Ingenieros del MIT desarrollan nuevo sistema de desalinización solar sin baterías, capaz de producir hasta 5.000 litros de agua al día > una solución para zonas remotas

Actualizado: 09/10/2024

En un mundo donde la demanda de agua potable crece constantemente y el acceso a fuentes seguras disminuye, especialmente en regiones áridas o remotas, la necesidad de soluciones innovadoras y sostenibles es imperativa.

• Sistema de desalinización solar sin baterías.
• Ajuste automático según la intensidad solar.
• Aprovechamiento del 94 % de la energía de los paneles solares.
• Producción de hasta 5.000 litros de agua por día.
• Enfoque en agua subterránea salobre (más salina que el agua dulce).
• Ideal para zonas interiores alejadas de la costa.
• Elimina la necesidad de almacenamiento de energía adicional.
• Reducción de costos y complejidad.
• Pruebas exitosas durante seis meses en Nuevo México.
• Potencial para abastecer a comunidades de hasta 3.000 personas.
• Menor impacto ambiental al no usar baterías.
• Mejora del acceso al agua potable en áreas remotas.

Investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han desarrollado un sistema de desalinización impulsado por energía solar que promete revolucionar el acceso al agua potable. Esta tecnología destaca no solo por su capacidad de producir agua limpia sin depender de fuentes de energía externas, sino también por su diseño innovador que prescinde de costosos sistemas de almacenamiento de energía, como baterías.

Desalación impulsada por energía solar: una solución sostenible para la crisis del agua

Desalinización adaptable a los cambios solares

Este sistema de desalinización funciona en sincronía con las variaciones diarias de la energía solar. Conforme la luz solar aumenta durante el día, el sistema intensifica su proceso de desalinización, adaptándose automáticamente a las fluctuaciones repentinas en la intensidad de la luz, como las que puede causar una nube pasajera.

La capacidad de reaccionar rápidamente a estos cambios maximiza el uso de la energía solar disponible, permitiendo la producción de grandes cantidades de agua potable, incluso bajo condiciones climáticas variables.

A diferencia de otros sistemas de desalinización impulsados por energía solar, el desarrollo del MIT no requiere baterías para almacenar energía ni depende de una fuente de alimentación complementaria, como la red eléctrica.

Un prototipo probado en condiciones reales

Los ingenieros probaron un prototipo a escala comunitaria en pozos de agua subterránea en Nuevo México durante seis meses.

En condiciones climáticas variadas, el sistema fue capaz de aprovechar más del 94 % de la energía eléctrica generada por los paneles solares para producir hasta 5.000 litros de agua por día. Esto fue posible a pesar de las fluctuaciones en el clima y la disponibilidad de luz solar, lo que demuestra la robustez y eficiencia del sistema.

Una solución para la escasez de agua en zonas interiores

El sistema de desalinización solar está diseñado principalmente para desalinizar agua subterránea salobre, una fuente de agua subterránea que contiene una mayor concentración de sal que el agua dulce, pero menor que el agua de mar.

Esta fuente es mucho más abundante que las reservas de agua dulce subterránea y podría ser clave para garantizar el acceso a agua potable en zonas donde el agua dulce escasea, particularmente en áreas alejadas de la costa. El nuevo sistema ofrece una solución prometedora y de bajo costo para estas comunidades, que a menudo dependen del agua subterránea para sus necesidades básicas de agua.

Como señala Jonathan Bessette, estudiante de doctorado en el MIT, “la mayoría de la población vive lo suficientemente lejos de la costa como para que la desalinización del agua de mar no sea viable. Dependen en gran medida del agua subterránea, especialmente en regiones remotas y de bajos ingresos. Desafortunadamente, debido al cambio climático, esta agua subterránea se está volviendo más salina”.

El sistema desarrollado por el MIT puede ofrecer agua limpia y asequible de manera sostenible a estas poblaciones.

Tecnología sin baterías: un paso hacia la sostenibilidad

El principal avance de este nuevo sistema radica en su capacidad para operar sin necesidad de baterías o fuentes de energía adicionales. Los sistemas de desalinización tradicionales que funcionan con energía solar suelen requerir baterías para compensar las variaciones en la energía solar.

Sin embargo, el equipo del MIT ha logrado eliminar esta necesidad mediante una estrategia de control simplificada, que ajusta la velocidad de desalinización varias veces por segundo, dependiendo de la cantidad de energía solar disponible en cada momento. Esto reduce significativamente los costos y la complejidad del sistema, haciéndolo más accesible para su implementación a gran escala.

Al operar durante seis meses en la Planta Nacional de Investigación sobre Desalinización de Agua Subterránea Salobre en Alamogordo, Nuevo México, el sistema aprovechó el 94 % de la energía generada por los paneles solares. Esta eficiencia es notable, especialmente en comparación con otros sistemas similares que dependen de baterías para mantener un flujo de energía constante.

Cómo funciona.

Imagina que hay un aparato que convierte el agua salada en agua limpia que se puede beber, como si fuera magia. Pero en vez de magia, lo hace usando la energía del sol, ¡como cuando las plantas necesitan luz para crecer! ☀️🌱

Este sistema especial del MIT funciona así:

1. Usa la energía del sol: Durante el día, cuando el sol está brillando, el sistema aprovecha esa energía para limpiar el agua salada. Cuanto más fuerte brilla el sol, más rápido limpia el agua. Si una nube pasa y tapa el sol, el sistema se ajusta automáticamente para seguir funcionando, solo que un poco más lento.
2. No necesita baterías: A diferencia de otros aparatos que necesitan baterías para funcionar cuando no hay sol, este sistema no las usa. ¡Así es más barato y más fácil de usar!
3. Convierte agua salada en agua potable: La máquina toma agua salada que está bajo la tierra, la limpia y la convierte en agua que podemos beber. Es muy útil para lugares donde el agua dulce escasea y el agua subterránea tiene mucha sal.
4. Produce mucha agua: En un día, puede limpiar hasta 5.000 litros de agua, suficiente para que alrededor de 3.000 personas tengan agua para beber. ¡Eso es un montón!
5. Perfecto para lugares alejados del mar: Muchas personas no viven cerca del océano, así que no pueden usar agua de mar para beber. Este sistema limpia el agua que está bajo la tierra y tiene un poco de sal, que es más común en muchos lugares.

Entonces, gracias a la energía del sol, este invento ayuda a las personas a conseguir agua limpia sin gastar mucho dinero, y además cuida el medio ambiente porque usa una fuente de energía renovable. 🌍💧

Hacia un futuro más sostenible

Aunque este avance representa un hito importante, los investigadores continúan trabajando para desarrollar métodos de desalinización más económicos y sostenibles. Su objetivo es perfeccionar la fiabilidad del sistema y ampliar su capacidad para abastecer a comunidades más grandes, e incluso a municipios enteros, con agua potable impulsada completamente por energía solar.

El equipo también planea lanzar una empresa para comercializar esta tecnología en los próximos meses, con el objetivo de llevarla a diversos mercados alrededor del mundo. Este sistema no solo podría aliviar la escasez de agua en regiones áridas y aisladas, sino que también representa un paso significativo hacia un futuro donde las soluciones de energía renovable contribuyan a resolver los desafíos globales relacionados con el agua y el cambio climático.

Impacto ambiental y social

El uso de energía solar para desalinizar agua subterránea salobre tiene importantes beneficios ambientales. Al eliminar la necesidad de baterías, se reduce la producción y el desecho de materiales tóxicos asociados con su fabricación y uso. Además, al aprovechar una fuente renovable como el sol, este sistema minimiza la huella de carbono en comparación con otros métodos de desalinización que dependen de fuentes de energía convencionales, como los combustibles fósiles.

En el ámbito social, esta tecnología podría transformar la vida de millones de personas en regiones donde el acceso al agua potable es limitado. Proveer agua limpia a bajo costo y de manera sostenible podría mejorar la salud, la calidad de vida y el desarrollo económico en comunidades vulnerables.

El sistema de desalinización solar desarrollado por el MIT representa un avance significativo en la búsqueda de soluciones sostenibles para la crisis global del agua. Al combinar eficiencia energética, innovación tecnológica y un enfoque centrado en la sostenibilidad, este sistema podría proporcionar agua potable a millones de personas en todo el mundo, sin depender de baterías ni de la red eléctrica. Es un ejemplo tangible de cómo la ingeniería y la ciencia pueden contribuir a resolver los problemas más apremiantes de la humanidad mediante el uso de energías renovables y recursos naturales.

Vía mit.edu

Ventajas del sistema de desalinización solar:

1. Uso de energía renovable: Funciona con energía solar, lo que lo hace sostenible y reduce la dependencia de fuentes de energía convencionales como los combustibles fósiles.
2. No requiere baterías: Al adaptarse a los cambios en la luz solar, evita el uso de baterías para almacenamiento de energía, reduciendo costos y complejidad.
3. Bajo costo de operación: La eliminación de baterías y la eficiencia en el uso de la energía solar disminuyen los costos de funcionamiento.
4. Adaptabilidad a condiciones climáticas variables: El sistema ajusta automáticamente su rendimiento según la intensidad de la luz solar, optimizando la producción de agua incluso con nubosidad o variaciones en el clima.
5. Acceso a fuentes de agua alternativas: Puede desalinizar agua subterránea salobre, que es más abundante que el agua dulce, proporcionando una opción viable para comunidades lejos de la costa.
6. Reducción de la huella de carbono: Al aprovechar la energía solar, se minimiza el impacto ambiental en comparación con sistemas que dependen de electricidad convencional o combustibles.
7. Implementación en zonas remotas: Es ideal para áreas sin acceso a la red eléctrica o con suministro energético limitado, mejorando el acceso al agua potable en comunidades alejadas.

Desventajas del sistema de desalinización solar:

1. Dependencia de la luz solar: La eficiencia del sistema está directamente relacionada con la disponibilidad de luz solar. En días muy nublados o durante la noche, la producción de agua puede ser limitada.
2. Rendimiento variable: Aunque el sistema se ajusta automáticamente, las fluctuaciones rápidas en la intensidad de la luz solar (por ejemplo, nubes pasajeras) pueden afectar la estabilidad de la producción de agua.
3. Costo inicial de instalación: Aunque es más económico en operación, la instalación inicial de los paneles solares y el equipo puede ser costosa, especialmente en comunidades con recursos limitados.
4. Necesidad de mantenimiento técnico: Requiere mantenimiento regular para asegurar el buen funcionamiento del sistema, incluyendo la limpieza de los paneles solares y el monitoreo de los componentes.
5. Disponibilidad de agua subterránea salobre: El sistema está diseñado para desalinizar agua con salinidad moderada. En regiones donde el agua subterránea es muy salada o tiene otros contaminantes, podría no ser tan efectivo.
6. Limitaciones en la capacidad de producción: Aunque puede abastecer a pequeñas comunidades, para grandes poblaciones o industrias, sería necesario escalar significativamente el sistema.

Esta tecnología presenta un enfoque prometedor para abordar la escasez de agua en regiones específicas, siempre y cuando se consideren sus limitaciones y se adapten soluciones complementarias para maximizar su efectividad.