Según estimaciones de la FAO, para 2025, es posible que casi 2 mil millones de personas no tengan suficiente agua potable para satisfacer sus necesidades diarias. Una de las posibles soluciones a este problema es la desalación, a saber, tratar el agua de mar para hacerla potable. Sin embargo, eliminar la sal del agua de mar requiere de 10 a 1000 veces más energía que los métodos tradicionales de suministro de agua dulce, a saber, bombear agua de ríos o pozos.

Motivado por este problema, un equipo de ingenieros del Departamento de Energía del Politecnico di Torino ha ideado un nuevo prototipo para desalar agua de mar de forma sostenible y de bajo coste, utilizar la energía solar de forma más eficiente. En comparación con las soluciones anteriores, de hecho, esta tecnología es capaz de duplicar la cantidad de agua producida con una energía solar determinada, y puede estar sujeto a una mayor mejora de la eficiencia en un futuro próximo. El grupo de jóvenes investigadores que publicó recientemente estos resultados en la prestigiosa revista Sostenibilidad de la naturaleza está compuesto por Eliodoro Chiavazzo, Matteo Morciano, Francesca Viglino, Matteo Fasano y Pietro Asinari del laboratorio de modelado multiescala.

El principio de funcionamiento de la tecnología propuesta es muy simple:"Inspirado en las plantas, que transportan el agua de las raíces a las hojas por capilaridad y transpiración, nuestro dispositivo flotante es capaz de recolectar agua de mar utilizando un material poroso de bajo costo, evitando así el uso de bombas caras y engorrosas. El agua de mar recogida se calienta luego con energía solar, que sostiene la separación de la sal del agua que se evapora. Este proceso puede ser facilitado por membranas insertadas entre el agua contaminada y el agua potable para evitar su mezcla. de manera similar a algunas plantas capaces de sobrevivir en ambientes marinos, por ejemplo, los manglares, "explica Matteo Fasano y Matteo Morciano.

Si bien las tecnologías de desalinización 'activa' convencionales requieren costosos componentes mecánicos o eléctricos (como bombas y / o sistemas de control) y requieren técnicos especializados para la instalación y el mantenimiento, El enfoque de desalación propuesto por el equipo del Politecnico di Torino se basa en procesos espontáneos que ocurren sin la ayuda de maquinaria auxiliar y puede, por lo tanto, denominarse tecnología "pasiva". Todo esto hace que el dispositivo sea inherentemente económico y fácil de instalar y reparar. Estas últimas características son particularmente atractivas en las regiones costeras que sufren una escasez crónica de agua potable y aún no cuentan con infraestructuras e inversiones centralizadas.

Hasta ahora, Una desventaja bien conocida de las tecnologías "pasivas" para la desalación ha sido la baja eficiencia energética en comparación con las "activas". Los investigadores del Politecnico di Torino han abordado este obstáculo con creatividad:"Si bien los estudios anteriores se centraron en cómo maximizar la absorción de energía solar, hemos centrado la atención en una gestión más eficiente de la energía solar térmica absorbida. De este modo, hemos podido alcanzar valores récord de productividad:hasta 20 litros diarios de agua potable por metro cuadrado expuesto al sol. La razón detrás del aumento del rendimiento es el 'reciclaje' del calor solar en varios procesos de evaporación en cascada, en línea con la filosofía de 'hacer más con menos'. Las tecnologías basadas en este proceso se denominan típicamente 'multiefectos, 'y aquí proporcionamos la primera evidencia de que esta estrategia también puede ser muy eficaz para las tecnologías de desalinización' pasiva '".

Después de desarrollar el prototipo durante más de dos años y probarlo directamente en el mar de Liguria (Varazze, Italia), Los ingenieros del Politécnico afirman que esta tecnología podría tener un impacto en lugares costeros aislados con poca agua potable pero abundante energía solar. especialmente en los países en desarrollo. Es más, la tecnología es particularmente adecuada para proporcionar agua potable segura y de bajo costo en condiciones de emergencia, por ejemplo, en áreas afectadas por inundaciones o tsunamis y que quedaron aisladas durante días o semanas de la red eléctrica o acueducto. Otra aplicación prevista para esta tecnología son los jardines flotantes para la producción de alimentos, una opción interesante sobre todo en zonas superpobladas.

Los investigadores, que continúan trabajando en este tema dentro del Clean Water Center en Politecnico di Torino, ahora están buscando posibles socios industriales para hacer que el prototipo sea más duradero, escalable y versátil. Por ejemplo, Las versiones diseñadas del dispositivo podrían emplearse en áreas costeras donde la sobreexplotación de las aguas subterráneas provoque la intrusión de agua salina en los acuíferos de agua dulce, un problema particularmente grave en algunas áreas del sur de Italia, o podrían usarse para tratar aguas contaminadas por la industria o la minería. plantas.