Un nuevo método para que el agua de mar se evapore más rápido que el agua dulce representa un avance significativo en la tecnología de desalinización que puede beneficiar a miles de millones de personas.
Hasta el 36% de los 8.000 millones de habitantes del mundo sufren actualmente una grave escasez de agua dulce durante al menos cuatro meses del año, y esta cifra podría aumentar al 75% en 2050, lo que amenazaría la supervivencia de los seres humanos.
La desalinización de agua de mar es una de las estrategias más eficaces para aliviar la escasez inminente, pero los procesos existentes consumen enormes cantidades de energía y dejan una gran huella de carbono.
Los investigadores de la Universidad de Australia del Sur (UniSA) ya han demostrado el potencial de la evaporación interfacial alimentada por energía solar como una alternativa sostenible y energéticamente eficiente a los métodos de desalinización actuales, pero aún están limitados por una menor tasa de evaporación del agua de mar en comparación con el agua pura debido al efecto negativo de los iones de sal en la evaporación del agua.
El profesor Haolan Xu, investigador de la Universidad de Sajonia, en el campo de los materiales, ha colaborado con investigadores de China en un proyecto para desarrollar una estrategia sencilla pero eficaz para revertir esta limitación. Estos nuevos resultados se han publicado en la revista Advanced Materials.
Al introducir minerales arcillosos económicos y comunes en un evaporador de hidrogel fototérmico flotante, el equipo logró tasas de evaporación de agua de mar un 18,8 % superiores a las del agua pura. Se trata de un avance significativo, ya que estudios anteriores habían demostrado que las tasas de evaporación de agua de mar eran aproximadamente un 8 % inferiores a las del agua pura.
Los materiales minerales utilizados en el proceso incluían nanotubos de halloysita, bentonita, zeolita y montmorillonita en combinación con nanotubos de carbono y alginato de sodio para formar un hidrogel fototérmico.
"La clave de este avance reside en el proceso de intercambio iónico en la interfaz aire-agua", afirma el profesor Xu en un comunicado.
"Los minerales enriquecen selectivamente los iones de magnesio y calcio del agua de mar en las superficies de evaporación, lo que aumenta la tasa de evaporación del agua de mar. Este proceso de intercambio de iones ocurre espontáneamente durante la evaporación solar, lo que lo hace muy conveniente y rentable".
Teniendo en cuenta el mercado mundial de desalinización, que cuenta con unas 17.000 plantas operativas en todo el mundo, incluso pequeñas disminuciones en el rendimiento de la desalinización pueden provocar la pérdida de decenas de millones de toneladas de agua limpia.
"Esta nueva estrategia, que podría integrarse fácilmente en los sistemas de desalinización basados en evaporación existentes, proporcionará acceso adicional a cantidades masivas de agua limpia, lo que beneficiará a miles de millones de personas en todo el mundo", dice el profesor Xu.
Los investigadores dicen que el evaporador de hidrogel mantuvo su rendimiento incluso después de meses de inmersión en agua de mar.
Los próximos pasos implicarán explorar más estrategias que puedan hacer que la evaporación del agua de mar sea más rápida que la evaporación del agua pura y aplicarlas en la desalinización práctica del agua de mar.
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