La desaladora para tener agua potable y luz barata: una 'batería' eléctrica que lucha contra la sequía

Ingenieros crean un dispositivo que, además de desalar agua oceánica, también puede almacenar energía en zonas costeras azotadas por la sequía.

19 diciembre, 2023 01:45

Nacho Castañón @nachocastaf

España continúa enfrentándose a una importante sequía. Una situación que se agrava significativamente en comunidades autónomas como Andalucía y Cataluña, donde las reservas hídricas se sitúan por debajo del 20%. Para combatir esta situación se está echando mano de diferentes tecnologías, como unas desaladoras portátiles o un sistema que extrae agua del aire y sólo necesita luz solar. Ahora, unos ingenieros han dado un más y han sorprendido con un nuevo invento que desaliniza el agua del mar y puede almacenar energía.

Se conoce que aproximadamente el 70% de la superficie de la Tierra está cubierta por agua, pero apenas el 2,5% de ella es dulce. Con estos datos, desde hace tiempo se trabaja en una solución para intentar acabar con la sequía: desalar el agua marina. De hecho, son muchos los proyectos que han surgido en este aspecto. El último viene directamente desde Ithaca (Nueva York), donde unos ingenieros de la Universidad de Cornell han perfeccionado un dispositivo de dos sistemas que combina la desalinización del agua del mar y el almacenamiento de energía; y que está ideado para grandes poblaciones costeras.

Los ingenieros señalan en un comunicado que mediante el bombeo de agua de mar a un depósito situado en la cima de una montaña, y el posterior empleo de la gravedad para enviar el agua salada a una central hidroeléctrica ubicada en el mismo lugar y una instalación de desalinización por ósmosis inversa, la ciencia puede satisfacer las necesidades energéticas y de hidratación de las ciudades costeras con un único sistema. "Con nuestra creciente población, aumentan las demandas de energía y las necesidades de agua dulce", explica Maha Haji, profesor de la Universidad de Cornell y uno de los autores de la investigación.

Desala el agua marina

En diferentes lugares del mundo, como el sur de California, en Estados Unidos, donde las sequías son habituales y se necesita agua dulce para la agricultura, el agua del mar puede ser una solución viable. Para lograrlo, los ingenieros han desarrollado el Sistema Integrado de Ósmosis Inversa Hidráulica por Bombeo (IPHROS, sus siglas en inglés). Un modelo de dos sistemas "en el que el almacenamiento de energía y la producción de agua dulce se acoplan de forma simbiótica", explica Haji.

"El almacenamiento en embalses permitirá a las comunidades costeras aprovechar la energía renovable para su red eléctrica y la producción de agua potable. La parte de ósmosis inversa de este modelo añade flexibilidad al sistema", señala el profesor. Después de bombear el agua del océano -usando electricidad renovable- al embalse situado en la cima de la montaña y bajarla hasta la central hidroeléctrica; los ingenieros explican que con el sistema de desalinización a escala comunitaria, la salmuera sobrante concentrada se encontraría y diluiría con el agua caída del océano y se transportaría de nuevo al mar, lejos de la costa.

Gotas de condensación en un cristal. iStock Omicrono

A pesar de que los científicos de la universidad estadounidense aún no han mostrado el prototipo de su invento; sí que calculan que, con un diseño óptimo de los modelos, un sistema de este tipo de gran tamaño sería totalmente capaz de suministrar 79,5 millones de kilovatios-hora de electricidad y 5,79 millones de metros cúbicos de agua dulce al día, como indican en su investigación. Esto se traduciría en que este dispositivo podría cubrir perfectamente las necesidades diarias de aproximadamente 661.000 hogares.

El sistema IPHRO también puede ayudar a reducir la inversión de capital en costes de construcción, disminuir los gastos generales de mantenimiento y aportar "una forma natural" de diluir el vertido altamente salino tras la ósmosis inversa, según detallan los autores del estudio. "Estamos asistiendo a un aumento de las sequías en todo el mundo y hay regiones del planeta que, naturalmente, no tienen acceso a agua potable limpia", explica Matthew Haefner, estudiante de doctorado y coautor del proyecto.

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"También estamos vaciando los acuíferos con bastante rapidez, de modo que incluso en regiones históricamente seguras desde el punto de vista hídrico, cada vez lo son menos debido a factores como el aumento de la urbanización y los efectos del calentamiento global", indica Haefner. Cabe destacar que las centrales hidroeléctricas de bombeo como esta, es de decir, la idea de que un embalse superior abastezca a otro inferior para generar energía, no es realmente un concepto nuevo.

Proporciona energía

El Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE, sus siglas en inglés) señala que este tipo de energía hidroeléctrica destaca por ser lo bastante flexible para equilibrar la oferta y la demanda de electricidad en las redes regionales del país. No sólo eso, sino que también puede proporcionar la energía suficiente para satisfacer demandas de cargas elevadas. En el país estadounidense hay 43 centrales de este tipo, con una capacidad total de 21,9 gigavatios y casi 553 gigavatios hora de almacenamiento de energía.

Unos datos que representan el 93% de toda la capacidad nacional de almacenamiento de energía a escala de servicio público, según la DOE. "En el futuro, las necesidades de energía y agua van a ser cada vez mayores. Esas ideas están intrínsecamente unidas, y creemos que IPHROS -unir energía limpia y agua dulce- es una solución que podemos tener en la caja de herramientas para abordar ese problema", concluye Haji. Por el momento los ingenieros han publicado su investigación, ofreciendo un modelado matemático detallado y presentando un marco para optimizar el diseño y el funcionamiento para maximizar la producción de agua dulce y energía.