Los avances recientes en la tecnología de destilación solar multietapa han resultado muy prometedores a la hora de proporcionar un suministro sostenible de agua dulce. Sin embargo, la acumulación de sal ha provocado una reducción significativa en el rendimiento del sistema, lo que dificulta mantener la confiabilidad a largo plazo y tratar de manera eficiente la descarga hipersalina.
Ahora, ingenieros del MIT y China han colaborado para crear un sistema de desalinización solar que puede convertir agua salada en agua potable en un mayor volumen y menor costo.
La configuración del dispositivo permite que el agua circule en remolinos que parecen pequeños remolinos que funcionan de manera similar a la circulación termohalina mucho más grande del océano. Esta circulación, combinada con el calor del sol, hace que el agua se evapore, dejando sal.
El vapor de agua resultante se puede condensar y recolectar como agua pura y potable. Mientras tanto, la sal sobrante continúa circulando a través y fuera del dispositivo en lugar de acumularse y obstruir el sistema.
“Cuando el agua de mar se expone al aire, la luz solar hace que el agua se evapore. Una vez que el agua sale de la superficie, queda sal. Y cuanto mayor es la concentración de sal, más denso es el líquido, y esta agua más pesada quiere fluir hacia abajo”, explica Lenan Zhang, investigadora del Laboratorio de Investigación de Dispositivos del MIT. «Al imitar este fenómeno de un kilómetro de ancho en una caja pequeña, podemos aprovechar esta característica para rechazar la sal».
El nuevo diseño del equipo es una combinación de sus dos conceptos anteriores: un sistema de múltiples etapas de evaporadores y condensadores que también está configurado para impulsar la circulación de agua (y sal) dentro de cada etapa. Los investigadores utilizaron una caja delgada cubierta con un material oscuro que absorbe eficientemente el calor del sol. En el interior, la caja está dividida en una sección superior e inferior.
El agua puede pasar a través de la mitad superior, donde el techo está revestido con una capa evaporadora que utiliza el calor del sol para calentar y evaporar el agua en contacto directo. Luego, el vapor de agua se dirige a la mitad inferior de la caja, donde una capa de condensación enfría el vapor con aire y lo convierte en un líquido potable sin sal.
Los investigadores colocaron toda la caja inclinada dentro de un recipiente vacío más grande, luego conectaron un tubo desde la mitad superior de la caja hasta el fondo del recipiente y lo hicieron flotar en agua salada.
El agua puede subir naturalmente a través del tubo y entrar en la caja. Debido a la inclinación de la caja y a la energía térmica de la luz solar, el agua del interior se arremolina creando pequeños remolinos. Estos remolinos ayudan a poner el agua en contacto con la capa superior de evaporación mientras mantienen la sal circulando en lugar de sedimentarse y obstruirse.
El nuevo sistema se encuentra actualmente en pruebas y muestra resultados prometedores. Tiene una mayor tasa de producción de agua y una mayor tasa de rechazo de sal en comparación con otros conceptos de desalinización solar pasiva que se están probando.
Según los investigadores, una versión pequeña del sistema, del tamaño de una maleta, podría generar de 4 a 6 litros de agua potable por hora y funcionar durante varios años antes de necesitar piezas de repuesto. Dada esta vida útil prolongada y el hecho de que el sistema es completamente pasivo y no requiere electricidad para funcionar, el equipo estima que el costo total de funcionamiento del sistema sería más barato que lo que cuesta producir agua del grifo.
El equipo imagina un dispositivo a mayor escala que podría producir pasivamente suficiente agua potable para satisfacer las necesidades diarias de una familia pequeña. El sistema también podría abastecer a comunidades costeras aisladas de la red donde el agua de mar es fácilmente accesible.
