Un nuevo método para hacer potable el agua sucia o salada utiliza papel impregnado de carbono. Podría ser una opción económica y eficiente para hacer frente a la escasez mundial de agua potable, especialmente en zonas en desarrollo y regiones afectadas por desastres naturales.
«Con materiales de muy bajo costo, hemos podido crear un sistema que aprovecha casi al máximo la energía solar durante la evaporación. Al mismo tiempo, minimizamos la pérdida de calor durante este proceso», afirma el investigador principal, Qiaoqiang Gan, profesor asociado de ingeniería eléctrica en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Buffalo.
Según se informa en la revista Global Challenges, el equipo construyó un destilador solar a pequeña escala. El dispositivo, al que llaman «generador de vapor solar», limpia o desaliniza el agua mediante el calor convertido a partir de la luz solar. Así funciona: el sol evapora el agua. Durante este proceso, la sal, las bacterias y otros elementos no deseados quedan atrás mientras el líquido pasa al estado gaseoso. Luego, el vapor de agua se enfría y vuelve al estado líquido, donde se recoge en un recipiente aparte, sin sal ni contaminantes.
«Las personas que carecen de agua potable suficiente llevan años utilizando destiladores solares; sin embargo, estos dispositivos son ineficientes», afirma Haomin Song, estudiante de doctorado y uno de los principales coautores del estudio. «Por ejemplo, muchos dispositivos pierden energía térmica valiosa porque calientan todo el líquido durante el proceso de evaporación. Además, los sistemas que requieren concentradores ópticos, como espejos y lentes, para concentrar la luz solar son costosos».
El equipo de investigación abordó estos problemas creando un destilador solar del tamaño aproximado de un minirrefrigerador. Está hecho de espuma de poliestireno expandido (un plástico común que actúa como aislante térmico y, si es necesario, como dispositivo de flotación) y papel poroso recubierto de negro de carbón. Como una servilleta, el papel absorbe agua, mientras que el negro de carbón absorbe la luz solar y transforma la energía solar en calor, que se utiliza durante la evaporación.
El destilador solar convierte el agua en vapor con gran eficiencia. Por ejemplo, solo se perdió el 12 % de la energía disponible durante el proceso de evaporación, una tasa que el equipo de investigación considera sin precedentes. Este logro es posible, en parte, porque el dispositivo convierte únicamente el agua de la superficie, que se evaporó a 44 grados Celsius.
A partir de los resultados de las pruebas, los investigadores creen que el destilador puede producir de 3 a 10 litros de agua al día, lo que supone una mejora respecto a la mayoría de los destiladores solares comerciales de tamaño similar, que producen de 1 a 5 litros al día.
Los materiales para el nuevo destilador solar cuestan aproximadamente 1,60 dólares por metro cuadrado; esta cifra podría disminuir si los materiales se compraran al por mayor. (En cambio, los sistemas que utilizan concentradores ópticos pueden venderse por más de 200 dólares por metro cuadrado). Si se comercializara, el precio de venta del dispositivo podría reducir, a la larga, una enorme brecha de financiación prevista —26 billones de dólares en todo el mundo entre 2010 y 2030, según el Foro Económico Mundial— necesaria para mejorar la infraestructura hídrica.
«El destilador solar que estamos desarrollando sería ideal para comunidades pequeñas, pues permitiría a las personas producir su propia agua potable, de forma muy parecida a como generan su propia electricidad con paneles solares en el tejado de sus casas», afirma el coautor Zhejun Liu, investigador visitante de la Universidad de Buffalo y estudiante de doctorado en la Universidad de Fudan, en China.
Otros integrantes del equipo pertenecen a la Universidad de Buffalo, incluido su Instituto RENEW; a la Universidad de Fudan; y a la Universidad de Wisconsin-Madison.
La financiación parcial provino de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos, la Fundación Nacional de Ciencias de China y el Consejo de Becas de China.
