Actualizado: 23/05/2022
Investigadores de la UniSA han desarrollado una técnica rentable que podría suministrar agua potable a millones de personas vulnerables utilizando materiales baratos y sostenibles y la luz solar.
Menos del 3% del agua del mundo es dulce y, con el cambio climático, la contaminación y los cambios en los patrones de población, en muchas zonas este recurso, ya de por sí escaso, es cada vez más escaso.
En la actualidad, 1.420 millones de personas -entre ellas 450 millones de niños- viven en zonas de alta o muy alta vulnerabilidad al agua, y se prevé que esta cifra aumente en las próximas décadas.
Investigadores del Instituto de Industrias del Futuro de la UniSA han desarrollado un nuevo y prometedor proceso que podría eliminar el estrés hídrico de millones de personas, incluidas las que viven en muchas de las comunidades más vulnerables y desfavorecidas del planeta.
Un equipo dirigido por el profesor asociado Haolan Xu ha perfeccionado una técnica que permite obtener agua dulce a partir de agua de mar, agua salobre o agua contaminada, mediante una evaporación solar muy eficaz, que proporciona suficiente agua potable para una familia de cuatro miembros a partir de un metro cuadrado de agua.
En los últimos años se ha prestado mucha atención al uso de la evaporación solar para crear agua potable, pero las técnicas anteriores eran demasiado ineficaces para ser útiles en la práctica.
Hemos superado esas ineficiencias, y nuestra tecnología puede ahora suministrar suficiente agua dulce para satisfacer muchas necesidades prácticas a una fracción del coste de las tecnologías existentes, como la ósmosis inversa.
Haolan Xu
El núcleo del sistema es una estructura fototérmica muy eficaz que se asienta en la superficie de una fuente de agua y convierte la luz solar en calor, concentrando la energía precisamente en la superficie para evaporar rápidamente la parte superior del líquido.
Hasta ahora, muchos de los evaporadores fototérmicos experimentales eran básicamente bidimensionales; eran sólo una superficie plana, y podían perder entre el 10 y el 20% de la energía solar.
Hemos desarrollado una técnica que no sólo evita la pérdida de energía solar, sino que extrae energía adicional del agua y del entorno, lo que significa que el sistema funciona con un 100% de eficiencia para la entrada solar y extrae hasta un 170% de energía del agua y del entorno.
Haolan Xu
A diferencia de las estructuras bidimensionales usadas por otros investigadores, el profesor Xu y su equipo desarrollaron un evaporador tridimensional con forma de aleta y disipador.
Su diseño aleja el calor sobrante de las superficies superiores del evaporador (es decir, la superficie de evaporación solar), distribuyendo el calor a la superficie de las aletas para la evaporación del agua, enfriando así la superficie de evaporación superior y consiguiendo una pérdida de energía nula durante la evaporación solar.
Esta técnica de disipación significa que todas las superficies del evaporador permanecen a una temperatura inferior a la del agua y el aire circundantes, por lo que la energía adicional fluye desde el entorno externo de mayor energía hacia el evaporador de menor energía.
Somos los primeros investigadores del mundo que extraen la energía del agua a granel durante la evaporación solar y la utilizan para la evaporación, y esto ha ayudado a que nuestro proceso sea lo suficientemente eficiente como para proporcionar entre 10 y 20 litros de agua dulce por metro cuadrado al día.
Haolan Xu
Además de su eficacia, la practicidad del sistema se ve reforzada por el hecho de que está construido íntegramente con materiales sencillos y cotidianos, de bajo coste, sostenibles y fáciles de conseguir.
Uno de los principales objetivos de nuestra investigación era conseguir aplicaciones prácticas, por lo que los materiales que utilizamos se consiguen en la ferretería o el supermercado.
La única excepción son los materiales fototérmicos, pero incluso en este caso usamos un proceso muy sencillo y rentable, y los verdaderos avances que hemos conseguido están en el diseño del sistema y la optimización del nexo energético, no en los materiales.
Haolan Xu
Además de ser fácil de construir y de implantar, el sistema también es muy fácil de mantener, ya que el diseño de la estructura fototérmica impide que se acumulen sales y otros contaminantes en la superficie del evaporador.
El bajo coste y la facilidad de mantenimiento hacen que el sistema desarrollado por el profesor Xu y su equipo pueda utilizarse en situaciones en las que otros sistemas de desalinización y purificación serían inviables desde el punto de vista financiero y operativo.
Por ejemplo, en comunidades remotas con poca población, el coste de la infraestructura de sistemas como la ósmosis inversa es demasiado alto para justificarlo, pero nuestra técnica podría ofrecer una alternativa de muy bajo coste que sería fácil de instalar y básicamente gratuita.
Además, al ser tan sencilla y no requerir prácticamente ningún mantenimiento, no se necesitan conocimientos técnicos para mantenerla en funcionamiento y los costes de mantenimiento son mínimos.
Esta tecnología tiene realmente el potencial de proporcionar una solución de agua limpia a largo plazo a las personas y comunidades que no pueden permitirse otras opciones, y estos son los lugares donde más se necesitan estas soluciones.
Haolan Xu
Además de las aplicaciones para el agua potable, el profesor Xu afirma que su equipo está estudiando otros usos de la tecnología, como el tratamiento de aguas residuales en operaciones industriales.
Vía www.unisa.edu.au
Daniel dice
Espero que esto no quede solo en un proyecto, ya que va a tocar los intereses de muchos, y luego llegan las presiones y queda archivado en un cajón. Que no pase