Científicos del MIT desarrollan un desalinizador solar con gran producción de agua

Investigadores del MIT y la Universidad Jiao Tong de Shanghai han demostrado la destilación por membranas multietapa con energía solar. Afirman que puede reducir significativamente el coste de la producción de agua.

“La configuración del dispositivo permite que el agua circule en remolinos, de forma similar a la circulación termohalina del océano”, explican los científicos. “Esta circulación, combinada con el calor del sol, hace que el agua se evapore y deje sal. El vapor de agua resultante puede condensarse y recogerse como agua pura y potable. Mientras tanto, la sal sobrante sigue circulando a través y fuera del dispositivo, en lugar de acumularse y obstruir el sistema”.

La circulación termohalina describe cómo se produce el movimiento de los fluidos debido a la diferencia de flotabilidad entre el material caliente y menos denso que asciende y el material frío y más denso que se hunde por efecto de la gravedad, lo que da lugar a una transferencia de calor.

Los investigadores afirman que, si se amplía el sistema al tamaño de una maleta pequeña, podría generar entre 4 y 6 litros de agua potable por hora y durar varios años antes de necesitar componentes de repuesto. A esta escala y con este rendimiento, el sistema podría producir agua potable a un precio más asequible que el agua del grifo.

El dispositivo consta de una serie de compartimentos con intercambiadores de calor y colectores de condensado. El componente central es una unidad de una sola etapa parecida a una caja delgada cubierta de material oscuro que absorbe el calor. En su interior, la caja está dividida en secciones superior e inferior.

El agua fluye por la mitad superior, que cuenta con una capa evaporadora en su superficie que utiliza el calor solar para evaporar el agua directamente. El vapor de agua resultante se dirige a la mitad inferior de la caja, donde una capa de condensación lo enfría, transformándolo en líquido potable sin sal. Los investigadores colocaron toda la caja inclinada dentro de un recipiente vacío más grande, conectando un tubo desde la mitad superior de la caja hasta el fondo del recipiente y permitiéndole flotar en agua salada.

“En esta configuración, el agua puede empujar de forma natural hacia arriba a través del tubo y dentro de la caja, donde la inclinación de la caja, combinada con la energía térmica del sol, induce al agua a arremolinarse a medida que fluye a través de ella”, explicaron los investigadores. “Los pequeños remolinos ayudan a poner el agua en contacto con la capa superior de evaporación, al tiempo que mantienen la sal circulando, en lugar de sedimentarse y atascarse”.

El equipo construyó varios prototipos, con una, tres y 10 etapas, y probó su rendimiento en agua de distinta salinidad, incluida agua de mar natural y agua siete veces más salada.

“Con un dispositivo de 10 etapas, logramos una eficiencia récord en agua solar del 322%-121% en un rango de salinidad del 0 al 20% en peso, bajo la iluminación de un solo sol. Además, demostramos una resistencia extrema a la acumulación de sales con una desalinización continua de 180 horas de agua de mar concentrada al 20% en peso”, concluyen.

Presentaron el sistema en “Extreme salt-resisting multistage solar distillation with thermohaline convection” (Destilación solar multietapa extremadamente resistente a la sal con convección termohalina), publicado recientemente en Joule.