Vivimos en un planeta en el que más del sesenta porciento está cubierto de agua. Un agua procedente de mares, océanos, hielo, ríos e incluso de aguas subterráneas, pero en su mayoría hablamos de agua salada. Precisamente por ello, conocer la mejor manera y la más eficaz para convertir agua salada en agua potable, sería una de las alternativas más eficaces para asegurar que esa agua sea apta para el consumo humano en todo el mundo, e incluso como una alternativa mucho más económica al agua de grifo.

Esto es precisamente en lo que han trabajado un grupo de ingenieros del MIT y de China, todo ello a través de un dispositivo completamente pasivo, inspirado en el océano y solo alimentado por la energía del sol. Así lo explican en un reciente artículo de la revista Joule, donde aseguran que este grupo de científicos llevan años trabajando en este novedoso y revolucionario sistema de desalinización, que mejoraría todos los actuales. Y es que, tras varios prototipos con todo tipo de problemas como las obstrucciones por la sal, ahora creen haber encontrado la versión definitiva.

Un nuevo sistema de desalinización inspirado en el océano

El diseño de este dispositivo permite que el agua fluya en patrones de remolino, de manera similar a cómo ocurre en una escala mucho mayor en los océanos, conocida como circulación termohalina. Esta circulación, junto con la influencia del calor solar, provoca la evaporación del agua, dejando atrás la sal. 

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El vapor de agua resultante se puede condensar y recoger como agua pura y apta para el consumo. Al mismo tiempo, la sal remanente sigue circulando a través del dispositivo, en lugar de acumularse y causar bloqueos en el sistema. Un novedoso mecanismo que presenta una mayor capacidad de producción de agua y de eliminación de la sal, en comparación con otros métodos de desalinización solar pasiva que actualmente se están investigando.

A gran escala podría ser una alternativa más barata al agua de grifo

Estos científicos creen que si aumentamos el tamaño de este sistema a algo similar al de una maleta pequeña, sería capaz de generar entre 4 y 6 litros de agua potable por hora, y seguir funcionando durante varios años antes de necesitar reemplazar algunas de sus partes. 

A esta escala y capacidad, el sistema podría generar agua potable a un costo más bajo que el agua del grifo. Según Lenan Zhang, un científico del Laboratorio de Investigación de Dispositivos del MIT, "por primera vez, es posible que el agua producida con energía solar resulte incluso más económica que el agua del grifo".

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El equipo de investigadores imagina que un dispositivo de mayor tamaño podría producir de manera pasiva la cantidad suficiente de agua potable para satisfacer las necesidades diarias de una familia pequeña. Además, este sistema podría ser de gran utilidad en comunidades costeras aisladas, donde el acceso al agua de mar es sencillo.

¿Cómo funciona este revolucionario sistema de desalinización?

El núcleo del nuevo diseño se basa en una sola estructura que se asemeja a una caja delgada, recubierta con un material oscuro que absorbe eficazmente la energía solar. Esta caja se divide en dos partes: una superior y otra inferior. El agua fluye a través de la parte superior, donde el techo está cubierto con una capa que aprovecha el calor del sol para calentar y evaporar el agua.

Después, el vapor de agua se dirige a la parte inferior de la caja, donde otra capa convierte ese vapor en agua potable sin sal al enfriarla. Los investigadores ubicaron esta caja inclinada dentro de un recipiente más grande, la conectaron a través de un tubo que va desde la parte superior de la caja hasta el fondo del recipiente y la hicieron flotar en agua salada.

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De esta manera, el agua puede ascender naturalmente por el tubo y entrar en la caja. La inclinación de la caja, combinada con la energía solar, provoca que el agua se mueva en forma de remolinos a medida que fluye. Estos remolinos ayudan a que el agua entre en contacto con la capa superior de evaporación y evitan que la sal se acumule y obstruya el sistema.

El equipo construyó varios prototipos con una, tres y diez etapas y evaluó su rendimiento en agua con diferentes niveles de salinidad, incluyendo agua de mar natural y agua siete veces más salina.

Según los resultados de estas pruebas, los investigadores calcularon que si cada etapa se expandiera a un metro cuadrado, podrían producir hasta 5 litros de agua potable por hora. Además, el sistema podría desalinizar el agua sin acumular sal durante varios años. Dado su largo ciclo de vida y el hecho de que el sistema es completamente pasivo, no requiere electricidad para funcionar, el equipo estima que el costo total de operaciones sería más bajo que el de producir agua del grifo en los Estados Unidos.

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En la versión más reciente de este sistema, el equipo ha desarrollado un diseño que logra un alto rendimiento tanto en la producción de agua como en la eliminación de la sal. Esto significa que el sistema puede generar agua potable de manera eficiente y constante durante un largo período de tiempo. La innovación clave de este nuevo diseño es la combinación de esos dos enfoques previos: un sistema de múltiples etapas que incluye evaporadores y condensadores, además de estar configurado de manera que impulse la circulación de agua (y sal) en cada etapa del proceso.