Una tecnología que multiplica la eficiencia de las plantas desalinizadoras

El reto de disponer de agua potable es, sin duda, uno de los más acuciantes del siglo XXI. El calentamiento global y la desertización, junto con la contaminación de acuíferos y ríos, han ido laminando la disponibilidad de agua apta para el consumo humano. La desalación de agua de mar es una de las técnicas con mayor arraigo, especialmente en países de Oriente Medio. El reverso oscuro es su gran consumo energético, generalmente por medio de energías fósiles. En un primer momento, hablamos de mediados del siglo XX, se utilizaba la evaporación del agua, pero el coste y la lentitud aconsejaban desarrollar nuevos procedimientos. Es el camino que se ha seguido desde la ósmosis inversa hasta la desionización capacitiva (CDI).

En la actualidad, una de las tecnologías más utilizadas es la ósmosis inversa, que ya abordamos en nuestro artículo acerca de la energía azul y se emplea en el 60% de las plantas desalinizadoras. Esencialmente, la ósmosis inversa, como se explica en esta infografía, se basa en una serie de membranas que separan dos soluciones  de agua. Una de ellas contiene sales, mientras que la otra no. Normalmente, los líquidos buscan el equilibrio de concentraciones, es decir, que el agua con menor concentración de sales fluye hacia el compartimento del agua salada. En cambio, si aplicamos una presión sobre el agua salada, esta fluirá hacia el agua dulce y las membranas filtrarán las moléculas de sal. Sin embargo, sigue siendo una solución con un coste energético relativamente elevado.

Hacia una nueva generación de plantas desalinizadoras

Y aquí llegamos a la desionización capacitiva, un novedoso sistema aún en desarrollo que, además de eliminar la sal del agua, permite almacenar energía. ¿Cómo funciona? Pues, grosso modo, por medio de unos electrodos (ánodos y cátodos) que atraen los iones de sal al aplicarles una corriente eléctrica. A su vez, al interrumpir la corriente en la llamada fase de regeneración, los iones se liberan y generan electricidad. El principal obstáculo reside en desarrollar los condensadores electroquímicos necesarios, ya que existen problemas de oxidación en esa segunda fase. Además, en estos momentos solo sirve para eliminar concentraciones de sal pequeñas, ya que al aplicar corrientes eléctricas mayores de 1,2 v, se incrementa exponencialmente la corrosión de los electrodos cada vez que se liberan los iones. Diversos laboratorios están trabajando en esta prometedora tecnología de desalinización del agua que, teóricamente, requeriría un gasto energético entre cinco y seis veces menor a la ósmosis inversa.

Una de las últimas novedades en este terreno proviene de las investigaciones de un equipo de científicos de la Universidad de Pensilvania que han creado un sistema de desalinización del agua llamado desionización de electrodos de baterías (battery electrode deionization o BDI). Su solución pasa por la creación de una célula con dos electrodos en los extremos y dos canales separados por una membrana. Los científicos han hecho circular dos soluciones (una salina y otra de agua dulce), aplicando una corriente continua. La primera ventaja es que se obtienen los mismos resultados con la mitad de voltaje (0,6v). Por el otro, basta con cambiar la dirección de la corriente (+0,6v o -0,6v) en lugar de interrumpirla y producir agua desalada y concentrada en ambos compartimentos simultáneamente para poder prescindir de la fase de regeneración.  Y además, apilando membranas adicionales entre los electrodos, se podría reducir todavía más dicho consumo de energía.

Por el momento, es una tecnología que solo opera fiablemente en presencia de concentraciones salinas reducidas, aunque sus impulsores se muestran optimistas con respecto a las aplicaciones futuras, una vez que la tecnología esté más madura.

Fuente: Science Daily