La escasez de agua dulce es un desafío cada vez más urgente en diversas regiones del mundo. En este contexto, un equipo de investigación de McGill University ha desarrollado un método innovador de desalinización que combina energía térmica con un sistema de ósmosis inversa. Este enfoque no solo es sostenible, sino que también se presenta como una opción económica, destacándose frente a los métodos tradicionales que dependen de la electricidad.
El proceso, conocido como ósmosis inversa impulsada térmicamente (TDRO), utiliza un sistema de pistón que aprovecha calor de baja calidad proveniente de fuentes renovables, como la solar y la geotérmica. Este método transforma el agua de mar en agua dulce, lo que podría facilitar el acceso al recurso hídrico en áreas remotas y contribuir a la sostenibilidad de la infraestructura hídrica.
Funcionamiento de la desalinización térmica
La técnica TDRO se basa en la expansión y contracción de un fluido de trabajo en una cámara cerrada. Al calentar este fluido, se expande y empuja un pistón, forzando el agua salada a atravesar una membrana de ósmosis inversa. Este ciclo termodinámico es fundamental para purificar el agua, combinando la eficiencia del calor con la efectividad en la separación de sales.
Rendimiento y comparaciones
Los hallazgos del estudio liderado por Jonathan Maisonneuve, profesor asociado de Ingeniería de Recursos Biológicos, revelan que la TDRO requiere aproximadamente 20 kWh para producir un metro cúbico de agua.
Este consumo es notablemente menor que el de los métodos de desalinización eléctrica, que oscilan entre 1 y 4 kWh. Maisonneuve destaca que, a pesar de la diferencia en el consumo energético, la abundancia del calor en comparación con la electricidad podría hacer que este método sea más accesible y rentable en distintos contextos.
Impacto ambiental y futuro del TDRO
La investigación enfatiza la necesidad de optimizar la relación entre el fluido de trabajo y el agua de mar, así como el tamaño del pistón, para maximizar la eficacia del sistema.
Aunque los resultados iniciales son prometedores, los investigadores advierten sobre la necesidad de estudios más profundos para entender completamente las limitaciones termodinámicas del proceso.
Próximos pasos en la investigación
En la siguiente fase de este estudio, el equipo de McGill planea modelar el sistema con mayor precisión, evaluando la rapidez de operación y los efectos no ideales, como la pérdida de calor en el entorno. Esto es esencial para garantizar que el TDRO no sea solo un concepto teórico, sino una solución práctica y escalable ante la crisis del agua.
La publicación de este estudio, titulada Thermally driven reverse osmosis: thermodynamics of a novel process that uses heat for desalination and water purification, en la revista Desalination, representa un avance significativo hacia la implementación de tecnologías más sostenibles en la obtención de agua potable. Con el desarrollo de estos métodos, el futuro de la desalinización podría ser más prometedor y accesible para todos.
