Un nuevo sistema hacia la eficiencia de la desalinización. Un equipo formado por investigadores del MIT y de China, han realizado un diseño que busca realizar la desalinización únicamente empleando luz solar. Por lo tanto, este método permitiría prescindir del uso de cualquier otra energía para su operación. De esta forma, el proceso de desalinizar gana en eficiencia y reduce los costes asociados.
INDICE
Un nuevo diseño que evita la acumulación de sal
La desalinización es una gran oportunidad para lugares remotos. Un problema añadido a la escasez de agua potable, es la falta de recursos como la electricidad. Por ello, previamente se ha desarrollado toda una línea de investigación para disponer de una desalinización completamente con luz solar. Sin embargo, las investigaciones anteriormente desarrolladas, mostraban problemas derivados de la acumulación de sal.
Un nuevo diseño que ofrece distintas posibilidades. El sistema propuesto por los investigadores, logra superar la problemática que generaba la acumulación de sal. Además, como se ha comprobado, ofrece una mayor eficiencia a un menor coste, en comparación con otros sistemas de desalinización con energía solar. De igual forma, se han encontrado usos alternativos de aplicación como producir vapor o tratar aguas residuales.
El sistema, ofrece una mayor eficiencia a un menor coste, en comparación con otros sistemas
La acumulación de sal, un problema para la evaporación solar. Como señala Evelyn Wang, miembro del equipo, anteriormente se han desarrollado otros diseños basados en la evaporación. Sin embargo, esos estudios previos no tratan de paliar la problemática de las incrustaciones de sal. Por lo tanto, se obtenía un rendimiento alto por parte de un sistema cuya vida útil acaba siendo corta.
Un sistema de capas para el nuevo método de desalinización. Los modelos desarrollados por investigaciones previas, utilizan algún tipo de mecha que permite la extracción del agua salada. Sin embargo es precisamente este componente, la mecha, el que hace al sistema susceptible de sufrir la acumulación de sal. Para evitar esta circunstancia, el equipo empleó un sistema de capas que permita prescindir la utilización de la mecha.
Un sistema de capas, ha sido la estructura básica del diseño proyectado
Una estructura que evita la acumulación de sal
Utilizar un material oscuro permite absorber el calor de la energía solar. Se ubica en la parte superior del sistema, debajo de la cual se encuentra una capa de agua sobre un material perforado. Estas capas se sitúan sobre un contenedor de agua salada. En la investigación, se observó que el tamaño óptimo de las perforaciones, es de 2,5 milímetros.
El tamaño de los agujeros facilita el proceso. Por su dimensión, las perforaciones del material permiten que se produzca una circulación convectiva natural entre el agua que se encuentra más caliente y el depósito más frío. Como resultado de la circulación la sal se desplaza desde la capa superior hasta la masa de agua inferior. Al acceder a la zona inferior, la sal vuelve a diluirse en el fluido.
Una serie de perforaciones, permite la circulación convectiva natural entre aguas a distinta temperatura
El sistema ofrece un alto rendimiento, evitando la acumulación de sal. Como indica Wang, el diseño de la investigación permite eliminar la traba que suponía la sal para estudios anteriores. Xiangyu Li, miembro de la investigación, señala que existen distintas ventajas como son una operación de gran rendimiento, particularmente en condiciones extremas. Incluso es eficaz cuando la sal presente está próxima a la saturación.
La utilización de materiales económicos, facilita el acceso al sistema. Al respecto de los materiales empleados, Li apunta que se emplearon materiales de bajo coste. Es habitual encontrar sistemas de desalinización que requieren estructuras complejas o materiales de coste elevado. Por ello, esta investigación es un gran avance para que zonas remotas accedan a un tratamiento eficiente y económico.
La investigación ofrece una gran alternativa de desalinización para zonas remotas
Un proceso de experimentación desarrollado en laboratorio
El estudio ofrece grandes posibilidades pero requiere una mayor labor de investigación. En palabras de Hadi Ghasemi, profesor de la Universidad de Houston, el método diseñado ofrece grandes posibilidades. Podría suponer un punto de inflexión dentro de la desalinización con energía solar. Sin embargo, como apunta, requiere realizar aún más comprobaciones para comprender su efectividad a mayor escala.
La convección natural es el fenómeno impulsor de la desalinización. Atendiendo a lo apuntado por Lenan Zhang, la evaporación se produce en la parte superior. A causa de la presencia de sal, la densidad del agua ubicada en la parte superior, es más elevada mientras que, en la parte inferior, es menor. Ante la diferencia de densidad, el fluido salado baja. Posteriormente, tras su evaporación, el agua es recogida en una superficie donde se condensa.
La diferencia de densidad entre los fluidos, provoca que el salado, descienda
Los investigadores tuvieron que reducir la pérdida de calor en el proceso. Para evitar esa reducción del calor causado por el rechazo entre sal y agua, requirió una especial atención del equipo. En la composición de la capa perforada, se utilizó un material aislante que permite retener el calor de forma focalizada en la parte superior.
Eficacia y bajo coste para lugares remotos
El sistema ofrece eficacia en un corto espacio. Hasta la fecha, solo se han realizado pruebas a pequeña escala, sin embargo, los investigadores han realizado hipótesis concretas. Según han podido estimar, con tan solo un metro de área de recolección, el sistema podría abastecer de forma diaria a una familia. Además, como señala Zhang, el coste es otra ventaja puesto que un metro tendría un coste de cuatro dólares.
Durante la experimentación, se comprobó su eficacia ante la acumulación de sal. Li hace referencia a la fase en la que se puso a prueba el diseño. Al respecto, señala que el dispositivo estuvo en funcionamiento durante una semana sin que se apreciara acumulación de sal. Además, se advirtió la gran estabilidad del sistema, lo cual es un factor clave a la hora de una posterior instalación en un elemento como una plataforma flotante.
Por su estabilidad, podría ser implementados en lugares como plataformas flotantes
El proceso de investigación debe saltar del laboratorio a una escala mayor. Zhang, señala que es necesario trasladar el proyecto que, hasta la fecha se ha desarrollado en un laboratorio a un plano mayor. Con la mayor probabilidad, las primeras aplicaciones prácticas serían lugares remotos sin conexión a la red o bien en lugares de catástrofe. De esta forma se podría disponer de agua en aquellos lugares donde se haya interrumpido el suministro.
El sistema podría ser un gran apoyo para la medicina en lugares remotos. Un aspecto relevante que apunta Zhang es que, si se logra concentrar luz solar, sería posible generar vapor a una temperatura suficiente como para esterilizar equipo médico. De esta forma, sería una gran alternativa para la esterilización de utensilios de carácter sanitario en zonas remotas.
El diseño, permite usos alternativos como la esterilización de utensilios sanitarios
Conclusión
Un modelo para zonas en desarrollo. Atendiendo a las palabras de Wang, la sencillez del sistema hace que áreas remotas o en desarrollo, sean los primeros lugares en disfrutar de los beneficios del diseño. Por otra parte, los investigadores hacen hincapié en la necesidad de trabajar con los usuarios finales a fin de identificar la forma en la que estén prestos a utilizarlo.
Un diseño que ofrece una alternativa de desalación solar avanzada. En BlueGold, compartimos el compromiso por un futuro donde una gestión sostenible de los recursos sea el camino hacia un futuro mejor. Por ello, consideramos que investigaciones como la expuesta, abren la puerta a un acceso al agua dulce más amplio. Como hemos visto, eficiencia, sostenibilidad energética, vida útil y bajo coste, van unidos en este nuevo modelo.
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