Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés) han construido un nuevo sistema de desalinización que funciona mediante energía solar. El sistema integra una estrategia de control de corriente que adapta la intensidad del proceso de desalinización en función de la disponibilidad de luz solar. De esta manera, a medida que aumenta la luz solar durante el día, el sistema acelera su proceso de desalinización y se ajusta automáticamente ante cualquier variación repentina de la luz solar.
Como el sistema puede reaccionar rápidamente a los cambios sutiles de la luz solar, maximiza la utilidad de la energía solar y produce grandes cantidades de agua limpia a pesar de las variaciones de la luz solar a lo largo del día. A diferencia de otros diseños de desalinización impulsados por energía solar, el sistema del MIT no requiere baterías adicionales para el almacenamiento de energía ni una fuente de alimentación complementaria, como la red eléctrica.
Los ingenieros probaron un prototipo durante seis meses en varios pozos del Centro Nacional de Investigación de Desalinización de Aguas Subterráneas Salobres (BGNDRF, por sus siglas en inglés) en Alamogordo, Nuevo México. Durante la prueba, el prototipo funcionó en una amplia gama de condiciones climáticas y tipos de agua, aprovechando en promedio más del 94% de la energía eléctrica del panel solar para alimentar directamente la desalinización de 5.000 litros de agua al día.
El sistema está orientado a la desalinización de aguas subterráneas salobres, una fuente de agua salada que se encuentra en depósitos subterráneos y es más frecuente que los recursos de agua subterránea dulce. Los investigadores consideran que las aguas subterráneas salobres son una enorme fuente sin explotar de agua potable potencial. Prevén que el nuevo sistema renovable y sin baterías, que se ha publicado en la revista científica Nature Water, podría proporcionar agua potable a bajo coste.
Abastecimiento de agua potable con energías renovables
La clave para una desalinización más ágil es una estrategia de control de corriente por la que el sistema detecta primero la cantidad de energía solar que están produciendo los paneles solares del sistema. Si los paneles están generando más energía de la que utiliza el sistema, el controlador ordena automáticamente al sistema que aumente su bombeo, impulsando más agua a través de las pilas de electrodiálisis. Al mismo tiempo, el sistema desvía parte de la energía solar adicional aumentando la corriente eléctrica suministrada a la pila, para extraer más sal del agua.
Los ingenieros incorporaron la nueva estrategia de control en un sistema totalmente automatizado que dimensionaron para desalinizar agua subterránea salobre a un volumen diario suficiente para abastecer a una pequeña comunidad de unas 3.000 personas.
Además, eliminaron la necesidad de baterías, reduciendo el tiempo de respuesta del sistema a una fracción de segundo. El nuevo sistema es capaz de actualizar su tasa de desalinización de tres a cinco veces por segundo, lo que permite que el sistema se ajuste a los cambios en la luz solar a lo largo del día, sin tener que compensar ningún retraso en la energía con fuentes de alimentación adicionales.
El equipo planea realizar más pruebas y ampliar el sistema con la esperanza de abastecer a comunidades más grandes con agua potable de bajo coste generada íntegramente con energía solar. Ahora, se enfocan en probar, maximizar la confiabilidad y desarrollar una línea de productos que pueda proporcionar agua desalinizada utilizando energías renovables a múltiples mercados alrededor del mundo. Esperan poder crear una empresa basada en su tecnología en los próximos meses.