(CNN) – Un verano de calor extremo y sequía en todo el mundo ha sido un recordatorio de que la escasez de agua es un problema apremiante y que solo empeorará con el cambio climático. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), más de dos mil millones de personas en todo el mundo carecen de fácil acceso a agua limpia.
Para algunos países, las plantas de desalinización ofrecen una solución: eliminar la sal del agua de mar para satisfacer sus necesidades de agua dulce. El Medio Oriente tiene la mayor concentración de estos en el mundo. Pero tales plantas, que todavía funcionan en su mayoría con combustibles fósiles, consumen mucha energía y el proceso crea un agua residual extremadamente salada conocida como salmuera, que puede dañar los ecosistemas marinos y los animales cuando se bombea de nuevo al mar.
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Es por eso que algunas nuevas empresas e investigadores están actualizando la tecnología de alambiques solares de siglos de antigüedad, que utiliza solo la luz solar para purificar el agua. Si bien la tecnología aún está muy lejos de producir el volumen de agua dulce generado por las plantas de desalinización, podría resultar valiosa para las comunidades costeras o fuera de la red.
Manhat, una startup de Abu Dhabi, está desarrollando un dispositivo de desalinización flotante.
Alambiques solares flotantes
La startup Manhat, con sede en Abu Dabi y fundada en 2019, está desarrollando un dispositivo flotante que destila agua sin necesidad de electricidad ni de crear salmuera. Consiste en una estructura de invernadero que flota en la superficie del océano: la luz del sol calienta y evapora el agua debajo de la estructura, separándola de los cristales de sal que quedan en el mar, y cuando la temperatura se enfría, el agua se condensa en agua dulce y se recoge en su interior.
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“Es muy similar al ciclo natural del agua”, dice el Dr. Saeed Alhassan Alkhazraji, fundador de la compañía y profesor asociado en la Universidad Khalifa de Abu Dhabi. Él dice que la evaporación solar se ha utilizado durante mucho tiempo para este propósito, pero por lo general implica poner agua en un recipiente donde, una vez que el agua se ha evaporado, queda sal.
A diferencia de los alambiques solares tradicionales, el dispositivo de Manhat flota en el océano, extrayendo agua directamente del mar. La sal no se acumula en el dispositivo y el ángulo del cilindro de recolección evita que las gotas de agua se evaporen de regreso al mar, dice Alhassan.
A principios de este año, la tecnología patentada de Manhat ganó el premio Water Europe Innovation para pequeñas y medianas empresas con soluciones innovadoras en el sector del agua, elogiada por su capacidad para producir agua dulce con “huella de carbono cero y rechazo de salmuera cero”.
La startup planea aprovechar su tecnología en granjas flotantes, que utilizarían sus dispositivos de desalinización para proporcionar riego de agua dulce para cultivos sin necesidad de transporte de agua y sus emisiones asociadas.
Esto beneficiaría a las zonas costeras áridas donde la tierra se cultiva de forma intensiva, dice Alhassan. “Si se produce agua (dulce) en la superficie del mar y se usa para la agricultura, se puede permitir que la tierra cultivable se rejuvenezca de manera efectiva“, dice, y agrega que la tecnología podría funcionar bien para países como Maldivas, que tienen poca tierra disponible para la agricultura de plantas de desalinización.
Manhat quiere usar sus dispositivos de desalinización para la agricultura, creando granjas flotantes rodeadas de múltiples dispositivos para riego en el lugar, como se muestra en esta representación. Crédito: Manhattan
Otros también han estado innovando con alambiques solares. En 2020, investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) desarrollaron una unidad de desalinización de flotación libre que consta de un evaporador multicapa que recicla el calor generado cuando el vapor de agua se condensa, lo que aumenta su eficiencia general.
Si bien las pruebas de campo están en curso, se promocionó como una tecnología que podría “servir potencialmente en áreas costeras áridas fuera de la red para proporcionar una fuente de agua eficiente y de bajo costo”. Los investigadores sugirieron que podría configurarse como un panel flotante en el mar, entregando agua dulce a través de tuberías a la orilla, o podría diseñarse para servir a un solo hogar, usándolo encima de un tanque de agua de mar.
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Geoff Townsend, que trabaja en innovaciones en la escasez de agua para la empresa de higiene y tratamiento de agua Ecolab, cree que si bien es poco probable que las innovaciones solares reemplacen la desalinización convencional, podrían “complementar la tecnología existente, reduciendo la huella de carbono general de la desalinización”.
Pero advierte que “por lo general, la desalinización debe proporcionar un suministro de agua muy predecible” y que “habrá preocupaciones potenciales sobre la medida en que los cambios diurnos (diarios) y estacionales en el rendimiento podrían afectar la capacidad de lograr el requisito mínimo de producción .”
Un desafío aún mayor para este tipo de tecnología es la escala. “Un inconveniente es su baja eficiencia intrínseca”, dice Townsend, y agrega que tienden a ocupar mucho espacio para la pequeña cantidad de agua que producen.
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Se descubrió que el dispositivo del MIT produce alrededor de cinco litros de agua dulce por hora por cada metro cuadrado de área de recolección solar. El prototipo flotante actual de Manhat, que cubre 2,25 metros cuadrados, pero solo tiene un metro cuadrado abierto al agua, produce 1,5 litros de agua dulce por día, una gota en el océano, considerando que la Organización Mundial de la Salud estima que una persona promedio necesita al menos 50 a 100 litros al día para estar sano.
Alhassan dice que Manhat está trabajando para aumentar este volumen a cinco litros mediante la optimización de materiales y diseño, con el objetivo a largo plazo de alcanzar al menos 20 litros. La puesta en marcha ha recaudado 130 000 dólares en financiación hasta el momento, principalmente a través de una colaboración con Abu Dhabi Ports, pero con una mayor inversión confía en que estos objetivos se pueden cumplir.
Un piloto del concepto de granja flotante comenzará el próximo año. Al vincular varios dispositivos modulares en una formación de cuadrícula, Manhat cree que su tecnología actual podría proporcionar suficiente desalinización para cultivar cultivos que requieren menos agua, como los champiñones, y a medida que mejoren los dispositivos, podrían comenzar a apuntar a otros cultivos como la lechuga o los tomates.
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A pesar de los desafíos, Alhassan cree que los alambiques solares algún día se convertirán en una importante fuente de agua dulce. “Tenemos que aceptar el hecho de que el agua de mar debe ser un actor clave en el suministro de agua dulce”, dice. “Pero necesitamos tener una solución que minimice las emisiones de CO₂ y elimine la salmuera por completo”.
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