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La desalación de agua marina con energía solar

La desalación de agua marina con energía solar es el gran reto de este siglo. Según los cálculos de la FAO, para 2025, casi 2000 millones de personas podrían no tener suficiente agua para satisfacer sus necesidades diarias.

Una de las posibles soluciones a este problema es la desalinización. Esta consiste en transformar el agua de mar para que sea potable. Sin embargo, eliminar la sal del agua de mar requiere de 10 a 1000 veces más energía que los métodos tradicionales de suministro de agua dulce. Las potabilizadoras a día de hoy continúan siendo las instalaciones más eficientes para realizar este proceso.

El avance en desalación de agua marina con energía solar

Unos ingenieros del medio ambiente han desarrollado una tecnología innovadora y de bajo costo para convertir el agua de mar en agua potable. Esta nueva tecnología se basa en el empleo de energía solar y pretende hacer frente a las grandes desaladoras.

Un equipo de investigadores pertenecientes a la Universidad Politécnica de Torino (Italia) ha diseñado un nuevo prototipo para desalinizar el agua de mar. Han buscado un nuevo enfoque  empleando la energía solar de una manera más eficiente. El objetivo era encontrar una nueva tecnología más sostenible y de bajo coste.

En comparación con las soluciones anteriores, la tecnología desarrollada puede  duplicar la cantidad de agua producida en una energía solar determinada. Al ser un prototipo cabe un gran margen de mejora. Puede estar sujeta a una mejora de la eficiencia en un futuro próximo.

Los resultados de la investigación se han publicado recientemente en la revista científica Nature Sustainability. El grupo de ingenieros de la energía los forman: Eliodoro Chiavazzo, Matteo Morciano, Francesca Viglino, Matteo Fasano y Pietro.

Cómo funciona la desalación de agua marina con energía solar

El principio de funcionamiento de la tecnología propuesta es muy simple: “Esta inspirado por las plantas. Estas transportan el agua de las raíces a las hojas por capilaridad y transpiración. Nuestro dispositivo flotante puede recolectar agua de mar. Utiliza un material poroso de bajo costo, y de esta forma, evita el uso de materiales caros y las bombas hidráulicas complejas.

El agua de mar recogida se calienta mediante la energía solar. Esta produce la separación de la sal y del agua que se evapora a la atmosfera. Este proceso puede facilitarse mediante la inserción de membranas entre el agua contaminada y el agua potable para evitar su mezcla. Esto se ha inspirado en  que algunas plantas son capaces de sobrevivir en ambientes marinos (por ejemplo en los manglares)”, explicaron Matteo Fasano y Matteo Morciano.

Curso de desalación de agua marina

Las tecnologías de desalación activas a nivel mundial requieren componentes mecánicos o eléctricos complejos (incluyen bombeo, procesos, y sistemas de control).

Tanto el diseño como la operación y el mantenimiento requieren ingenieros técnicos especializados con una formación de medio ambiente específica.

Tecnología pasiva de desalación de agua marina

El enfoque de desalinización propuesto por el equipo del Politécnico de Torino se basa en procesos espontáneos. Por lo tanto, no requieren la ayuda de la maquinaria auxiliar. En otras palabras, se trata de una tecnología “pasiva”.

La gran ventaja de esta tecnología pasiva de desalación de agua es que se trata de un dispositivo considerablemente más barato. Según los ingenieros del medio ambiente creadores del prototipo, otra gran ventaja es que resulta fácil de instalar y de mantener.

Estas características son particularmente atractivas en las regiones de la costa que sufren escasez de agua. Y más aún en zonas con una escasez crónica de agua potable y que aún no tienen  infraestructuras adecuadas para suministrar agua a la población.

El inconveniente de la tecnología pasiva de desalación de agua marina anteriormente ha sido la baja eficiencia energética en comparación con las tecnologías activas.

Los ingenieros del medio ambiente de la Universidad Politécnica de Torino han enfrentado este obstáculo con creatividad.

Así lo explicaron, “si bien los estudios anteriores se centraron en cómo maximizar la absorción de energía solar, hemos cambiado la atención hacia una gestión más eficiente de la energía solar térmica absorbida. De esta manera, hemos sido capaces de alcanzar valores récord de productividad de hasta 20 litros por día de agua potable por metro cuadrado expuesto al Sol. El motivo del aumento de rendimiento es el reciclaje del calor solar en varios procesos de evaporación en línea. Nos basamos en la filosofía de “hacer más, con menos”. Las tecnologías basadas en este proceso generalmente se denominan “efecto múltiple”. En desalación de agua marina ya existía el proceso de desalación multiietapa (MSF)

El prototipo para la desalación de agua marina con energía solar

Este prototipo lo han trabajado durante más de dos años y ha sido testeado directamente en el mar de Liguria (Italia).

Esta tecnología es particularmente adecuada para proporcionar agua potable segura y de bajo costo en condiciones de emergencia. Un ejemplo serían áreas afectadas por inundaciones o tsunamis, ya que quedan aisladas durante días o semanas de la red eléctrica y de la red de agua potable.

Otra aplicación prevista para esta tecnología de desalación de agua marina con energía solar son los jardines flotantes para la producción de alimentos. Esta es una opción muy interesante, especialmente en áreas superpobladas.

Los investigadores continúan trabajando en este tema dentro del Centro de Agua Limpia en la Universidad Politécnica de Torino. Mientras continúan buscando posibles socios industriales para que el prototipo sea más duradero, escalable y versátil.

Por ejemplo, las versiones diseñadas del dispositivo podrían emplearse en áreas costeras donde la sobreexplotación del agua subterránea provoca la intrusión de agua salina en acuíferos de agua dulce. Este es un problema particularmente grave en algunas áreas del sur de Italia.

Sus creadores afirman que esta tecnología podría tener un buen impacto en lugares costeros aislados con poca agua potable pero abundante energía solar, especialmente en países en desarrollo. 

También están estudiando una adaptación para tratar aguas contaminadas por aguas industriales, en concreto orientado a plantas mineras.

Fuente: Universidad Politécnica de Torino

 

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