La Universidad Nacional de Pusan presenta una membrana multifuncional para desalinización solar que triplica la producción de agua frente a diseños convencionales.
🔹 💧 Agua dulce a partir del sol.
🔹 🌊 Desalinización de agua marina contaminada.
🔹 🛢️ Eliminación de más del 99,99 % del petróleo.
🔹 ☀️ Evaporación solar de alta eficiencia.
🔹 🧪 Membrana con doble función integrada.
🔹 ♻️ Menor consumo energético y menos residuos.
🔹 🏭 Aplicación en aguas costeras e industriales.
🔹 🌍 Potencial frente a la escasez mundial de agua.
Una membrana multifuncional impulsada por energía solar logra desalinizar agua de mar contaminada con petróleo de forma mucho más eficiente
El gran reto: obtener agua potable cuando el mar también está contaminado
La escasez de agua dulce se ha convertido en uno de los mayores desafíos ambientales y sociales del siglo XXI. El crecimiento de la población, la expansión industrial, las sequías cada vez más frecuentes y el aumento de la demanda agrícola están ejerciendo una enorme presión sobre los recursos hídricos, especialmente en regiones de África, Oriente Medio y el sudeste asiático.
En este contexto, la desalinización mediante energía solar aparece como una alternativa especialmente atractiva. Aprovechar directamente la radiación solar para evaporar agua de mar y obtener agua limpia permite reducir el consumo eléctrico respecto a las grandes plantas desalinizadoras convencionales, cuya dependencia energética sigue siendo elevada.
El problema es que el agua marina real rara vez está tan limpia como la utilizada en la mayoría de experimentos de laboratorio. En zonas portuarias, áreas industriales o cerca de rutas marítimas, es habitual encontrar hidrocarburos, aceites y otros contaminantes que deterioran rápidamente las membranas utilizadas en estos sistemas.
Precisamente ahí es donde entra en juego el nuevo desarrollo presentado por investigadores de la Universidad Nacional de Pusan (Corea del Sur).
Una membrana con dos caras para resolver dos problemas al mismo tiempo
El equipo dirigido por Sanghyun Jeong, del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, ha desarrollado una membrana multifuncional capaz de separar el petróleo y desalinizar el agua en un único proceso.
La clave está en su denominada arquitectura Janus, inspirada en el dios romano de las dos caras. En lugar de utilizar una única superficie para realizar todas las funciones, la membrana incorpora dos capas especializadas que trabajan de manera complementaria.
Por un lado, la cara inferior está formada por un hidrogel de quitosano y alcohol polivinílico, materiales conocidos por su elevada afinidad con el agua. Esta superficie permite el paso del agua mientras rechaza las gotas de aceite presentes en la mezcla.
En la cara superior, los investigadores integraron nanopartículas de óxido de cobre recubiertas de carbono dentro de una estructura de nanofibras hidrofóbicas. Su función consiste en absorber la radiación solar, transformarla en calor y concentrar la evaporación justo en la superficie de la membrana.
Al dividir claramente ambas funciones, cada capa trabaja de forma independiente y evita interferencias que suelen aparecer en los diseños convencionales de una sola capa.
Rendimiento muy superior frente a las membranas tradicionales
Las pruebas realizadas con agua de mar contaminada mostraron resultados especialmente llamativos.
La nueva membrana consiguió eliminar más del 99,99 % del petróleo presente en el agua sin perder eficacia tras varios ciclos de uso ni frente a distintos tamaños de gotas de aceite.
Durante el proceso de desalinización solar alcanzó una tasa de evaporación de 1,29 kilogramos por metro cuadrado y hora, aproximadamente tres veces superior a la obtenida con una membrana convencional de una sola capa empleada como referencia en el estudio.
Este incremento de rendimiento resulta especialmente interesante porque no depende de fuentes externas de energía. Todo el proceso aprovecha únicamente la energía procedente del Sol, reduciendo el consumo energético y simplificando la infraestructura necesaria.
Más allá del laboratorio: una solución pensada para condiciones reales
Uno de los aspectos más relevantes de este trabajo es que intenta responder a un problema que muchas investigaciones anteriores apenas habían abordado.
Numerosos prototipos de desalinización solar ofrecen excelentes resultados utilizando agua salina limpia preparada en laboratorio. Sin embargo, las aguas costeras reales contienen una mezcla compleja de materia orgánica, hidrocarburos, microorganismos y partículas en suspensión, elementos capaces de obstruir rápidamente cualquier sistema de filtración.
Diseñar materiales que mantengan un funcionamiento estable bajo estas condiciones supone un paso importante hacia aplicaciones reales.
Además, el uso de quitosano, un biopolímero obtenido habitualmente a partir de residuos de crustáceos, demuestra cómo algunos subproductos de la industria alimentaria pueden encontrar nuevas aplicaciones dentro de tecnologías ambientales de alto valor añadido.
La tendencia hacia membranas inteligentes
La investigación también refleja una evolución cada vez más visible dentro del tratamiento del agua: desarrollar materiales multifuncionales capaces de realizar varias tareas simultáneamente.
Durante los últimos años, numerosos grupos de investigación trabajan en membranas que no solo filtran contaminantes, también incorporan propiedades fototérmicas, antibacterianas, autolimpiantes o catalíticas para prolongar su vida útil y reducir los costes de mantenimiento.
Este enfoque resulta especialmente relevante en sistemas descentralizados destinados a pequeñas comunidades, islas o zonas rurales donde el mantenimiento técnico resulta complicado y el acceso a la electricidad es limitado.
Paralelamente, la reutilización de aguas industriales y la valorización de las salmueras concentradas generadas durante la desalinización están cobrando protagonismo dentro de la economía circular del agua, un ámbito que recibe cada vez más apoyo institucional en numerosos países.
Una línea de investigación con gran recorrido
Los investigadores consideran que el verdadero valor del trabajo no reside únicamente en esta membrana concreta, también en la estrategia de diseño que propone.
Integrar varias funciones dentro de un único material abre nuevas posibilidades para desarrollar tecnologías de tratamiento del agua más compactas, eficientes y fáciles de mantener. Esta filosofía podría extenderse en el futuro a sistemas capaces de eliminar simultáneamente metales pesados, microorganismos, microplásticos o contaminantes emergentes, reduciendo el número de etapas necesarias para obtener agua de calidad.
La publicación del estudio en la revista científica Desalination refuerza además el creciente interés internacional por soluciones que combinen energías renovables, nuevos materiales y tratamiento sostenible del agua, tres áreas consideradas prioritarias para afrontar los efectos del cambio climático.
Potencial
La disponibilidad de agua dulce condicionará buena parte del desarrollo económico y social durante las próximas décadas. Tecnologías como esta pueden desempeñar un papel importante allí donde el acceso a infraestructuras convencionales resulta complicado o demasiado costoso.
Su funcionamiento exclusivamente con energía solar las convierte en candidatas para abastecer pequeñas comunidades costeras, instalaciones agrícolas, zonas insulares o regiones afectadas por sequías persistentes. Además, integrar varias funciones en una única membrana podría reducir el consumo energético, simplificar las operaciones de mantenimiento y abaratar futuras instalaciones.
Aunque todavía será necesario validar su comportamiento fuera del laboratorio y estudiar su viabilidad comercial, este tipo de avances demuestra que la innovación en materiales inteligentes puede ofrecer respuestas muy prometedoras frente a uno de los mayores desafíos ambientales del siglo XXI: garantizar el acceso universal al agua potable utilizando menos recursos y generando un menor impacto sobre el planeta.
Más información: Siyoung Byun et al, Dual-functional asymmetric CuO@NC-based janus hydrogel membrane for integrated oil–water separation and solar-driven desalination for sustainable use, Desalination (2026). DOI: 10.1016/j.desal.2026.120395
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