Un grupo de investigadores de la Universidad de Rochester, en Estados Unidos, ha presentado un sistema de desalinización impulsado por energía solar que transforma agua de mar en agua potable sin generar el subproducto tóxico conocido como salmuera, un problema común en las técnicas tradicionales. El anuncio fue realizado por la propia institución académica. Los detalles de este avance fueron
Un enfoque libre de químicos
La innovación, liderada por el profesor de óptica y física Chunlei Guo, quien también es científico principal del Laboratory for Laser Energetics de la universidad, elimina la necesidad de un pretratamiento químico del agua. Este paso es obligatorio en los métodos convencionales para evitar que las sales y los microorganismos obstruyan o dañen los equipos.
Los sistemas de desalinización más extendidos, como la ósmosis inversa y la destilación térmica, tienen un alto consumo energético, requieren tratamientos previos y posteriores, y producen una salmuera concentrada. Cuando esta se vierte de vuelta al océano, incrementa la salinidad y disminuye el oxígeno del agua, lo que provoca efectos perjudiciales sobre la vida marina, según advierte la universidad.
La clave: paneles de metal negro
El secreto del nuevo método reside en unos paneles solares de metal negro que han sido grabados con láseres de femtosegundo. Este proceso vuelve la superficie del panel casi totalmente absorbente de la radiación solar y extremadamente afín al agua. Esta combinación única permite destilar el agua con gran eficiencia energética y, al mismo tiempo, separar las sales sin que estas bloqueen la zona activa del dispositivo.
El panel cuenta con una región activa tratada con láser que arrastra una película delgada de agua sobre su superficie. Allí absorbe casi toda la radiación solar y destila el agua. Las sales y minerales que quedan se depositan en los laterales no tratados, conocidos como la región pasiva, evitando que bloqueen el área donde ocurre la desalinización de forma continua.
Guo explicó que otros científicos habían obtenido buenos resultados en laboratorio usando agua de mar simulada, compuesta únicamente por agua y cloruro de sodio. En ese escenario, al evaporarse el agua, el cloruro de sodio cristaliza con una textura granulada y porosa que permite el paso del agua, facilita la disolución de la sal y hace que los paneles sean fáciles de limpiar.
Sin embargo, el verdadero desafío apareció con el agua oceánica real. Su composición es mucho más compleja y los materiales basados en magnesio y calcio forman costras no porosas sobre la superficie, la tapan y, finalmente, impiden que el agua continúe filtrándose. El profesor comparó este fenómeno con la acumulación de sarro en un cabezal de ducha o una tetera, aunque aclaró que el agua de mar contiene cientos de veces más sales que el agua corriente. Para superar esta obstrucción, su equipo grabó las ranuras del metal negro de manera que las sales y los minerales se desprendieran en lugar de adherirse.
El grupo también aprovechó el denominado efecto anillo de café. “Si dejas caer café sobre una superficie, al final el agua se evapora y queda un anillo en el borde exterior formado por las partículas de café concentradas. Nosotros usamos ese mismo principio para empujar las sales hacia la región pasiva”, explicó Guo.
Al probar la técnica con muestras de agua de los océanos Pacífico, Atlántico e Índico, el equipo logró que la superficie se limpiara a sí misma mientras extraía agua dulce y dirigía las sales sobrantes hacia la región pasiva, donde posteriormente podían recogerse sin reducir la eficiencia del panel.
De la desalinización a la minería de litio
Una de las grandes ventajas de este método es que, en lugar de generar salmuera para desechar o reprocesar, recupera casi el 100% de las sales en estado sólido. Ese residuo puede convertirse en un recurso valioso: desde sal de mesa hasta minerales de mayor valor, como el litio utilizado en baterías de ion de litio para vehículos eléctricos y otros dispositivos electrónicos.
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