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| Los dispositivos de desalinización alimentados con luz solar ahora generan agua dulce de forma independiente, utilizando únicamente energía solar. Créditos: lavidaes.org |
Un grupo de investigadores del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST) presentó un dispositivo solar compacto capaz de transformar agua de mar en agua potable sin recurrir a ninguna fuente de energía externa. El equipo reporta una producción cercana a 0.084 galones de agua dulce por pie cuadrado cada hora, un rendimiento notable para una tecnología pasiva alimentada únicamente por luz solar. El estudio fue publicado en la revista Advanced Energy Materials.
El corazón del sistema se basa en mantener limpia la superficie calentada por el sol mientras desplaza la sal hacia los bordes, evitando que la evaporación se detenga. La clave está en un material oscuro llamado La0.7Sr0.3MnO3, un óxido que actúa como fototérmico, es decir, convierte la luz directamente en calor sin necesidad de electricidad. Este proceso genera calor justo donde el agua toca el aire, lo que reduce pérdidas al no calentar todo el volumen líquido.
El trabajo, liderado por Sourav Chaule, especializado en desalinización fototérmica, mostró que el prototipo mantiene un rendimiento estable incluso con soluciones que alcanzan el 20% de salinidad. Para entender el papel de la membrana, conviene explicar el término acción capilar: es un fenómeno en el que el agua asciende por canales diminutos debido a la tensión superficial, como ocurre cuando un papel absorbente “sube” líquidos sin ayuda externa. En este dispositivo, ese ascenso dirige el agua desde un extremo mientras empuja la sal hacia el borde opuesto.
Gracias a esa circulación natural, la superficie iluminada permanece despejada y el rendimiento no cae con el tiempo. La sal se cristaliza en el borde y puede recolectarse, permitiendo un proceso de Zero Liquid Discharge (ZLD), una estrategia que evita desechar líquidos salinos al ambiente.
El material La0.7Sr0.3MnO3 pertenece a la familia de las perovskitas, un tipo de cristales cuya composición puede modificarse para ajustar sus propiedades ópticas. En este caso, la presencia de estroncio reduce la separación energética entre electrones, facilitando que el material absorba luz solar de forma más eficiente. Dentro del cristal ocurren procesos llamados recombinación no radiativa, donde electrones y huecos se combinan liberando calor en lugar de emitir luz. Ese calor localizado es justamente el motor de la evaporación.
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| Esquema técnico que ilustra la configuración del evaporador en L inverso con bloqueo de sales, junto con una imagen del montaje experimental. Cortesía de Advanced Energy Materials (2025). DOI: 10.1002/aenm.202501360 |
Imágenes infrarrojas mostraron que la superficie superior pasó de unos 82 °F a aproximadamente 117 °F en una hora, mientras el agua del depósito permaneció a temperatura ambiente. Al concentrarse el calor en la interfaz donde se forma el vapor, la eficiencia aumenta y se reducen pérdidas térmicas.
Los investigadores imprimieron el material sobre membranas de fibra robusta y ensamblaron varios módulos en una estructura simple, lo que indica que este tipo de fabricación no requiere piezas raras ni alta precisión. En pruebas al aire libre durante el invierno, el sistema generó alrededor de 5.33 libras de evaporación por pie cuadrado en seis horas, capturando aproximadamente 2.46 libras como agua líquida. Todo esto, sin ningún tipo de alimentación eléctrica.
Las pruebas con agua de mar real confirmaron un flujo estable y un condensado limpio, muy por debajo de los límites recomendados por la Organización Mundial de la Salud (OMS) para agua potable. Además, su capacidad modular facilita aumentar o reducir la producción según las necesidades locales. Si un módulo falla, puede reemplazarse sin detener el sistema completo.
Las comunidades con abundante sol pero acceso limitado a la energía eléctrica podrían beneficiarse enormemente. Colocar paneles cerca de la costa o en pozos salobres permitiría ampliar la capacidad con el tiempo, agregando módulos en épocas secas o retirando algunos cuando la demanda disminuye.
El informe recuerda que muchas pruebas de laboratorio utilizan un estándar llamado AM 1.5 G, un espectro de luz solar que sirve de referencia para comparar tecnologías bajo condiciones similares. El prototipo demuestra que aún hay margen para mejorar, por ejemplo, mediante condensadores más eficientes o configuraciones de evaporadores en forma de L invertida que incrementen el caudal sin elevar demasiado la complejidad.
De acuerdo con estimaciones globales, una de cada cuatro personas no tiene acceso a agua potable segura. Tecnologías como esta, que funcionan con luz solar y requieren mínimo mantenimiento, podrían transformar el acceso al agua en regiones vulnerables. Esta propuesta ofrece una vía práctica, escalable y accesible hacia sistemas de desalinización sostenibles.
Fuentes, créditos y referencias:
Sourav Chaule et al, Inverse‐L Shaped Evaporator Based on La1−xSrxMnO3 Perovskite with Efficient Salt Collection via Localized Salt Gradient, Advanced Energy Materials (2025). DOI: 10.1002/aenm.202501360
