Un enfoque novedoso para acelerar la evaporación del agua de mar ha sido aclamado como un avance significativo en la tecnología de desalinización, beneficiando a miles de millones de personas en todo el mundo. Actualmente, hasta un 36% de la población mundial, que asciende a ocho mil millones, sufre de escasez severa de agua dulce durante al menos cuatro meses al año. Se prevé que esta cifra podría aumentar al 75% para 2050, amenazando la supervivencia humana.
La desalinización del agua de mar es una de las estrategias más efectivas para mitigar la escasez inminente, pero los procesos existentes consumen enormes cantidades de energía, dejando una gran huella de carbono. Investigadores de la Universidad de Australia del Sur (UniSA) han demostrado el potencial de la evaporación solar interfacial como una alternativa sostenible y eficiente en energía a los métodos actuales de desalinización, aunque enfrentan limitaciones debido a la menor tasa de evaporación del agua de mar comparada con el agua pura.
El profesor Haolan Xu, investigador en ciencia de materiales de UniSA, ha colaborado con investigadores de China para desarrollar una estrategia simple pero efectiva que revierte esta limitación. Al introducir minerales de arcilla comunes y económicos en un evaporador hidrogel fototérmico flotante, el equipo logró tasas de evaporación del agua de mar un 18.8% más altas que las del agua pura. Este avance es significativo, ya que estudios anteriores encontraron que las tasas de evaporación del agua de mar eran aproximadamente un 8% más bajas que las del agua pura.
El proceso clave de este avance radica en el intercambio iónico en la interfaz aire-agua. Los minerales enriquecen selectivamente los iones de magnesio y calcio del agua de mar hacia las superficies de evaporación, lo que aumenta la tasa de evaporación del agua de mar. Este proceso de intercambio iónico ocurre de manera espontánea durante la evaporación solar, haciéndolo altamente conveniente y rentable.
Dado el mercado global de desalinización, que cuenta con alrededor de 17,000 plantas operativas en todo el mundo, incluso pequeñas disminuciones en el rendimiento de desalinización pueden resultar en 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 enormes cantidades de agua limpia, beneficiando a miles de millones de personas en todo el mundo.
Los investigadores afirman 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 del agua pura y aplicarlas en la desalinización práctica del agua de mar. Los hallazgos han sido publicados en la revista Advanced Materials.
