Sistema de desalinización solar revoluciona el acceso a agua potable en zonas remotas
3 diciembre, 2024
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**Desarrollan sistema de desalinización impulsado por energía solar para zonas remotas**
*Por Lior Kahana*
Un equipo de investigadores de la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth (CSIRO, por sus siglas en inglés) en Australia ha presentado un innovador sistema de desalinización diseñado para operar fuera de la red eléctrica. Este sistema, basado en un proceso de destilación por membrana de contacto directo (DCMD, por sus siglas en inglés) y alimentado por paneles fotovoltaicos térmicos (PV/T), busca ofrecer una solución sostenible para la producción de agua potable en áreas remotas con acceso limitado a recursos hídricos y energéticos.
“El diseño modular y adaptable de este sistema tiene como objetivo proporcionar una alternativa práctica y eficiente en términos energéticos para comunidades que enfrentan desafíos en el acceso a agua dulce y a infraestructura eléctrica”, explicaron los científicos de CSIRO Manufacturing.
### ¿Cómo funciona el sistema?
El proceso de destilación por membrana de contacto directo consiste en calentar agua salada o contaminada para generar vapor. Este vapor atraviesa una membrana que retiene las impurezas, mientras que en el lado opuesto, el vapor se enfría y se condensa en agua dulce. La característica de «contacto directo» se refiere a que tanto el lado caliente como el frío están en contacto directo con la membrana.
El prototipo desarrollado utiliza un módulo de DCMD a escala de laboratorio con una membrana de politetrafluoroetileno (PTFE) que tiene un área efectiva de 0,008 m² y un tamaño de poro de 0,22 µm o 0,45 µm. Los paneles PV/T, que generan 375 W de electricidad y 660 W de energía térmica, alimentan componentes clave del sistema, como una bomba de 12 V, ventiladores de corriente continua de 100 W y una batería de respaldo.
El agua de alimentación se calienta al circular por un intercambiador de calor ubicado en la parte trasera del panel PV/T, alcanzando temperaturas de entre 40 °C y 70 °C antes de ingresar al módulo de destilación. Este diseño también incluye un tanque de agua dulce para mantener la salinidad del sistema bajo control.
### Resultados de las pruebas
El sistema fue evaluado tanto en condiciones de laboratorio como en exteriores durante el verano australiano. En las pruebas al aire libre, se utilizaron membranas con diferentes tamaños de poro (0,22 µm y 0,45 µm) y se registraron temperaturas ambientales promedio de 29 °C y 36 °C, respectivamente. La irradiación solar osciló entre 100 W/m² y 1300 W/m², lo que generó variaciones en las temperaturas de operación.
Los investigadores observaron que el flujo promedio de permeado (la tasa a la que el agua purificada atraviesa la membrana) fue de 8-16 kg/m²h en exteriores, mientras que en laboratorio alcanzó valores de 22-30 kg/m²h gracias a condiciones más estables. Además, el sistema logró un índice de eficiencia energética (GOR, por sus siglas en inglés) de 0,60 en la primera prueba y de 0,66 en la segunda.
En cuanto al consumo energético, el sistema utilizó entre 130 y 140 W, aproximadamente un tercio de la capacidad de generación de los paneles PV/T. La eficiencia térmica y eléctrica del sistema se situó entre el 10-18 % y el 15-20 %, respectivamente.
### Hacia un futuro sostenible
Este desarrollo representa un avance significativo en la búsqueda de soluciones sostenibles para la desalinización en regiones aisladas. Al combinar tecnologías de energía solar con procesos de destilación por membrana, el sistema no solo es eficiente, sino que también tiene el potencial de mejorar la calidad de vida de comunidades que enfrentan escasez de agua potable.
Los detalles completos del proyecto han sido publicados en el artículo científico titulado *“Sustainable desalination through hybrid photovoltaic/thermal membrane distillation: Development of an off-grid prototype”*, disponible en la revista *Solar Energy*.
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