REVISTA
JUVENTUD Y CIENCIA SOLIDARIA:
En el camino de la investigación
Las nanoburbujas, tecnología que
cambia al mundo
Kerly Doménica Criollo Loaiza, Karen Nicole Ochoa Cueva
Kerly Doménica Criollo Loaiza,
tengo 18 años, Estudio en el tercer año
BGU de la Unidad Educativa Salesiana
María Auxiliadora. Me gusta tocar el violín
y ver series. Quiero estudiar Medicina en la
universidad.
Karen Nicole Ochoa Cueva, tengo
18 años. Estudio en el tercer año BGU
de la Unidad Educativa Salesiana María
Auxiliadora. Me gusta tocar la guitarra,
el piano, el ukelele y la batería, también
me gusta entrenar baloncesto, fútbol,
vóley, natación y ciclismo. Quiero estudiar
Psicología en la universidad.
Resumen
Las nanoburbujas a partir del siglo XXI han resona-
do a lo largo del mundo, por sus diversas utilidades
dentro y fuera de la industria, ya que han demostrado
tener potencial aplicación de nuevas e innovadoras
tecnologías.
En el presente ensayo investigativo se expone un
método poco conocido enfocado en el tratamiento de
agua contaminada, porque la escasez de la misma repre-
senta una grave problemática a la que nos enfrentamos
diariamente; sin embargo, en este artículo se busca ex-
plicar cómo las nanoburbujas revolucionan las técnicas
de purificación y tratamiento de aguas contaminadas
sin utilizar químicos que dañinos para nuestra salud si
los consumimos.
El tema se desarrolla exponiendo el procedimiento de
cada nanoburbuja desde su creación hasta que oxida los
contaminantes disueltos en el agua, como consecuencia
obtenemos agua purificada. El principal objetivo es
brindar una visión extensa de las nanoburbujas para
que en un futuro se puedan replicar en nuestro país,
igualmente, a lo largo del artículo se muestran gráfi-
cos que explican las fórmulas para conocer con más
exactitud como aquellas trabajan. La finalidad de este
texto radica en la explicación de este novedoso método
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En el camino de la investigación 79
que ayudan al medioambiente, para ello es necesario
aplicar materias como química o física, ya que nos
brindan una visión más compleja de la purificación
del agua, sobre todo, se busca promover soluciones
factibles que puedan dar satisfacer a las problemáticas
relacionadas con la contaminación hídrica.
Palabras clave: agua, oxígeno, contaminantes, pu-
rificar, método
Explicación del tema
Las nanoburbujas son cavidades que contienen sig-
nificativas cantidades de oxígeno comprimido en su
interior. Poseen un tamaño menor a un micrómetro
(
µ
m) y más grandes que un nanómetro (nm), lo que las
hace 2500 más pequeñas que un grano de sal [1]. Por
su reducido tamaño tienen la capacidad de mantenerse
más tiempo flotando por el agua; sin embargo, su prin-
cipal característica dentro de un medio acuoso es el
incremento de oxígeno dentro del agua. El objetivo más
relevante de las nanoburbujas se basa en dos procesos:
la oxigenación y la oxidación. Por un lado, la primera
se dedica al suministro estable de oxígeno que sirve
de manera eficaz para neutralizar los contaminantes
del agua, mientras que la segunda hace referencia a la
descomposición de cualquier residuo que se encuentre
en el agua. En pocas palabras, se libera una gran can-
tidad de radicales libres que permiten eliminar algas y
microorganismos como en el caso de las algas [2].
Figura 1. Nanoburbujas
Fuente: shorturl.at/nryT0
Por otra parte, la presión interna que ejercen las
nanoburbujas aumenta exponencialmente en compara-
ción con el oxígeno del medio exterior. No obstante,
generan una carga eléctrica negativa, lo que les per-
mite participar en diversos procesos intermoleculares
debido a su gran capacidad para formar nuevos enlaces
de hidrógeno. Este proceso es conocido como fuerza
de atracción, en donde las nanoburbujas se agrupan
permitiendo que se adhieran a ellas partículas contami-
nantes de todo tipo, por lo que se sienten más atraídas
a los compuestos orgánicos como aceites, los hidrocar-
buros residuales, los tensioactivos y las grasas. Cuando
un número suficiente de nanoburbujas se adhiere a
una partícula, su densidad disminuye, lo que permite
que el contaminante se separe del agua que la rodea
para que la partícula pueda ser eliminada por flotación
o filtración, en pocas palabras este método recibe el
nombre de cavitación.
Para crear nanoburbujas se emplea un minucioso
proceso a partir de un principio físico que consiste en
administrar gas y agua simultáneamente y mezclarlos
completamente en el dispositivo de nanoburbujas [3].
El procedimiento experimental inicia en el armado
del generador para la realización del tratamiento por
dosificación, es decir, que se necesita de una bomba
generadora que periódicamente inserta dentro del agua
grandes cantidades de nanoburbujas las cuales salen
por una boquilla de cerámica [4]. Posteriormente, las
nanoburbujas se hunden y pueden permanecer en el
agua durante varios meses. Para comprender cuán
diminutas deben ser estas, debemos saber que son im-
perceptibles para el ojo humano ya que miden 200
nanómetros (nm) de diámetro. Son medidas con un
microscopio electrónico, debido a que este mismo usa
electrones los cuales viajan a una velocidad parecida
a la de la luz permitiendo así que las nanoburbujas
no exploten prematuramente, todo esto con el fin de
conseguir estabilidad de oxígeno en el agua.
Para explicar mejor el tiempo de vida útil de
las nanoburbujas se debe conocer la flotabilidad neu-
tra para que las mismas permanezcan en constante
movimiento. Las burbujas de mayor tamaño se elevan
hacia la superficie mucho más rápido que las de menor
tamaño [5], se necesita calcular la velocidad de ascenso
de las nanoburbujas en intervalos de tiempo en 30,
60, 90 min, ya que este es el tiempo mínimo para evi-
denciar resultados favorables. Para ello, se observa en
los valores de la Tabla 1, arrojando como resultado
(
t
= 30
min
), se registró una velocidad
v
= 6
,
324
∗
10
˘6
m/s, después en el intervalo (
t
= 60
min
), se observa
80 Juventud y Ciencia Solidaria
una velocidad
v
= 4
,
642
∗
10
˘6
m/s y posteriormente
en (
t
= 90
min
), da como resultado
v
= 4
,
089
∗
10
−6
. Al comparar todos estos resultados de 30 min y 60
min, se observa que la velocidad se reduce 1
,
68
∗
10
−6
,
por lo que mientras menor sea el tiempo mayor es la
velocidad que alcanza cada nanoburbuja.
v=p∗g∗(d)2
18n(1)
Donde:
v= velocidad de ascenso
p= densidad del líquido (998,2kg/m3)
g= aceleración de la gravedad (9,8m/s2)
d= diámetro de la burbuja
n= viscosidad del líquido (1,005 ∗10˘3)m2/s
Tabla 1. Velocidad de las nanoburbujas en variación del
tiempo
Tiempo (minutos) Velocidad m/s2
30 6,324 ∗10˘6
60 4,642 ∗10˘6
90 4,089 ∗10˘6
Fuente: Autoras
Las nanoburbujas son generadas por una máquina que
posee una bomba silenciosa, la cual es capaz de trabajar
sin generar o utilizar ningún residuo, mediante el uso de
su ánodo y cátodo que separa a las moléculas de agua en
hidrógeno y oxígeno; como resultado es capaz de generar
un flujo coaxial, ya que se necesita inyectar el aire a gran
presión permitiendo el choque de las burbujas normales
con las nanoburbujas; brindándoles una alta resistencia
dentro del líquido lo que provoca que no suban a la super-
ficie de manera instantánea, permitiendo mayor duración
para absorber los contaminantes. Cuando las nanoburbujas
están en un movimiento constante dan lugar a la formación
de radicales hidroxilos (OH–), por lo que destruyen rápida-
mente los contaminantes disueltos en el agua al romper su
estructura molecular. Con este método se puede purificar el
agua de una forma totalmente natural sin agregar ningún
componente nocivo para la salud de los seres humanos o
los animales marinos que habitan en este medio.
Otro punto importante es la temperatura del líquido,
dado que tienen un periodo de vida relativamente largo
por lo que pueden llegar a mantenerse intactas durante
varios días. Sin embargo, si el medio acuoso se encuentra
en temperaturas demasiado altas, la concentración de las
burbujas baja causando que se revientan prematuramente.
En definitiva, para eliminar de manera factible los residuos
no deseados del agua es necesario tener en cuenta que, por
su tiempo de uso, permite que el mantenimiento del agua
sea de manera periódica, recomendando así los intervalos
largos. Al observar en la Tabla 2 trabajamos con los inter-
valos de tiempo anteriores (30, 60, 90 min), donde podemos
interpretar que en el t = 30 min, la presión de la burbuja
es ∆P = 0,84 atm, posteriormente cuando t = 60 min,
la presión aumentó ∆P = 0,98 atm, mientras que en el
último intervalo de tiempo t = 90 min, la presión aumentó
a∆P = 1,046 atm, en donde podemos ver que la presión
es directamente proporcional al tiempo, ya que si la una
aumenta la otra también lo hará.
∆P= 4σ/d (2)
Donde:
∆P= presión de la burbuja
σ= tensión superficial = 0,0728 N/m
Tabla 2. Presión de las nanoburbujas en relación con el
tiempo
Tiempo (minutos) Presión (atm)
30 0,84
60 0,98
90 1,046
Fuente: Autoras
Las nanoburbujas poseen muchas ventajas, sin embargo,
una de las desventajas más notorias de este método para
purificar el agua es su elevado costo de producción, ya que
se debe adquirir la bomba generadora de nanoburbujas y
esta a su vez consume energía eléctrica durante prolongados
periodos de tiempo. Los aspectos económicos no lo hacen
sustentable para países pobres. Sin embargo, se puede optar
por un medio más sustentable como la energía fotovoltaica
proveniente del sol [6], de esta manera, se convierte en un
método económico. Además, los paneles solares generan
energía fotovoltaica que permite una operación sustentable
e independiente.
En pocas palabras las nanoburbujas al ser aplicadas
en diferentes líquidos tienen las propiedades químicas que
modifican las condiciones habituales del agua a tratar, ac-
tuando como pequeños agentes descontaminantes de las
impurezas presentes en estos líquidos. Además, el ahorro de
agua en hasta un 25 %, utilizando esta técnica, de paso ayu-
daría a combatir la actual crisis hídrica [7]. De esta manera,
contribuimos a reducir el impacto que causa en nuestra
En el camino de la investigación 81
sociedad el agua contaminada, haciendo que esta se puri-
fique con el uso del oxígeno, ayudando al medioambiente,
nuestra casa común.
Por último, esta eficiente alternativa nos permite en-
frentar la contaminación hídrica. Al tratar las aguas con-
taminadas con nuevas tecnologías de purificación y fil-
tración obtenemos como un agua de calidad. Así mismo,
esta forma de purificar el agua representa una manera más
eficiente para combatir la escasez de agua o la contami-
nación de la misma. Al mejorar los procesos de descontam-
inantes se obtendría una fuente de agua para pobladores
de la región. Por otro lado, en poblaciones donde el acceso
al agua es limitado no solo basta con instalar dispositivos
para la purificación de agua, sino el asegurar que esta agua
sea de buena calidad y apta para el consumo. El campo
de la nanotecnología aún no ha sido explorado del todo
en nuestro país, pero es pertinente conocer que muchas
técnicas pueden adaptarse a nuestras necesidades siempre.
Conclusiones
Las nanoburbujas forman parte de un campo con mucho
potencial. Después de realizar la revisión de esta tecnología
podemos concluir que las nanoburbujas aportan grandes
beneficios para la sociedad. Su principal objetivo es ayu-
darnos a obtener la mejor calidad de agua mediante la
inyección de oxígeno, eliminando así virus, parásitos y bac-
terias, sin la necesidad de químicos que perjudican nuestra
salud.
Continuamente se hacen mejoras en los sistemas de
filtración utilizando membranas que no solo disminuyen en
tamaño, sino en selectividad y duración, y aunque el costo
aún sigue siendo elevado para un tratamiento de aguas a
gran escala, es importante mantenerse al corriente de los
avances y tratar de replicar experiencias exitosas en otros
países en nuestra propia comunidad.
Agradecimientos
En primer lugar, queremos agradecer a nuestro docente
de Matemática Superior, Ing. Rodrigo Pinto, ya que su
apoyo fue una parte fundamental para escibir este artículo.
Agradeciendo de todo corazón por la paciencia y la buena
voluntad que siempre mostró para apoyarnos en cada paso
de este artículo.
Adicionalmente, agradecemos a la UESMA, por per-
mitirnos expresarnos a través de este documento donde
damos a conocer sobre este tema fundamental como son
las nanoburbujas y la contaminación hídrica.
Referencias
[1] L. Arroyo, «Agrofy News,» 20 diciembre 2017. Las nano
burbujas y su potencial revolucionario para la agricul-
tura. [En línea]. Disponible en shorturl.at/sEIK8
[2] Portal Fruticola. (26 de octubre de 2021). «¿Cómo au-
mentar la producción de tus cultivos con la tecnología
de las nanoburbujas?» [En línea]. Disponible en short-
url.at/gopL3
[3] Reyes, R. (31 de octubre de 2017). «Eficiencia de
micro-nanoburbujas para el tratamiento de aguas servi-
das en Puerto Bermúdez, Oxapampa, Pasco,» [En línea].
Disponible en shorturl.at/dktIJ
[4] Hempel, E. (20 de mayo de 2020). «Nanoburbujas -
Nueva Technología que Mejora el Crecimiento de
los Peces de Cultivo.» [En línea]. Disponible en short-
url.at/vyAQZ
[5] Romani, S. J. (21 de junio de 2018). «MICRO-
NANOBURBUJAS Y SU USO EN TRATAMIENTO
DE AGUAS.» [En línea]. Disponible en short-
url.at/anwAB
[6] El Financiero. (25 de agosto de 2021). «Nanoburbu-
jas, las elegidas de los investigadores del IPN para
limpiar el agua en Xochimilco,» [En línea]. Disponible
en shorturl.at/jvEMX
[7] Montes, C. (30 de agosto de 2021).«El desconocido rol
de las nanoburbujas de oxígeno en la actual crisis hí-
drica.» [En línea]. Disponible en shorturl.at/fAJT8
