¿Producir agua dulce en zonas desérticas?

¿Cómo podrían abastecerse regiones desérticas como La Guajira o el desierto de la Tatacoa de agua dulce? Esta es una de las preguntas que busca resolver la investigación de los profesores Farid Cortés y Farid Chejne, de la Facultad de Minas de la Universidad Nacional, sede Medellín.

Este proyecto, adscrito al departamento de Procesos y Energía y que nació en el grupo de investigación Fenómenos de Superficie Michael Polanyi, se comenzó a pensar hace 10 años, pero solo hasta el año pasado lograron desarrollarlo.

Según Cortés, se trata de un dispositivo simple y de bajo costo, el cual trabaja con un material higroscópico que tiene una capacidad muy alta de capturar el agua que está dispersa en el aire, que es lo que conocemos como humedad.

“Este dispositivo trabaja muy bien en las noches porque es donde las zonas desérticas tienen humedades relativas muy altas. Así que las capturamos en la noche, mediante un proceso llamado adsorción y, en el día, mediante la energía solar, desorbemos. Es decir, despojamos esa agua que capturamos con este material y luego la condensamos en el mismo dispositivo”, afirmó.

¿Cómo funciona?

Este proyecto quedó entre las propuestas financiables de la convocatoria de Proyectos para el Fortalecimiento de la Innovación en la Universidad Nacional de Colombia, a partir del Desarrollo de Prototipos y Experiencias Piloto 2019-2021.

La propuesta se basó en el desarrollo de súper materiales para capturar el agua del aire, los cuales van dentro de un dispositivo de fácil manejo que aprovecha la cantidad de agua presente en el aire por metro cúbico para la producción de agua potable, a partir de la deshumidificación del aire en climas desérticos.

“Los materiales que hemos desarrollado están modificados tanto en su estructura interna con hierro, para una mejor transferencia de calor, como superficialmente para atrapar mayor cantidad de agua”, explicó Dahiana Galeano, estudiante de maestría en Ingeniería Química e integrante del grupo de investigación.

Galeano también explicó que el agua que el material desarrollado adsorbe está presente en el aire (humedad relativa) y esta es producida haciendo uso de un dispositivo cerrado que, a partir de un diferencial de temperatura, permite la condensación del vapor de agua.

Así, el equipo para el proceso de producción de agua dulce consta de dos zonas: la “caliente”, donde se realiza el proceso de desorción y la zona “fría”, donde se lleva a cabo el proceso de condensación.

Los resultados

Los modelos de adsorción-desorción, explicados anteriormente por Cortés, junto con el diseño del dispositivo de soporte para el material, generaron rendimientos superiores al 80 % en condiciones de humedad relativa (HR) del 71 %, con una temperatura de adsorción de 15°C y una temperatura de desorción de 70°C.

El dispositivo fue probado entre octubre y noviembre del año pasado en Santa Fe de Antioquia, y los resultados fueron exitosos: se produjo en el día un 17 % de agua dulce, basado en la captura del agua del aire con una humedad relativa del 35 %.

Es por esto que, según Cortés, esta investigación abre un panorama prometedor para la generación de agua dulce a partir de la deshumidificación del aire.

Una alternativa prometedora

Según el Ministerio de Vivienda, Antioquia fue uno de los departamentos que a principios de este año presentó desabastecimiento de agua potable por cuenta de la sequía. Municipios como Arboletes y Necoclí fueron los más afectados.

El objetivo de este avance tecnológico es precisamente poder suplir de agua dulce a zonas donde este líquido escasea.

“Nosotros queremos tener en zonas desérticas, por ejemplo, un techo al que le podamos colocar una capa de carbón activado para que recoja la humedad y luego condensarla”, expresó Chejne.

Actualmente se está pensando en el carbón activado como uno de los materiales que se pueden usar para recoger la humedad de la noche.

“En el día el sol calienta el carbón activado, que estaría dentro de un recipiente con vidrio. Cuando atraviesa la radiación solar, se desprende el agua y esta se puede recoger y condensar”, indicó Chejne.

Los costos

Inicialmente este dispositivo costó $300.000, presupuesto que fue invertido por Cortés y Galeano para probar la eficiencia y eficacia del proyecto.

Por su parte, la Universidad Nacional, sede Medellín, ha invertido hasta el momento $25 millones para la optimización del prototipo.

Aunque los investigadores afirmaron que aún no tienen un costo confirmado para la implementación del proyecto a gran escala, aseguraron que, dados los resultados positivos obtenidos, el dispositivo es de bajo costo, ya que trabaja únicamente con energía solar.