Más eficiencia en una revolucionaria desaladora de agua alimentada solo con energía solar

En pruebas recientes, un innovador modelo de máquina desalinizadora ha obtenido un nuevo nivel de eficiencia en el aprovechamiento de la luz solar para producir agua dulce potable a partir del agua de mar.

Este sistema de desalinización con energía solar completamente pasivo desarrollado por investigadores en Estados Unidos y China podría proporcionar cada hora unos 6 litros de agua dulce potable por cada metro cuadrado de área de captación solar. Tales sistemas podrían potencialmente servir a zonas costeras áridas situadas fuera del alcance de la red de suministro de agua para disponer de una fuente de agua eficiente y de bajo costo.

El sistema utiliza múltiples capas de evaporadores y condensadores solares planos, alineados en una matriz vertical y cubiertos con aislamiento de aerogel transparente.

El trabajo de investigación y desarrollo es obra de un equipo que incluye a Lenan Zhang, Lin Zhao, Zhenyuan Xu y Evelyn Wang, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, Estados Unidos, así como a otros científicos de este centro y de la Universidad Jiao Tong de Shanghái, en China.

La clave para la eficiencia del sistema radica en la forma en que usa cada una de las múltiples etapas para desalinizar el agua. En cada etapa, el calor liberado por la etapa anterior se aprovecha en lugar de desperdiciarse como calor residual. De esta forma, el dispositivo de demostración del equipo puede lograr una eficiencia general muy elevada.

Las pruebas realizadas en la azotea de un edificio del MIT muestran que un simple dispositivo de desalinización como el usado para probar la validez del diseño podría producir agua potable a una velocidad de 5,78 litros por hora por metro cuadrado de área de captación solar. (Foto: Cortesía del equipo de investigación)

Récord de producción para el prototipo de desalinización

El dispositivo es esencialmente un alambique solar multicapa, con un conjunto de componentes de evaporación y condensación como los utilizados para destilar licor. Utiliza paneles planos para absorber el calor y luego transferir ese calor a una capa de agua para que comience a evaporarse. Con la evaporación, el agua se separa de la sal. El vapor se condensa en el siguiente panel. Esa agua se recoge, mientras que el calor de la condensación de vapor pasa a la siguiente capa.

El equipo probó el sistema en una configuración de 10 fases, en la azotea de un edificio del MIT. El sistema suministró agua pura que excedió los estándares de agua potable de la ciudad, a un ritmo de 5,78 litros por metro cuadrado de área de recolección solar. Esto es más de dos veces la cantidad récord producida previamente por cualquier sistema de desalinización pasivo con energía solar.

Una posible configuración para una futura versión práctica de la nueva tecnología sería la de paneles flotantes en una masa de agua salada como por ejemplo un estanque de embalse. Estos paneles podrían suministrar agua dulce de manera constante y pasiva, a través de tuberías, a la orilla, siempre que el sol brillase. Otra versión podría diseñarse para servir a un solo hogar, tal vez usando una pantalla plana en un tanque lo bastante grande y poco profundo de agua de mar. El equipo estima que un sistema con un área de recolección solar de aproximadamente 1 metro cuadrado podría cumplir con las necesidades diarias de agua potable de una persona. Se estima que un sistema construido para satisfacer las necesidades de una familia podría construirse por alrededor de 100 dólares estadounidenses.

Los investigadores planean más experimentos para continuar optimizando la elección de materiales y configuraciones, y para probar la durabilidad del sistema en condiciones realistas. También trabajarán para traducir el diseño de su dispositivo a escala de laboratorio en una versión que sea adecuada para el uso de los consumidores. La esperanza es que al final este sistema pueda contribuir a mitigar la escasez de agua potable en zonas del mundo en vías de desarrollo donde la electricidad es escasa o con muchos cortes de suministro pero el agua de mar y la luz solar son abundantes. (Fuente: NCYT Amazings)