Un nuevo método de desalinización que funciona sin electricidad
Los investigadores de la Universidad Nacional de Australia han presentado un novedoso método de desalinización que mitiga muchos de los efectos adversos asociados a las técnicas tradicionales y reduce el consumo de energía en aproximadamente un 80%.
Actualmente, la escasez de agua dulce se está convirtiendo en un problema crítico en todo el mundo, y algunas regiones ya recurren a la desalinización para extraer agua dulce del océano. El hombre utiliza actualmente alrededor de un tercio de todos los vertidos de agua dulce, cifra que se prevé que aumente hasta la mitad a mediados de siglo, especialmente en regiones como Israel, Ciudad de México, India y el sur de California.
Probablemente, la disponibilidad de agua se convierta en la crisis más importante de este siglo, agravada por el cambio climático, que afecta a la capa de nieve, la evaporación de las aguas superficiales, los patrones de precipitación y el contenido de agua atmosférica.
Según un informe del Banco Mundial de 2018, la desalación exige mucha energía
Según un informe del Banco Mundial de 2018, alrededor de 300 millones de personas en más de 150 países dependen de la desalinización, que consume 3 kilovatios-hora por metro cúbico (kWh/m3) de energía, diez veces menos que en 1970. Sin embargo, la desalinización sigue representando una cuarta parte de la energía utilizada para el abastecimiento de agua, con un consumo de unos 100.000 millones de kilovatios-hora en 2018.
Actualmente, las técnicas de desalinización se dividen en dos categorías principales: métodos basados en materiales, como la ósmosis inversa, que utiliza altas presiones para separar las especies moleculares del agua, y métodos térmicos, como la evaporación solar o la desalinización por congelación.
Sin embargo, estos métodos pueden dañar la vida marina; el calor, el estrés o los productos químicos pueden matar a los organismos pequeños, mientras que las criaturas más grandes pueden quedar atrapadas contra las rejillas de entrada.
Además, producen una salmuera con un alto contenido en sal (más del 30%) que, cuando se vierte al océano, puede dañar los ecosistemas al hundirse en el lecho marino.
Los sistemas tradicionales de desalinización requieren materiales costosos y un mantenimiento regular
Los sistemas tradicionales de desalinización también requieren materiales costosos que hay que limpiar y mantener periódicamente debido a problemas como el ensuciamiento, la corrosión y la degradación de las membranas.
Además, consumen cantidades significativas de energía, que oscilan entre 3 y 7 kWh/m³ en el caso de la ósmosis inversa y hasta 100 kWh/m³ en otros métodos. Aunque son adecuados para zonas urbanas e industriales, estos sistemas suelen ser demasiado grandes y caros para su uso en países en desarrollo o regiones rurales y remotas.
Un nuevo método utiliza calor de bajo grado y termodifusión para la desalinización
El procedimiento, que se publica en Nature Communications, no depende de la electricidad, sino que utiliza calor de baja calidad procedente de la luz solar o de subproductos industriales. También aprovecha la termodifusión, un proceso por el que la sal migra hacia el lado más frío de un gradiente de temperatura. En este método, el agua permanece en fase líquida durante todo el proceso.
Los investigadores, dirigidos por el doctorando Shuqi Xu, hicieron pasar agua de mar a través de un estrecho canal situado entre una placa superior calentada a más de 60 °C y una inferior enfriada a 20 °C.
Estos valores de temperatura pueden obtenerse del medio ambiente. El sistema producía agua de baja salinidad en la parte superior del canal y agua de alta salinidad en la parte inferior.
En su experimento, el canal tenía medio metro de longitud y un milímetro de altura, con caudales de entre 1 y 16 mililitros por minuto. Tras una sola pasada, se extraía el agua más fría y salina, y se recirculaba por el canal agua más caliente y menos salina.
Cada pasada reducía la salinidad en un 3%, lo que permitía que ciclos repetidos redujeran la salinidad del agua de mar de 30.000 ppm a menos de 500 ppm.
Desalinización termodifusora
« Nos proponemos revolucionar la tecnología de desalinización utilizando el calor a baja temperatura de nuestro entorno», afirma Juan Felipe Torres, catedrático de la Universidad Nacional de Australia y principal investigador. «La desalación termodifusiva es el primer método térmico que funciona íntegramente en fase líquida sin necesidad de membranas ni materiales adsorbentes de iones».
El investigador destacó que la desalinización termodifusiva no presenta incrustaciones, lo que podría tener un impacto significativo en la desalinización a gran escala. La agricultura, que consume alrededor del 69% del agua dulce del mundo, necesita agua desalinizada hasta un 95% de su salinidad original.
Después de probar el concepto, el equipo está desarrollando un dispositivo multicanal más grande para desalinizar el agua de mar de la isla de Tonga, en el Pacífico sudoccidental, azotada por la sequía y alimentado por un panel solar del tamaño de una cara humana.
Como conclusión, Torres considera que la desalinización termodifusora es crucial para los países en desarrollo que se enfrentan a los graves efectos del cambio climático, ya que descentraliza la desalinización y mejora la seguridad hídrica.
Read the original article on: Medical Xpress
Read more: Sea-Bed Air Batteries Offer Affordable, Long-Term Energy Storage
