El agua de mar podría convertirse en una fuente más sostenible de agua potable gracias a una tecnología de desalinización solar desarrollada por investigadores de la Universidad de Rochester, en Estados Unidos. El sistema utiliza paneles metálicos negros grabados con láser para evaporar el agua y separar las sales como sólidos secos, evitando la descarga de salmuera líquida al océano.
Esta innovación aborda uno de los principales desafíos ambientales de la desalinización convencional: qué hacer con el agua altamente concentrada en sales que queda después del proceso.
La propuesta todavía se encuentra en una etapa de desarrollo y enfrenta retos importantes para alcanzar una escala comercial. Sin embargo, sus resultados con agua de mar real procedente de los océanos Pacífico, Atlántico e Índico representan un avance interesante para la búsqueda de nuevas soluciones frente a la escasez de agua.
¿Por qué convertir el agua de mar en agua potable es un desafío?
El agua de mar contiene una elevada concentración de sales y minerales. Para obtener agua potable es necesario separarlos mediante procesos de desalinización.
Actualmente, tecnologías como la ósmosis inversa permiten producir grandes cantidades de agua dulce. Sin embargo, estos sistemas generan un residuo líquido conocido como salmuera, que contiene una concentración de sales considerablemente mayor que la del agua original.
Cuando esta salmuera se descarga directamente al océano, puede alterar las condiciones locales de salinidad y afectar a los ecosistemas marinos. Por eso, reducir o eliminar este residuo se ha convertido en uno de los desafíos ambientales asociados a la desalinización.
La tecnología desarrollada por el equipo del profesor Chunlei Guo, del Instituto de Óptica de la Universidad de Rochester, busca precisamente solucionar este punto.
¿Cómo funciona esta nueva tecnología de desalinización solar?
El sistema utiliza paneles metálicos tratados mediante láseres de femtosegundos. Este tratamiento modifica la superficie del metal y hace que absorba intensamente la radiación solar.
La energía captada genera el calor necesario para provocar la evaporación del agua. El vapor puede posteriormente condensarse para obtener agua dulce, mientras las sales quedan separadas del líquido. La diferencia fundamental está en qué ocurre con esas sales.
En lugar de permanecer disueltas en una corriente de salmuera que posteriormente tendría que ser gestionada, el sistema favorece que se acumulen como sólidos secos en determinadas zonas del panel.
¿Qué tiene que ver el “efecto del anillo de café”?
La investigación aprovecha un fenómeno conocido como efecto del anillo de café.
Cuando una gota de café se seca sobre una superficie, los componentes disueltos tienden a concentrarse y acumularse en los bordes. Algo similar sucede con las sales presentes en el agua de mar dentro del dispositivo.
A medida que el agua se evapora, las sales se desplazan hacia zonas pasivas del panel y cristalizan allí.
Este diseño es especialmente importante porque el agua de mar real contiene minerales como calcio y magnesio. Estos pueden formar depósitos duros que obstruyen las superficies utilizadas para la evaporación.
Los investigadores diseñaron los surcos del panel para dirigir esos minerales hacia zonas donde puedan acumularse sin bloquear la superficie activa.
¿Qué diferencia existe frente a la desalinización convencional?
La innovación no consiste simplemente en utilizar energía solar. Su principal aporte está en combinar la captación solar, la separación de sales y una estrategia para gestionar los residuos minerales.
| Sistema | Energía principal | Residuo de sales |
|---|---|---|
| Desalinización convencional | Electricidad | Salmuera líquida |
| Nueva tecnología solar | Luz solar | Sales sólidas recuperables |
Esta diferencia podría abrir una nueva vía para zonas donde el acceso a energía y agua dulce representa un desafío.
¿Ya se ha probado con agua de mar real?
Sí. Uno de los aspectos más relevantes de la investigación es que el dispositivo no se limitó a trabajar con soluciones artificiales de agua y cloruro de sodio.
El equipo de la Universidad de Rochester realizó pruebas con agua real procedente de los océanos Pacífico, Atlántico e Índico.
El sistema funcionó de manera continua durante semanas y consiguió una extracción de sal prácticamente completa sin producir una descarga de salmuera líquida.
Este punto es importante porque las investigaciones de laboratorio pueden presentar resultados diferentes cuando utilizan agua simplificada. El agua de mar contiene una mezcla mucho más compleja de minerales que puede provocar incrustaciones y reducir el rendimiento del sistema.
¿La tecnología también podría recuperar minerales?
Uno de los aspectos más interesantes es que la investigación podría ir más allá de producir agua potable.
Un estudio relacionado, publicado en Journal of Materials Chemistry A, exploró la utilización de nanopartículas de titanato de hidrógeno incorporadas en las zonas grabadas con láser.
El objetivo era recuperar selectivamente litio a partir de mezclas complejas de sales.
En pruebas realizadas con agua del Great Salt Lake de Utah, el sistema consiguió extraer aproximadamente la mitad del litio presente en las muestras analizadas.
El resultado todavía corresponde a una tecnología en desarrollo, pero introduce una idea relevante: la desalinización podría dejar de entenderse únicamente como un proceso para eliminar sustancias del agua y convertirse también en una oportunidad para recuperar recursos.
¿Cuánta agua puede producir actualmente?
Aquí es donde conviene diferenciar entre el potencial de la tecnología y su capacidad actual.
En pruebas de laboratorio realizadas bajo una condición equivalente a una luz solar, el dispositivo alcanzó una tasa de evaporación aproximada de 15 a 18 litros por metro cuadrado al día considerando horas típicas de luz solar.
La cifra resulta prometedora para un prototipo, pero todavía está muy lejos de las necesidades de una infraestructura municipal.
Por ejemplo, las plantas desalinizadoras convencionales pueden producir millones de litros de agua diariamente. La instalación de Shoaiba, en Arabia Saudita, alcanza una producción de cientos de millones de litros al día.
Por eso, todavía existe una enorme distancia entre un panel experimental y una planta capaz de abastecer a una ciudad.
¿Qué falta para que esta tecnología llegue a gran escala?
El siguiente desafío es la escalabilidad. Un sistema que funciona durante semanas en condiciones controladas debe demostrar que puede mantener su rendimiento durante años, soportar diferentes condiciones ambientales y fabricarse a un costo competitivo.
También será necesario estudiar la durabilidad de los materiales, la fabricación de los paneles grabados con láser y la integración del sistema con redes de distribución de agua.
Otro aspecto que no debe perderse de vista es la energía incorporada en la fabricación de los materiales. Que el sistema no produzca salmuera líquida no significa que tenga un impacto ambiental igual a cero.
Por eso, hablar de una tecnología de cero residuos debe entenderse específicamente en relación con la eliminación de la descarga de salmuera, y no como una garantía de impacto ambiental nulo en todo su ciclo de vida.
¿Por qué esta innovación puede ser importante para países con escasez de agua?
Según Naciones Unidas, miles de millones de personas todavía no cuentan con acceso seguro al agua potable.
En países con extensas zonas costeras, la posibilidad de utilizar agua de mar como fuente de agua dulce puede complementar otras estrategias, siempre que la tecnología sea energética, económica y ambientalmente viable.
En el caso del Perú, donde conviven una extensa costa y diferentes niveles de disponibilidad hídrica, las tecnologías de desalinización pueden formar parte de una conversación más amplia sobre agua limpia, adaptación climática y seguridad hídrica.
Pero la solución no debería depender de una única tecnología. Reducir pérdidas de agua, proteger las fuentes naturales, reutilizar aguas residuales y mejorar la gestión de las cuencas también son acciones fundamentales.
¿El verdadero avance está en convertir un residuo en un recurso?
Desde nuestra mirada, uno de los aspectos más interesantes de esta innovación no es únicamente que utilice energía solar. Es el cambio de lógica que propone.
Tradicionalmente, muchos procesos industriales consideran las sales separadas del agua como un residuo que debe eliminarse. Este sistema plantea otra posibilidad: concentrarlas, separarlas y estudiar su recuperación.
Ese cambio puede ser especialmente relevante en un contexto donde la transición hacia una economía circular busca aprovechar materiales que anteriormente se consideraban desechos.
La recuperación de minerales como el litio todavía necesita mucho desarrollo para convertirse en una aplicación comercial. Pero la combinación entre producción de agua potable y recuperación de recursos plantea una pregunta poderosa para la innovación ambiental: ¿podemos diseñar procesos en los que solucionar un problema genere, al mismo tiempo, nuevos recursos?
¿Puede esta tecnología solucionar por sí sola la escasez de agua?
No. Y precisamente por eso es importante analizarla con perspectiva.
La tecnología de la Universidad de Rochester todavía necesita demostrar que puede pasar del laboratorio a instalaciones de gran escala con costos competitivos y un impacto ambiental favorable.
Su principal fortaleza actual es haber abordado uno de los problemas más persistentes de la desalinización solar: las incrustaciones minerales y la gestión de la salmuera.
El siguiente paso será demostrar que ese avance puede mantenerse cuando aumenten las dimensiones del sistema.
Si lo consigue, el agua de mar podría adquirir un nuevo papel dentro de un modelo de gestión hídrica que combine energía renovable, recuperación de recursos y menor generación de residuos.
Preguntas frecuentes
¿Se puede convertir el agua de mar en agua potable?
Sí. La desalinización permite retirar las sales y otros componentes del agua de mar para obtener agua dulce que posteriormente debe cumplir los requisitos correspondientes de potabilidad.
¿Qué es la salmuera de las plantas desalinizadoras?
Es el agua que queda con una concentración elevada de sales después de separar el agua dulce durante el proceso de desalinización. Su gestión es uno de los principales desafíos ambientales de estas instalaciones.
¿La nueva tecnología solar elimina completamente el impacto ambiental?
No necesariamente. El sistema busca eliminar la descarga de salmuera líquida y reducir un problema ambiental específico, pero todavía deben evaluarse aspectos como la fabricación de los materiales, su durabilidad, consumo energético indirecto y escalabilidad.
¿La desalinización solar puede funcionar en Perú?
El potencial depende de las condiciones locales de radiación solar, disponibilidad de agua de mar, necesidades de consumo, costos y características de cada proyecto. Perú cuenta con una extensa costa y zonas con alta radiación solar, pero cada aplicación tendría que evaluarse técnicamente.
¿La tecnología puede recuperar minerales además de producir agua?
Las investigaciones relacionadas han explorado la recuperación selectiva de litio. Los resultados son prometedores, pero todavía se necesitan más estudios para determinar su viabilidad a escala industrial.
Une tu voz
El futuro del agua también se construye con innovación. Desde aprovechar la energía del sol hasta recuperar recursos que antes terminaban como residuos, cada avance puede ayudarnos a imaginar una gestión hídrica más circular.
El reto ahora es acompañar estas tecnologías con investigación, inversión y políticas que permitan convertir los prototipos en soluciones accesibles.
Porque cuidar el agua también significa aprender a utilizar mejor cada recurso que tenemos.
