Viral; Tarikuzzaman, Mohammad; Lynam, Joan G.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Destilación por Membrana de Contacto Directo de Soluciones Hidropónicas para el Reciclaje de Fosfato y Potasio


Categoría

Ciencias Medioambientales

Subcategoría

Gestión y eliminación de residuos

Palabras clave

Expansión extraterrestre
Capacidades de soporte vital a largo plazo
Sistemas de cultivo hidropónico
Destilación por membrana de contacto directo (DCMD)
Politetrafluoroetileno (PTFE)
Polivinilideno (PVDF)

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 22

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Un problema crítico que enfrenta la expansión extraterrestre siempre ha sido la capacidad de soporte vital a largo plazo. Los grandes requerimientos de energía para mover incluso pequeñas cantidades de material desde la Tierra hacen necesaria la capacidad de reutilizar y reciclar tanto como sea posible, particularmente los desechos. El peso de los suministros de alimentos eventualmente comienza a limitar la duración de la expedición. Los sistemas de cultivo hidropónico ofrecen la capacidad de cultivar plantas y, con ellas, un ecosistema en miniatura. Esto ofrece la posibilidad de reutilizar tanto el dióxido de carbono como las sales de desecho, como el amoníaco y otros compuestos, como los que se encuentran en la orina. Un problema importante que enfrentan los sistemas hidropónicos es la necesidad de proporcionar un flujo de nutrientes estable basado en agua. La destilación por membrana de contacto directo (DCMD) se probó para evaluar su viabilidad como método para reconcentrar y estabilizar el flujo de agua rico en nutrientes. Se utilizaron membranas hidrofóbicas de polímero basadas en politetrafluoroetileno (PTFE) y polivinilideno (PVDF) para separar los solutos del agua. El método DCMD se probó con el flujo de alimentación operando a temperaturas de 50 grados C, 65 grados C y 80 grados C. Los resultados se analizaron utilizando espectroscopia UV-Visible para determinar concentraciones. Se compararon los beneficios y limitaciones de las membranas PTFE y PVDF en DCMD. Las membranas PTFE de poro más grande concentraron soluciones de manera efectiva a 80 grados C, mientras que las membranas PVDF eliminaron más agua a temperaturas más bajas, pero permitieron la fuga detectable de iones de fosfato. Ajustar la temperatura y las tasas de flujo puede ayudar a mantener una transferencia estable de iones y agua, beneficiando a los sistemas hidropónicos en la consecución de niveles de nutrientes confiables.

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