La creciente escasez mundial de agua dulce se ha convertido en un desafío crítico. El tratamiento convencional del agua depende en gran medida de los combustibles fósiles y la infraestructura asociada, lo que puede hacerlo inadecuado para regiones remotas y/o de clima adverso. Por su parte, la evaporación solar térmica es una alternativa prometedora, pero su aplicación se ve limitada por el rendimiento de los materiales y las restricciones de producción.
Ahora, unos científicos han desarrollado una nueva estructura fototérmica tridimensional (3D) que mejora notablemente la eficiencia de la evaporación solar térmica.
El avance es obra de especialistas de la Universidad de Shenzhen en China, así como del Instituto de Ingeniería de Procesos, dependiente este último de la Academia China de Ciencias.
La nueva estructura combina de modo muy eficaz cadenas de polímeros con estructuras multicapa huecas, consiguiendo así un ritmo de evaporación que es 8 veces mayor que el de sistemas de membrana 2D.
El equipo, encabezado por Dan Yu, del Instituto de Ingeniería de Procesos, sometió al nuevo hardware a pruebas de envejecimiento por agua de mar acelerado, y no se detectaron desprendimientos de partículas del material tras 30 días de exposición continua. Además, no se detectaron radicales libres activos al exponer el material a la luz. Todo ello sugiere una buena durabilidad y fiabilidad durante su uso a largo plazo.
Los investigadores también evaluaron la tecnología en condiciones reales, utilizando un pequeño terreno al aire libre. Bajo luz solar natural, el sistema produjo 20,16 litros de agua dulce al día, con una calidad que cumple con los estándares de la Organización Mundial de la Salud para el agua potable. Esta producción es suficiente para cubrir las necesidades básicas diarias de agua potable de aproximadamente diez personas.
Además de para obtener agua dulce destinada al consumo humano directo, el agua desalinizada se utilizó con éxito para el regadío de una parcela experimental de 5 metros cuadrados. El sistema permitió el ciclo de crecimiento completo de espinacas, maíz y otros cultivos agrícolas. Estos resultados demuestran el potencial de la tecnología para el riego agrícola en regiones con escasez de agua dulce.
La nueva tecnología también muestra un prometedor potencial económico. Los investigadores estiman que, tras dos años de funcionamiento, el coste del agua producida por esta tecnología sería inferior al del agua embotellada comercial. Si demuestra ser capaz de ofrecer un rendimiento estable a largo plazo, la nueva tecnología podría ofrecer una solución práctica para la producción sostenible de agua dulce en regiones que sufren escasez hídrica.
Dan Yu y sus colegas exponen los detalles técnicos de su revolucionario dispositivo en la revista académica Advanced Materials, bajo el título “Interlocking Stabilized 3D Photothermal Nano‐Architectures Enables Distributed Solar Desalination”.
