Un sistema solar portátil convierte agua salina y contaminada en 1,64 litros de agua potable en 8 horas

Un equipo de investigadores de la Universidad de Soochow, en China, ha desarrollado un dispositivo portátil de producción de agua potable que utiliza energía solar para tratar agua turbia, salina, aceitosa y fuertemente ácida. El prototipo produjo 1,64 litros de agua limpia en ocho horas a partir de una superficie de evaporación de solo 30,72 cm².

El sistema utiliza un proceso de evaporación electrotérmica. Una superficie que absorbe el agua contaminada recibe calor mediante un elemento eléctrico y provoca la evaporación del agua. El vapor se recoge posteriormente como agua limpia, mientras las sales y otros contaminantes permanecen en el agua de origen.

El principal desarrollo del dispositivo es un evaporador electrotérmico de estructura intercalada. En lugar de calentar todo el volumen del material húmedo, los investigadores sitúan el elemento calefactor en una capa interna de la estructura.

Esta configuración reduce las pérdidas térmicas hacia el agua circundante y el aire. Según los resultados del estudio, el diseño redujo las pérdidas de calor y el consumo energético en casi dos tercios respecto a un evaporador electrotérmico convencional de calentamiento volumétrico.

El sistema combina además dos fuentes de aporte térmico solar.

El sistema incorpora células solares fotovoltaicas plegables que generan la electricidad necesaria para alimentar el evaporador electrotérmico, combinadas con una lente de Fresnel plegable que concentra directamente la radiación solar sobre la superficie de evaporación. El estudio no especifica la potencia nominal ni los parámetros eléctricos del conjunto fotovoltaico.

Al considerar también la energía solar concentrada, el dispositivo alcanzó una eficiencia energética aparente del 93,31% y una producción de agua de 69,46 litros por metro cuadrado y hora.

Las pruebas realizadas al aire libre permitieron producir 1,64 litros de agua potable en ocho horas con una superficie de evaporación de 30,72 cm², inferior al tamaño de una tarjeta bancaria.

Los investigadores utilizaron diferentes tipos de agua para evaluar el comportamiento del sistema, incluyendo agua con una elevada carga de sedimentos, agua contaminada con aceite, aguas residuales con alta salinidad y agua fuertemente ácida.

Los ensayos también incluyeron agua de mar real y diferentes caracterizaciones de las muestras antes y después del tratamiento. Bajo iluminación solar concentrada, el sistema alcanzó tasas de evaporación superiores a 90 kg/m² por hora.

El dispositivo integra el panel solar y el sistema de concentración óptica para funcionar sin conexión a la red eléctrica ni suministro externo de combustible. Esta configuración permite plantear su utilización en situaciones en las que las infraestructuras convencionales de abastecimiento de agua hayan quedado dañadas o no estén disponibles. Los investigadores señalan que la tecnología podría aplicarse como sistema portátil de tratamiento de agua en situaciones de emergencia, incluidas inundaciones, terremotos o conflictos, donde el acceso a fuentes de agua potable puede verse interrumpido.

El estudio “Solar-operated interlayer electrothermal evaporator enabling instant high-flux freshwater production across multiple scenarios” publicado la pasada semana en Nature Water. Los ensayos exteriores se realizaron con un prototipo de pequeñas dimensiones durante días concretos de enero y febrero de 2025.

Los resultados demuestran el funcionamiento del concepto, pero todavía es necesario desarrollar unidades de mayor tamaño y evaluar su funcionamiento durante periodos prolongados en condiciones reales antes de determinar su capacidad de aplicación a gran escala.