Nuevo y barato sistema para desalinizar agua de mar
INGENIERÍA.
La mayor parte del agua de la Tierra está en los océanos y es demasiado salada para poder beberla. Las plantas desalinizadoras pueden potabilizar el agua de mar, pero requieren grandes cantidades de energía.
Estructura, bajo el microscopio, del nuevo material impreso en 3D que absorbe el agua de mar, la purifica y la convierte en agua sin sal. Imagen: adaptada de ACS Energy Letters 2025, DOI: 10.1021/acsenergylett.5c01233.
Ahora, unos científicos han desarrollado un material con una estructura similar a la de una esponja y provista de bolsas de aire microscópicas y alargadas que utiliza la luz solar y una simple cubierta de plástico para convertir el agua salada en agua dulce. Una prueba sobre la validez del concepto realizada al aire libre ha conseguido producir agua potable con luz solar natural. Este es un paso importante hacia la desalinización sostenible de bajo consumo energético.
El logro es obra de un equipo integrado, entre otros, por Xi Shen y Xiaomeng Zhao, de la Universidad Politécnica de Hong Kong en China.
No es la primera vez que se fabrican materiales esponjosos que utilizan la luz solar como fuente de energía sostenible para limpiar o desalinizar el agua. Por ejemplo, se probó un hidrogel inspirado en una esponja vegetal con polímeros en el interior de sus poros en agua contaminada con cromo y, al calentarlo al sol, el hidrogel liberó rápidamente por evaporación un vapor de agua limpia que se podía recoger. Pero mientras que los hidrogeles son blandos y están llenos de líquido, los aerogeles son más rígidos y contienen poros sólidos que pueden transportar agua líquida o vapor de agua. Los aerogeles se han probado como medio de desalinización, pero están limitados por su rendimiento de evaporación, que disminuye a medida que aumenta el tamaño del material. Por ese motivo, Xi Shen y sus colegas querían diseñar un aerogel desalinizador poroso que mantuviera su eficacia con distintos tamaños.
Los investigadores crearon una pasta con nanotubos de carbono y nanofibras de celulosa, la imprimieron en 3D sobre una superficie congelada, y permitieron que cada capa se solidificara antes de añadir la siguiente. Este proceso formó un material similar a una esponja con pequeños orificios verticales distribuidos de manera uniforme, de unos 20 micrómetros de ancho cada uno. Probaron fragmentos cuadrados del material, de tamaños que iban desde 1 centímetro de ancho hasta unos 8, y descubrieron que los fragmentos más grandes liberaban agua por evaporación con la misma eficacia que los más pequeños.
En una prueba realizada al aire libre, los investigadores colocaron el material en un vaso que contenía agua de mar, y lo cubrieron con una tapa curva de plástico transparente. La luz del Sol calentó la parte superior del material esponjoso, y evaporó solo el agua ―no la sal― y la convirtió en vapor de agua. El vapor se acumuló en la cubierta de plástico en forma de líquido, y desplazó el agua, ahora limpia, hacia los bordes, donde goteó a un embudo y un recipiente situados debajo del vaso. Después de seis horas bajo la luz solar natural, el sistema generó unas tres cucharadas soperas de agua potable.
“Nuestro aerogel permite la desalinización a plena capacidad en cualquier tamaño”, explica Shen, “lo que ofrece una solución sencilla y utilizable a gran escala para producir agua potable”.
Shen y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nuevo sistema para desalinizar agua de mar en la revista académica ACS Energy Letters, bajo el título “Size-Insensitive Vapor Diffusion Enabled by Additive Freeze-Printed Aerogels for Scalable Desalination”. (Fuente: American Chemical Society)
Sitio Fuente: NCYT de Amazings