Inspenet, 14 de octubre 2023.
Ingenieros del MIT y de China desarrollaron un dispositivo completamente pasivo que se inspira en el océano y se alimenta únicamente con energía solar. Estos detalles se encuentran en un artículo publicado en la revista Joule donde se afirma que este grupo de científicos ha estado trabajando en un innovador sistema de desalinización durante años y después de enfrentar diversos desafíos en los prototipos anteriores, creen haber perfeccionado la versión definitiva del dispositivo.
Un prometedor dispositivo para la desalinización
El diseño de este dispositivo permite que el agua se mueva en patrones de remolino, similar a lo que ocurre en los océanos, conocido como circulación termohalina. Esta circulación, junto con la influencia del calor solar, induce la evaporación del agua, separándola de la sal.
El vapor de agua resultante se puede condensar y recolectar como agua pura y potable. Al mismo tiempo, la sal restante continúa fluyendo a través del dispositivo en lugar de acumularse y provocar bloqueos en el sistema. Este mecanismo ofrece una mayor capacidad de producción de agua y eliminación de la sal en comparación con otros métodos de desalinización solar que actualmente están siendo investigados.
¿Agua potable al mínimo costo?
Los investigadores sostienen que si se escala este sistema a un tamaño similar al de una maleta pequeña, podría generar entre 4 y 6 litros de agua potable por hora y seguir funcionando durante varios años antes de requerir la sustitución de algunas de sus partes.
Según Lenan Zhang, un científico del Laboratorio de Investigación de Dispositivos del MIT, “por primera vez, es posible que el agua generada con energía solar resulte incluso más económica que el agua del grifo“.
El equipo de investigadores imagina que un dispositivo de mayor tamaño podría producir de forma pasiva la cantidad necesaria de agua potable para satisfacer las demandas diarias de una familia pequeña. Además, podría ser especialmente útil en comunidades costeras aisladas, donde el acceso al agua de mar es conveniente.
¿Cómo funciona?
El nuevo diseño se centra en una estructura única que tiene similitud con una caja delgada, la cual está revestida con un material oscuro que capta la energía solar de manera eficiente. Esta caja se divide en dos secciones: una superior y otra inferior. El flujo de agua transcurre por la parte superior, donde el techo cuenta con una capa que aprovecha la radiación solar para calentar y evaporar el agua.
Luego, el vapor de agua se desplaza hacia la sección inferior de la caja, donde otra capa lo convierte en agua potable, eliminando la sal al enfriarlo. Los científicos colocaron esta caja inclinada dentro de un recipiente más grande y la conectaron mediante un tubo que va desde la parte superior de la caja hasta el fondo del recipiente y la hicieron flotar en agua salada.
De esta forma, el agua puede ascender de manera natural a través del tubo y entrar en la caja. La inclinación de la caja, en combinación con la energía solar, provoca que el agua fluya en patrones de remolino a medida que se desplaza. Dichos remolinos facilitan el contacto del agua con la capa superior de evaporación y previenen la acumulación de sal, evitando obstrucciones en el sistema.
El equipo fabricó varios prototipos con una, tres y diez etapas y evaluó su desempeño utilizando agua con distintos niveles de salinidad, incluyendo agua de mar natural y agua siete veces más salina.
De acuerdo con los resultados obtenidos, los científicos calcularon que si cada etapa se ampliara a una superficie de 1 m2, tendrían la capacidad de generar hasta 5 litros de agua potable por hora. Así mismo, el sistema podría desalinizar el agua sin acumular sal durante un extenso período. Dado su prolongado ciclo de vida y el hecho de que el sistema es completamente pasivo, no requiere de electricidad para su funcionamiento, lo que lleva al equipo a estimar que el costo total de operación sería inferior al de producir agua del grifo en los Estados Unidos.
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