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Jan 28, 2024

Los profesores de ingeniería de UCLA reciben múltiples subvenciones del DOE y de la Alianza Nacional para la Innovación del Agua

UCLA SamueliDesde la izquierda: Yoram Cohen, Eric Hoek y David Jassby 9 de agosto de 2022 Tres

UCLA SamueliDesde la izquierda: Yoram Cohen, Eric Hoek y David Jassby

9 de agosto de 2022

Tres profesores de la Escuela de Ingeniería Samueli de UCLA, Yoram Cohen, Eric Hoek y David Jassby, han recibido cada uno un importante apoyo financiero de la Alianza Nacional para la Innovación del Agua (NAWI) para investigar tecnologías de tratamiento de agua eficientes en términos de energía y rentables. Establecido en 2017, NAWI es un consorcio de investigación asociado con el Departamento de Energía de los EE. UU. para crear el centro de desalinización de agua y energía diseñado para abordar los problemas de seguridad del agua en los EE. UU.

Cohen, Hoek y Jassby también son profesores de laInstituto de Nanosistemas de CaliforniayInstituto de Medio Ambiente y Sostenibilidad en UCLA. Cada uno de los tres proyectos de investigación financiados por NAWI se destaca a continuación.

Yoram Cohen, un distinguido profesor de ingeniería química y biomolecular y presidente del Comité Ejecutivo de la Facultad de UCLA Samueli, está trabajando con investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y la Universidad Estatal de Cal, San Bernardino, para desarrollar sistemas de desalinización y tratamiento de agua autónomos y autoadaptativos distribuidos. que están guiados por aprendizaje automático avanzado/inteligencia artificial para el control del sistema, la gestión y el apoyo a la toma de decisiones. Cohen y sus colegas ya han construido y demostrado prototipos funcionales de primera generación de tales sistemas para la purificación de los suministros de agua locales paracomunidades desfavorecidas en el Valle de Salinas.

La subvención NAWI de 2,2 millones de dólares durante tres años apoyará la investigación sobre el uso del aprendizaje automático para optimizar los sistemas autónomos, incluido el perfeccionamiento de cómo se adaptan a escenarios dinámicos, como cambios en el suministro y la demanda de agua, así como la calidad del agua. Los investigadores también analizarán los ahorros de costos en el consumo de energía, los suministros y la mano de obra asociados con dichos sistemas en comparación con los costos de las operaciones actuales.

Eric Hoek, profesor de ingeniería civil y ambiental en UCLA Samueli, y sus colegas explorarán formas de diseñar membranas de ósmosis inversa (OI) que sean factibles y duraderas para tratar las aguas residuales producidas a partir de procesos industriales. Estas aguas residuales tienen una salinidad extremadamente alta, con concentraciones de sal de más de 200.000 miligramos por litro. El agua de mar, en comparación, tiene un promedio de alrededor de 35 000 mg/l de sólidos disueltos totales.

Las presiones que actualmente se requieren para tratar salmueras de alta salinidad son demasiado duras para que las resistan las membranas de ósmosis inversa existentes; pueden aplastar y deformar las membranas, causando defectos del tamaño de un agujero de alfiler. Elsubvención NAWI de $ 3.3 millones por tres años ayudará a financiar investigaciones centradas en el desarrollo de una nueva clase de membranas de ósmosis inversa que puedan soportar las altas presiones requeridas, reduciendo tanto el consumo de energía como los costos de recuperación de agua de salmueras de alta salinidad hasta en un 50 %. El equipo de UCLA colaborará con colegas del Laboratorio Nacional de Energía Renovable en Golden, Colorado; la Universidad de Connecticut; la Universidad de Wisconsin; y la Universidad de Yale.

Hoek también es el director de la facultad de UCLA'sGran Desafío LA Sostenibley un científico de la facultad enLaboratorio Nacional Lawrence Berkeley . Cofundador de 11 empresas de tecnología, Hoek recientementeautor de dos libros sobre la gestión del agua.

David Jassby, profesor asociado de ingeniería civil y ambiental, trabajará en un sistema de pretratamiento modular para eliminar múltiples contaminantes del agua, incluida la materia orgánica, minerales disueltos como el calcio y los silicatos, y pequeños contaminantes con carga neutra, de las aguas salobres destinadas al tratamiento de desalinización. El agua salobre, que tiene más salinidad que el agua dulce pero menos que el agua de mar, se encuentra naturalmente en el medio ambiente y también es el resultado de ciertas actividades industriales, como la refrigeración.

La alianza proporcionaráuna subvención de $ 2 millones por tres años para un proceso de pretratamiento que aumentará el volumen de agua recuperada a través de la desalinización de agua salobre basada en membranas al hacer que la corriente de alimentación sea más suave y libre de silicatos. El proceso también podría mejorar la calidad del agua de la corriente desalinizada al eliminar los contaminantes que se filtran a través de las membranas de desalinización.

El sistema modular integra dos métodos para separar y eliminar contaminantes: un proceso de coagulación impulsado por electricidad que se enfoca en la dureza del agua, los silicatos y el boro, y una serie de membranas para filtrar los contaminantes. Esto eliminará la necesidad de aditivos químicos utilizados en otros tipos de sistemas de pretratamiento y puede reducir tanto el tiempo de tratamiento como las emisiones de gases de efecto invernadero durante el tratamiento. El sistema estará equipado con sensores para ajustar las diferencias en la corriente de alimentación, como aguas subterráneas, aguas residuales municipales o agua utilizada en sistemas de refrigeración industrial.

Los colaboradores de la subvención incluyen Georgia Tech y WaterTectonics, una empresa de tecnologías del agua con sede en Everett, Washington.

Los proyectos UCLA Samueli fueron tres de un total de 16 proyectos seleccionados para recibir una porción de$ 17,7 millones en financiacióndel NAWI y el DOE para fomentar el desarrollo de tecnologías de tratamiento de agua eficientes desde el punto de vista energético.