En 2018, Ciudad del Cabo, Sudáfrica, estuvo aterradoramente cerca de ser la primera gran ciudad del mundo en quedarse sin agua. Desafortunadamente no está solo; La escasez de agua es un problema creciente en múltiples regiones del mundo, desde las principales ciudades hasta las zonas rurales, tanto en países desarrollados como en vías de desarrollo.
No hay muchas formas de crear más agua, y la desalinización solo se ha convertido en una posible solución debido a la falta de mejores opciones. Además de requerir mucha energía, la desalinización a gran escala es costosa , compleja y conlleva subproductos salados que son difíciles de eliminar.
Un nuevo método de desalinización descrito esta semana en Nature Communications no resolverá todos estos problemas, pero es un buen comienzo, especialmente para la purificación de agua a pequeña escala. Un equipo de investigadores de la Universidad Jiao Tong de Shanghái y el MIT construyeron un sistema de desalinización relativamente simple y de bajo costo que creen que podría implementarse en su forma actual para familias y comunidades, y convertirse en un dispositivo comercial en unos pocos años.
El sistema se basa en la luz solar para el calor y la convección natural para la evaporación del agua. Sobre un tanque de agua salada se encuentran tres capas diferentes, comenzando con una lámina de material con pequeños agujeros (específicamente, los investigadores usaron poliuretano y los agujeros tenían 2,5 milímetros de ancho). Encima de esta lámina se encuentra una capa confinada de agua, rematada por una cubierta de material de color oscuro. El material oscuro absorbe el calor de la luz solar y ese calor sirve para evaporar el agua pura de la capa de agua confinada. El agua pura se condensa y se recoge, dejando que la sal se hunda de nuevo en el agua más fría que se encuentra debajo.
"Debido a la sal, la densidad del agua en la interfaz superior es más alta y el agua del fondo tiene una densidad más baja", explicó el estudiante graduado del MIT, Lenan Zhang, en un comunicado de prensa del MIT . "Entonces, esta es una fuerza impulsora original para esta convección natural porque la mayor densidad en la parte superior hace que el líquido salado baje".
La simplicidad del sistema parece engañosa. Los métodos de desalinización más sofisticados o de mayor escala requieren bombas y presurización, pero este es único en el sentido de que es un sistema pasivo impulsado por un flujo convectivo. “La gente dice que siempre se necesitan materiales nuevos, costosos o estructuras complicadas o estructuras absorbentes”, dijo el investigador Xiangyu Li. “Este es, creo, el primero que hace esto sin estructuras absorbentes”.
Una estructura de mecha es lo que usan muchos sistemas de desalinización solar para extraer agua salada a través de un dispositivo, pero es solo cuestión de tiempo hasta que la mecha se obstruya con sal y deba limpiarse; es muy parecido al calcio que puede acumularse en el cabezal de la ducha o en el grifo si tiene agua dura, excepto que la acumulación de sal ocurriría mucho más rápido.
Además de estar fabricado con materiales baratos, el desalinizador del equipo de MIT/Shanghai tiene la ventaja de no tener mechas, lo que significa que no hay acumulación de costras que obstruyan el sistema. El equipo notó que su dispositivo de prueba funcionó durante una semana sin signos de acumulación de sal; por supuesto, una semana es un período corto de tiempo y el dispositivo de prueba era mucho más pequeño de lo que sería un instrumento a escala comercial.
A continuación, el equipo planea intentar ampliar su dispositivo. Estiman que un sistema de desalinización con un área de recolección superficial de solo un metro cuadrado podría producir suficiente agua limpia para satisfacer las necesidades diarias de agua potable de una familia. Mejor aún, los materiales necesarios para un dispositivo de este tamaño solo costarían alrededor de $4.
“Creo que una oportunidad real es el mundo en desarrollo”, dijo la profesora de ingeniería mecánica Evelyn Wang. “Ahí es donde hay un impacto más probable a corto plazo, debido a la simplicidad del diseño”.
Entonces, el desalinizador no resolverá los problemas de agua de las principales ciudades en el corto plazo, pero llevar agua potable a las familias y pequeñas comunidades que la necesitan no sería un mal lugar para comenzar.
Fuente
singularityhub.com
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