Carbón y energía solar para una desalinización sostenible

Un nuevo sistema de desalinización permite el tratamiento de aguas salobres a partir de carbono. El nuevo dispositivo podría abaratar el acceso al agua potable para millones de personas, según apuntan sus propios creadores.

Planta desalinizadora

Planta desalinizadora

Foto: Istock

15 de octubre de 2021, 12:46 | Actualizado a

Abrir un grifo y llenar un vaso de agua puede convertirse en un reto para miles de millones de habitantes de zonas con pocos recursos hídricos. Y es que, según datos de Naciones Unidas, unos 2.200 millones de personas carecen de acceso al agua potable en todo el mundo, mientras que más de la mitad de la población – 4.200 millones de personas - carece de servicios de saneamiento seguros.

Una alternativa a la escasez de agua es la instalación de plantas desalinizadoras que conviertan en potable el agua del mar. La tecnología ya existe, pero muchas veces requiere de la instalación de costosas infraestructuras y requiere de un enorme gasto de energía. De hecho el consumo energético es una parte fundamental del coste del proceso de desalación, por lo que su reducción se asocia con la disminución del coste de producción, una pieza clave para los países en vías de desarrollo. Por este motivo, los nuevos proyectos que usan energías alternativas son vistos como una opción de futuro para aquellas zonas del mundo con problemas de abastecimiento.

Ahora, un nuevo dispositivo promete reducir considerablemente los costes de desalinización alimentada por energía solar, y todo ello, paradójicamente, gracias a un nuevo uso de un material usado habitualmente como combustible fósil, como es el carbón. El nuevo invento, conocido como D-SAL y patentado por la startup PERA Complexity, con sede en los Países Bajos, en alianza con la Universidad de Zurich (UZH) y el Profesor Andrea Fratalocchi de la KAUST (King Abdullah University of Science and Technology), está compuesto por carbón en polvo y se alimenta únicamente con energía solar.

Hasta llegar a este punto los investigadores exploraron distintos materiales que fueran abundantes, sostenibles y económicos para alimentar el proceso. El equipo descubrió que el carbón, incluyendo su derivado vegetal producido de manera sostenible, sería el candidato ideal. Después realizaron distintos experimentos utilizando carbón en polvo comprimido (CCP), un material microporoso que permite la desalinización eficiente de aguas salobres o directamente del mar.

Uso alternativo de carbón

"A menudo las personas se acostumbran tanto a las formas específicas en que usan un objeto que se ‘obsesionan’ con una determinada forma de resolver los problemas. Tal ‘fijación funcional’ inhibe el pensamiento que requiere maneras no tradicionales de uso de objetos, obstaculizando así las vías alternativas potenciales para abordar problemas desafiantes. Las teorías de la complejidad, por el contrario, aprovechan la creatividad que surge del pensamiento divergente, un pensamiento que es abierto e implica una gran variedad de soluciones potenciales. Para enfrentar un problema complicado, como los efectos perjudiciales de los combustibles fósiles sobre el clima, tal vez deberíamos preguntarnos: ¿podemos usar el carbón en un contexto no tradicional?", dice el coinventor y líder del estudio, el profesor Andrea Fratalocchi.

"Con años de trabajo en el campo, nuestro equipo fue capaz de caracterizar muchas estructuras y configuraciones posibles que conducirían a una relación sostenible entre la energía y materiales naturales. Mediante el uso de un proceso de fabricación no térmico y 100% sostenible, logramos una relación altamente eficiente y rentable entre los átomos de carbono, el área de superficie, la energía solar y el agua, todos interactuando en una estructura de carbón compleja", explica el Dr. Aluizio M Cruz, coinventor de D-SAL y cofundador de PERA Complexity.

La eficiencia del sistema

Para promover el flujo de agua hacia y a través del CCP, el equipo incorporó fibras de algodón al dispositivo. “Las materias primas del CCP son abundantes en la naturaleza, de bajo costo, livianas, versátiles y altamente escalables desde el punto de vista de la fabricación", explican los colaboradores postdoctorados de PERA, Marcella Bonifazi y Valerio Mazzone, de la Universidad de Zúrich. El dispositivo logró producir agua dulce a un récord de 12-15 litros/día/m², tres veces más que un desalinizador solar tradicional y a un tercio del costo de las tecnologías de desalinización de última generación, afirma Marcella.

Agua dulce y barata

Esta solución más económica y ecológica, afirman sus creadores, podría proporcionar de manera sostenible agua dulce a los 475 millones de pequeños agricultores que viven en zonas secas costeras y rurales que se enfrentan a la escasez hídrica. Sus descubridores afirman que D-SAL es más rentable y sostenible que las tecnologías existentes, ya que ofrece una solución más sostenible, menos intensiva en capital y más fácil de operar. Además, no requiere de productos químicos adicionales y genera menos salmuera.

Los creadores del dispositivo proyectan que costará un 55% menos por cada litro generado, lo cual permitirá satisfacer las necesidades de agua potable, sino que también tendrá su peso en la producción de alimentos y la generación de ingresos adicionales.