Aproximadamente el 70 por ciento del mundo es agua, pero en realidad se puede usar muy poco porque la mayor parte es agua salada. Hemera / Thinkstock Reducir el agua salada a sus elementos básicos, sal y agua, es tan simple que se ha convertido en una lección de ciencias para los estudiantes de primer grado. De hecho, un "destilador solar" puede convertir el agua salada en agua dulce en tan solo unos días. Simplemente llene un recipiente grande con agua salada y coloque un vaso vacío en el centro. Luego, cubra el tazón (vaso vacío y todo) con una envoltura de plástico que tenga un pequeño orificio en el medio. Coloque el artilugio a la luz solar directa, y observe cómo funciona el ciclo del agua:el agua salada se evapora, deja cristales de sal detrás, y crea condensación que se eleva, se acumula en la membrana de plástico y gotea en el vaso vacío. El agua dulce resultante es lo suficientemente buena para beber [fuente:Williams].
Pero, ¿por qué eliminar la sal en primer lugar? Resulta, beber agua salada puede matarte. La ingestión de sal indica a las células que eliminen las moléculas de agua para diluir el mineral. Demasiada sal, y este proceso puede causar una reacción en cadena realmente mala:sus células se agotarán de humedad, sus riñones se apagarán y su cerebro se dañará. La única forma de compensar este caos interno es orinar con mayor frecuencia para expulsar toda esa sal, un remedio que podría funcionar solo si tiene acceso a mucha agua potable fresca [fuente:Thompson].
Las personas, especialmente las que viven en partes del mundo con escasez de agua, han estado buscando soluciones de agua dulce durante siglos. Resulta que las mismas personas que construyeron esfinges gigantes y condujeron carros tirados por caballos también estaban sedientos de limpieza, agua pura [fuente:Jesperson]. Incluso en los tiempos modernos, poblaciones enteras luchan con una cruel ironía; están rodeados de agua salada, pero falta agua potable. La escasez a veces provoca conflictos mortales. En 2009, Los espectadores mataron a una familia en la India asolada por la sequía por recolectar agua de un pozo municipal antes de que se secara [fuente:Pacific Institute].
Pero, ¿y si se pudiera crear un suministro abundante de agua dulce a partir del agua salada? Una operación de desalinización a gran escala, utilizando principios similares a un simple proyecto en el aula, podría cambiar el mundo. En la página siguiente, Exploraremos por qué no siempre es tan fácil convertir el agua salada en agua potable.
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Hay más de una forma de separar la sal del agua, pero casi el 90 por ciento de las veces, sólo se utiliza uno de dos métodos:flash multietapa y ósmosis inversa [fuente:WorldPumps.com].
¿Recuerdas por qué es tan malo beber agua salada? Cuando sus células pasan agua a través de la membrana externa para evitar que se deshidrate, está ocurriendo la ósmosis. Al mover el agua a través de la membrana, la célula está intentando igualar su alta concentración de sal interna con una baja concentración de sal externa. Eso se llama ósmosis. Osmosis inversa ocurre cuando, por ejemplo, pones agua salada en un lado de una membrana semipermeable y la presión mueve las moléculas de agua a través de la membrana filtrante mientras las moléculas más grandes, incluidas las de sal, permanecen atrapadas. Para agua salada del mar o del océano, se requiere una cantidad considerable de presión para mover el agua a través de un filtro, donde cada poro es solo una fracción del tamaño de un cabello humano [fuente:American Chemical Society]. Esto significa que normalmente hay una serie de bombas en juego, todos ejerciendo presión sobre el agua [fuente:WorldPumps.com].
A diferencia de la ósmosis inversa, que se basa en una membrana para filtrar las moléculas de sal, los flash de varias etapas El método utiliza calor para convertir el agua salada en agua dulce. ¿Por qué un nombre tan inusual? "Flash" se refiere a llevar el agua a ebullición rápidamente, y esto sucede varias veces, o por etapas. A medida que el agua salada entra en cada etapa de la unidad de conversión, se somete a presión y calor de vapor suministrados desde el exterior. Durante cada etapa, se forma y se recoge vapor de agua. Este vapor de agua es agua dulce y el concentrado salado que queda se conoce como salmuera. En la destilación instantánea de etapas múltiples, como con la ósmosis inversa, generalmente no se agregan productos químicos o agentes suavizantes del agua [fuente:Organización de los Estados Americanos].
Entonces, si la desalinización es posible, ¿Por qué las plantas a gran escala no están saciando la sed de agua dulce del mundo? Solo alrededor de 15 mil millones de galones, dos décimas del por ciento del agua dulce que se consume en todo el mundo cada día, es agua salada desalinizada [fuente:Schirber]. En la página siguiente, Exploraremos dónde está surgiendo la última generación de convertidores de agua salada.
Desalinización de Aristóteles a la Marina de los EE. UU.Ya en 350 a.C., el filósofo griego Aristóteles pensó mucho en eliminar la sal del agua usando una serie de filtros [fuente:Aristóteles]. Para el 1700, la Marina de los EE. UU. hizo un uso regular de alambiques solares para crear agua dulce, y las décadas siguientes vieron el advenimiento de alambiques incorporados en estufas a bordo. Durante la Segunda Guerra Mundial, La desalinización dio otro salto:la Marina de los EE. UU. construyó un destilador en tierra en una isla del Pacífico que produjo alrededor de 55, 000 galones de agua dulce al día, más del doble de la producción de cualquier destilería existente en el mundo [fuente:Congreso de los Estados Unidos].
El agua cubre al menos el 70 por ciento de la superficie del mundo. Pero el 97 por ciento es demasiado salado para beber [fuente:Frederick]. Esta, junto con las desigualdades en la distribución del agua y la disponibilidad geográfica, significa que la escasez de agua es una realidad para muchas personas. De hecho, la falta de agua afecta a cuatro de cada 10 personas en el mundo [fuente:Organización Mundial de la Salud]. Puede haber graves consecuencias para la salud por no tener suficiente agua. A veces significa que las personas obtienen el agua de fuentes contaminadas. El agua de mala calidad puede propagar enfermedades como el cólera, fiebre tifoidea o salmonella [fuente:Organización Mundial de la Salud].
Convertir agua salobre o salada en agua dulce podría afectar tanto a las escasas raciones de agua como a la demanda cada vez mayor. Esto es especialmente cierto para algunas comunidades costeras de los Estados Unidos que luchan contra la escasez de agua dulce [fuente:Programa de Recursos Oceánicos de California]. Además, Las plantas desalinizadoras pueden proporcionar una fuente de agua confiable incluso cuando hay una sequía.
En 2009, había más de 1, 400 plantas desaladoras en funcionamiento en el mundo, produciendo más de 15 mil millones de galones de agua por día. Otras 244 plantas están en construcción, muchos de ellos en Oriente Medio [fuente:Asociación Internacional de Desalación]. Sin embargo, la planta desaladora por ósmosis inversa más grande del mundo, que abrió en mayo de 2010, se encuentra en la costa mediterránea de Israel [fuente:Dow]. Y, la construcción está en marcha en Carlsbad, Calif., para crear la planta desalinizadora más grande del hemisferio occidental, se estima que produce 50 millones de galones de agua potable todos los días [fuente:Poseidón].
Todavía, A menudo existe la percepción pública de que el agua desalinizada no sabe bien y no es buena para usted. En Israel, por ejemplo, muchas personas son cada vez más reacias a beber agua del grifo desalada debido a problemas de salud [fuente:Mizroch]. Pero el agua desalinizada, directamente del grifo, generalmente es segura para beber. Un estudio en Arabia Saudita, por ejemplo, no encontraron diferencias significativas entre el agua desalinizada que se sirve en el grifo y el agua embotellada, excepto por el hecho de que el agua desalinizada del grifo no deja botellas de plástico vacías [fuente:Ahmad].
Pero, ¿y si fuera posible llevar un dispositivo de desalinización portátil para producir su propio suministro personal de agua potable fresca? Puede que la idea no sea tan descabellada como cree.
Sal y mucho másSeguro, es de esperar que el proceso de desalinización elimine la sal del agua del océano. ¿Pero sabías que la limpieza no termina ahí? La desalinización, sea cual sea el método, también elimina compuestos químicos orgánicos o biológicos, al final produciendo agua potable de alta calidad que no transmite diarreas u otras enfermedades. Esto es importante porque casi 4, Cada día mueren 000 niños en los países en desarrollo por enfermedades relacionadas con el agua potable contaminada [fuente:Hull].
A medida que sigue creciendo el número de plantas desalinizadoras en todo el mundo, también lo hacen las preocupaciones sobre el desarrollo de nueva tecnología para alimentar las plantas. En la actualidad, Los esfuerzos de desalinización a gran escala requieren mucha energía para funcionar y, a menudo, son asuntos de alto mantenimiento. gracias a muchas piezas funcionales como membranas que tienden a ensuciarse con frecuencia [fuente:Schirber].
Los costos son otra preocupación:durante las últimas cinco décadas, La inversión pública y privada en el desarrollo de tecnología de desalación ha alcanzado más de mil millones de dólares en todo el mundo. E incluso con el progreso que se ha logrado, la idea de que la desalinización acabaría con la escasez de agua está lejos de la realidad. Y eso es porque todavía es realmente muy caro de planificar, construir y administrar plantas de desalinización [fuente:Junta de Ciencia y Tecnología del Agua]. De hecho, el costo promedio para convertir un acre-pie - alrededor de 325, 000 galones - de agua salada en agua dulce varía entre $ 800 y $ 1, 400 y requiere una cantidad significativa de energía [fuente:American Chemical Society].
La producción de agua dulce mediante ósmosis inversa cuesta aproximadamente un tercio menos que el flash multietapa, en gran parte debido a los costos de la energía térmica utilizada por el último método en el proceso de ebullición [fuente:Junta de Ciencia y Tecnología del Agua]. Desafortunadamente, ambos procesos, como ocurre con todas las técnicas de desalinización, crean salmuera. Este subproducto del agua desalada contiene altas concentraciones de sal y, cuando se devuelve a un cuerpo de agua natural, puede causar daños a la vida marina. Eso es porque la salmuera que suele ser más densa que el agua en la que se libera, se asienta sobre sedimentos bajos donde agota el oxígeno de las aguas circundantes [fuente:Universidad de Texas en Austin].
Estas preocupaciones ambientales y de costos son parte integral de la próxima ronda de mejoras en la tecnología y los procesos de desalinización. Investigadores en Corea y en el Instituto de Tecnología de Massachusetts están desarrollando dispositivos de desalinización portátiles y livianos. Las unidades producen suficiente agua dulce para mantener a varias personas. El proceso utiliza la gravedad, simplemente vierta agua salada en la parte superior del dispositivo, para eliminar la sal y otros sedimentos usando 1, 600 filtros [fuente:MIT].
Como estas unidades portátiles que funcionan con energía solar, plantas de ósmosis inversa a gran escala, aunque todavía en las etapas de planificación, También podría disminuir en gran medida la dependencia de las plantas de desalinización de los combustibles fósiles. De hecho, la National Science Foundation otorgó $ 2.5 millones a un equipo de expertos de la Universidad de Michigan que estudia el impacto de la energía solar en la tecnología de desalinización [fuente:Richard]. Además de la financiación del gobierno en los Estados Unidos y en el extranjero, las fuentes de financiación privadas están empezando a prestar atención al desarrollo de esfuerzos de desalinización más eficientes. Una cosa es segura:si mejora el proceso de desalación, podría tener el potencial de mejorar regiones enteras con escasez de agua.
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