Beauchef Magazine - Especial recursos hídricos - Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas

sea mucho más sostenible este tipo de plantas y, sobre todo, que se generen menos desechos ” , agrega. Recuperación de agua a menor escala Otros tipos de procesos de desalinización son aquellos que utilizan la destilación o la evapo- ración del agua para separarla de las sales. En este contexto, surgió el estudio a cargo del académico del Departamento de Ingeniería Química, Biotecnología y Materiales, Humberto Palza, quien, junto a un grupo de estudiantes, incorporó la nanotecnología y la energía solar a esta ecuación. Debido a que el agua es transparente, la radia- ción atraviesa el líquido, siendo absorbido un es- pectro muy específico y reducido de la luz solar. Para evitar esto, surge la idea de los nanofluidos (solución compuesta por nanomateriales y un líquido base). “ Al agregar directamente nano- partículas al agua, estas absorben muy fuerte la radiación y calientan el medio donde se encuen- tran, de tal manera que logran evaporar el agua, mejorando en un factor de tres, cinco e incluso diez, la eficiencia de captura solar. Con esto se pasa de un sistema que es casi inerte a un sistema que frente al estímulo solar va a gene- rar vapor ” , explica el académico, quien agrega que el sistema es muy eficiente y, como genera vapor, se puede utilizar en otras aplicaciones industriales donde se necesite. “ En particular, se puede hacer un sistema de evaporación de agua de mar, porque quedaría retenida la sal y evaporaría el agua ” . El proyecto comenzó utilizando nanopartículas de cobre diseñadas y moduladas específica- mente para la captura de radiación en el es- pectro visible del sol. El resultado —a escala de laboratorio— fue positivo, logrando una tasa de evaporación seis veces mayor con respecto al agua pura; no obstante, los altos costos del ma- terial los llevó a enfocarse en otros materiales. “ Actualmente estamos buscando diferentes partículas que compitan con el cobre o el gra- feno —el cual también tiene resultado eficiente, pero caro—. Como Chile también es productor de molibdeno, estamos probando con este ma- terial, que además es mucho más barato que el grafeno. Ahora se está trabajando para validar el disulfuro de molibdeno, que es una nanopartí- cula natural y que se comporta igual que el gra- feno en cuanto a su capacidad de absorción de energía y su eficiencia de absorción ” , indica el académico. Con estas investigaciones se busca mejorar el sistema de evaporación de agua por luz solar, acercándose más a un sistema de desaliniza- ción más amigable con el medioambiente y con mejor eficiencia y costo. “ No queremos compe- tir con la membrana de osmosis inversa, porque comercialmente funciona y es masiva. Lo que queremos es buscar una estrategia que sea más sustentable y que sea a una escala menor; pue- de ser domiciliaria, puede ser para lugares que no tengan accesos a estas membranas. Para el proceso de osmosis inversa hay un gran costo, una inversión importante, que se suma a un gasto energético más o menos relevante. Con nuestra propuesta evaporas el agua sin gasto energético, 100% basado en luz solar ” , señala Humberto Palza. ESPECIAL 24 ¿y qué se hace con la salmuera? Si bien la implementación de plantas de desali- nización es considerada una solución a la esca- sez hídrica, el agua concentrada por el proceso de osmosis inversa genera una salmuera como desecho que se transforma en un problema para el medioambiente. A pesar de que al 2030 se espera un gran incre- mento de plantas desalinizadoras en nuestro país, aún no existe una regulación adecuada para evitar lo más posible el impacto de la sal- muera al ecosistema circundante. En este sentido, el grupo de la investigadora del AMTC también está explorando procesos de separación mediante destilación/cristalización por membrana como una forma de tratar solu- ciones muy concentradas de sales, como estas salmueras. Esto, en respuesta a las nuevas ten- dencias, respecto a la descarga cero líquido o Zero Liquid Discharge (ZLD). “ Entre las ventajas potenciales de la implementación de métodos ZLD está la recuperación máxima de agua, re- cuperación de materias primas aprovechables (sales inorgánicas presentes en la salmuera) y la disminución considerable del impacto am- biental de las operaciones de desalinización. Con ello, se estaría promoviendo también el concepto de valorización de los residuos en un contexto de economía circular. Basado en esto, el equipo de investigación desarrolla mem- branas con propiedades ad-hoc a procesos de destilación/cristalización aplicadas a salmueras del proceso de osmosis inversa a fin de recuperar agua y elementos de valor desde dichas sales una vez cristalizadas ” , explica Andreina García. Sistema para generar vapor desde un nanofluido empleando un disco Fresnel (concentrador de luz solar).