La desalación es esencial para muchas
naciones costeras e insulares, ya que permite el acceso al agua potable en
regiones donde la escasez de agua es una preocupación creciente. Con el aumento
acelerado de la población y el incremento del consumo global de agua, la
demanda de nuevas tecnologías para generar agua dulce es cada vez más urgente.
Investigadores de la Universidad de
Waterloo han diseñado un dispositivo energéticamente eficiente que produce agua
potable a partir de agua de mar utilizando un proceso de evaporación impulsado
principalmente por la energía solar.
Según el Informe Mundial de las
Naciones Unidas sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos 2024, alrededor
de 2,2 mil millones de personas en el mundo carecen de acceso
a agua limpia, lo que resalta la necesidad de soluciones tecnológicas
innovadoras que puedan suministrar agua dulce de manera sostenible.
Limitaciones
de los sistemas de desalación convencionales
Los sistemas actuales de desalación
suelen utilizar membranas para separar la sal del agua de mar. Sin embargo,
este proceso requiere grandes cantidades de energía y frecuentemente provoca la
acumulación de sal en la superficie de los dispositivos, lo que bloquea el flujo
de agua y disminuye la eficiencia. Debido a este fenómeno, los sistemas
necesitan mantenimiento frecuente y no pueden operar de manera continua.
Inspiración
en la naturaleza: La solución de Waterloo
Para superar estas limitaciones, los
investigadores de la Universidad de Waterloo se inspiraron en el ciclo natural
del agua, emulando el mecanismo por el cual los árboles transportan el agua
desde las raíces hasta las hojas. Han desarrollado un dispositivo que permite
la desalación continua sin necesidad de un mantenimiento intensivo. Este avance
ha sido publicado en la revista Nature Communications.
Según el
profesor Michael Tam, del Departamento de Ingeniería Química de Waterloo, el
sistema está basado en la observación de cómo la naturaleza sostiene el ciclo
del agua, permitiendo que el agua se evapore y se condense en un ciclo cerrado.
De esta manera, se evita la acumulación de sal que, en otros sistemas, reduce
la eficiencia.
Innovaciones
técnicas del dispositivo
El dispositivo es alimentado por
energía solar y tiene una tasa de conversión del 93%, cinco veces más eficiente
que los sistemas de desalación actuales. Además, puede producir
aproximadamente 20 litros de agua potable por metro cuadrado al día,
cantidad que coincide con la recomendación de la Organización Mundial
de la Salud (OMS) para satisfacer las necesidades básicas de consumo y
saneamiento de una persona.
Este innovador dispositivo está
fabricado con espuma de níquel recubierta con un polímero conductor y
partículas de polen termo-responsivas. Este material es capaz de absorber la
luz solar a lo largo de todo el espectro de radiación solar, transformando la
energía del sol en calor. Una fina capa de agua salada sobre el polímero se
calienta y es transportada hacia arriba, replicando el proceso de capilaridad
que ocurre en los árboles.
A medida que el agua se evapora, la
sal restante se desplaza hacia la capa inferior del dispositivo, en un proceso
similar al contralavado en las piscinas, lo que evita el bloqueo del flujo de
agua y permite un funcionamiento continuo.
Beneficios
y Futuro del dispositivo
El profesor Yuning Li, también del
Departamento de Ingeniería Química de Waterloo, destacó que el dispositivo es
no solo eficiente, sino también portátil, lo que lo convierte en una
herramienta ideal para su uso en regiones remotas donde el acceso a agua
potable es limitado. Esta tecnología ofrece una solución sostenible a la crisis
emergente del agua.
En el futuro,
los investigadores planean construir un prototipo que pueda ser desplegado en
el mar para probar la tecnología a mayor escala. Si las pruebas resultan
exitosas, el dispositivo podría suministrar agua potable de manera sostenible a
las comunidades costeras, contribuyendo al logro de los Objetivos de Desarrollo
Sostenible (ODS) de las Naciones Unidas, particularmente en las áreas de salud
(ODS 3), acceso al agua (ODS 6), reducción de desigualdades (ODS 10) y
producción y consumo responsables (ODS 12).
Este desarrollo
resalta cómo la investigación científica y la innovación tecnológica, inspirada
en los procesos naturales, pueden ofrecer soluciones tangibles a los problemas
más apremiantes de nuestra era, alineándose con los esfuerzos globales para
garantizar un futuro más sostenible y equitativo.
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