La desaladora para acabar con la sequía en cualquier parte: 5.000 litros de agua potable al día usando sólo placas solares

A pesar de que el frío y las lluvias parecen haberse instalado en gran parte del país, lo cierto es que España sigue haciendo frente a una importante sequía que está afectando a sus recursos hídricos y a otros sectores. Sin embargo, desde hace tiempo se está acudiendo a la innovación tecnológica para ofrecer alternativas para combatir esta situación, como dispositivos que generan 20 litros de agua potable al día hasta otros inspirados en ‘Star Wars’ capaces de producir 2.000 litros. Ahora, unos ingenieros del MIT sorprenden con una desaladora que extrae 5.000 litros usando placas solares.

Unos investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos han desarrollado un nueva desaladora -que convierte el agua salada en dulce- que está completamente impulsada por energía solar y que promete revolucionar el acceso al agua potable. Una tecnología que destaca por su capacidad para producir agua apta para consumir sin depender de fuentes de energías externas, como una red eléctrica, y por su innovador diseño, ya que prescinde igualmente de costosos sistemas de almacenamiento, como baterías.

El sistema elimina la sal del agua a un ritmo que reacciona rápidamente a los cambios sutiles de la luz solar. Es decir, a medida que aumenta la luz del sol, el dispositivo acelera el proceso de desalinización y se ajusta automáticamente a cualquier variación repentina de luz. Por ejemplo, reduce su ritmo si pasa una nube pasajera y lo acelera cuando el cielo se despeja. Y con ello maximiza su rendimiento para produce grandes cantidades de agua limpia a lo largo del día.

«Las tecnologías de desalinización tradicionales requieren una potencia constante y necesitan almacenamiento en baterías para suavizar una fuente de energía variable como la solar. Al variar continuamente el consumo de energía en sincronía con el sol, nuestra tecnología utiliza directa y eficientemente la energía solar para producir agua«, explica en un comunicado Amos Winter, catedrático del MIT y uno de los investigadores.

Por el momento los ingenieros del MIT destacan que ya han probado durante seis meses un prototipo a escala comunitaria en pozos de aguas subterráneas de Nuevo México (Estados Unidos), que ha estado trabajando en condiciones meteorológicas y con tipos de agua variables. Durante sus pruebas, su invento aprovechó de medio más del 94% de la energía eléctrica generada por sus paneles solares para producir hasta 5.000 litros de agua potable al día. Algo que fue posible a pesar de las fluctuaciones en el clima y la disponibilidad de luz solar, lo que demuestra la robustez y eficiencia del sistema.

Utiliza energía solar

Los ingenieros señalan en su estudio, publicado en la revista Nature Water, que su invento se ha diseñado principalmente para desalinizar agua subterránea salobre, que es agua mineralizada que cuenta con una mayor concentración de sal que de agua dulce, pero menor que el agua del mar, según lo define el Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS, por sus siglas en inglés). Y es que los investigadores del MIT lo definen como «una enorme fuente de agua potable sin explotar».

Y es que esta fuente es mucho más abundante que las reservas de agua dulce subterránea y podría ser clave para garantizar el acceso a agua potable donde esta escasea, como en áreas alejadas de la costa. Incluso sería una prometedora solución y de bajo coste para esas comunidades del interior donde el acceso a la red eléctrica es limitada y que, a menudo, dependen del agua subterránea para cubrir sus necesidades básicas.

Los creadores del sistema de desalinización del MIT. MIT Omicrono

«La mayoría de la población vive lo suficientemente lejos de la costa como para que la desalinización del agua de mar nunca pueda llegar hasta ellos. En consecuencia, dependen en gran medida de las aguas subterráneas, sobre todo en las regiones remotas y de bajos ingresos. Y, por desgracia, estas aguas subterráneas son cada vez más salinas debido al cambio climático. Esta tecnología podría llevar agua limpia sostenible y asequible a lugares poco accesibles de todo el mundo», indica Jonathan Bessette, del MIT.

Los investigadores se han centrado en la electrodiálisis y han buscado formas de crear un mecanismo flexible y «variable» en el tiempo que respondiera a las variaciones de la energía solar. En un diseño anterior, el equipo construyó un sistema de electrodiálisis compuesto por bombas de agua, una pila de membranas de intercambio iónico y un conjunto de paneles solares. Pero pensaron que podían mejorarlo. Para ello, eliminaron la necesidad de las baterías reduciendo el tiempo de respuesta a una fracción de segundo.

Esquema del funcionamiento del sistema de desalinización por electrodiálisis. MIT Omicrono

El nuevo diseño puede actualizar su tasa de desalinización entre tres y cinco veces por segundo. Y este tiempo de respuesta más rápido permite al sistema ajustarse a los cambios de luz solar a lo largo del día. El invento viene con un «control de corriente controlado por flujo», en el que detecta primero la cantidad de energía solar producida por las placas solares. Si estas generan más de la que utiliza el dispositivo, el controlador «ordena» automáticamente a la desaladora que aumente el bombeo, impulsando más agua a través de las pilas de electrodiálisis.

Al mismo tiempo, el sistema desvía parte de la energía solar adicional aumentando la corriente eléctrica suministrada a la pila para extraer más sal del agua que fluye más rápido. «Digamos que el sol sale cada pocos segundos. Así que, tres veces por segundo, miramos los paneles solares y decimos: ‘Oh, tenemos más energía, aumentemos un poco el caudal y la corriente’. Cuando volvamos a mirar y veamos que aún nos sobra energía, volveremos a subirla. De este modo, podemos ajustar con precisión la energía consumida a la energía solar disponible a lo largo del día. Y cuanto más rápido lo hagamos, menos batería de reserva necesitaremos», explica Winter.

Más pruebas

Aunque este invento supone un gran avance, los ingenieros planean seguir probando y ampliando el sistema con el objetivo de algún día poder abastecer a comunidades más grandes. Incluso tienen la esperanza de poder dar suministro a municipios enteros, con agua potable de bajo coste y totalmente impulsada por la energía solar. «Aunque éste es un gran paso adelante, seguimos trabajando con diligencia para seguir desarrollando métodos de desalinización más baratos y sostenibles«, indica Bessette.

Por su parte, Shane Pratt, coautor e ingeniero del MIT, añade que «ahora nos centramos en hacer pruebas, maximizar la fiabilidad y crear una línea de productos que pueda suministrar agua desalinizada mediante energías renovables a múltiples mercados de todo el mundo». El equipo de investigadores también está pensando en lanzar una empresa en los próximos meses para comercializar esta tecnología y llevarla así a diversos mercados alrededor del mundo.

Un sistema que combina eficiencia energética con innovación tecnológica y que podría ayudar a aliviar la escasez de agua en regiones áridas y aisladas, abasteciendo con agua potable a millones de personas en todo el mundo. Al mismo tiempo, también representa un importante paso hacia un futuro donde las soluciones de energía renovable contribuyan a resolver los desafíos globales relacionados con este bien tan preciado y con el cambio climático.