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Destiladora fotovoltáica duplica producción de agua potable

Ingenieros surcoreanos crearon una membrana solar que purifica el agua de mar o el agua gris en líquido apto para el consumo humano.

ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas

El abasto de agua potable es una prioridad cada vez más importante en la agenda pública de todos los gobiernos, pues según datos del portal LifeWater.org, 748 millones de personas en todo el mundo carecen de acceso al vital líquido, lo que representa demográficamente el equivalente a lo doble de la población de Estados Unidos.

 

Este organismo además, recoge una serie de afectaciones producidas por la carencia de agua potable en poblaciones consideradas como vulnerables, principalmente en países pobres de África, Medio Oriente, Asia y América Latina.

Entre otras afectaciones, el reporte señala que alrededor de 2,000 millones de personas, o 1 de cada 4 individuos en el mundo no cuenta con retrete o un sitio digno para realizar sus necesidades fisiológicas.

La diarrea causada por beber agua contaminada es la principal causa de muerte en la población infantil, arrebatando en promedio una vida cada 60 segundos. Alrededor de una cuarta parte (22%) de los centros de salud de países menos desarrollados no tienen agua potable.

El décimo punto enlistado en el sitio Web de LifeWater.org, se indica que por cada dólar invertido en agua potable y saneamiento, se obtiene un rendimiento de entre 5 y 28 dólares, lo que se traduce en un aumento de la actividad económica y una reducción de los costos de la atención de la salud, por lo que el acceso al agua potable estimula la economía a largo plazo.

En el mundo hay 748 millones de personas que carecen de acceso al vital líquido. (Fuente: LifeWater.org).

 

Teniendo lo anterior en cuenta, investigadores del Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología (KIST) desarrollaron una tecnología compuesta por unas membranas de destilación que pueden potabilizar de forma eficiente el agua de mar o de las fuentes conocidas como aguas grises.

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El proyecto es liderado por el Dr. Kyung-guen Song, académico asignado al Centro de Investigación sobre el Ciclo del Agua de universidad KIST, y lo acompaña el científico especializado en diseño de dispositivos opto-electrónicos y ciencia de los materiales, Dr. Won-jun Choi.

La iniciativa también utiliza celdas solares para para integrar la solución integral bajo un esquema de herramienta autosustentable, en donde las membranas fungen como cedazo para convertir el agua de mar en agua potable para el consumo humano.

Durante el proceso de destilación, el agua se evapora del agua de mar mediante energía térmica y pasa a través de una membrana hidrofóbica que separa el vapor de agua del agua de mar. El vapor de agua se condensa entonces para producir agua potable.

El sistema del mismo modo implementa módulos fotovoltáicos para recoger la luz solar y calentar el agua. De acuerdo a los ingenieros coreanos, los absorbedores solares comercializados anteriormente tienen un bajo rendimiento de absorción solar y sólo pueden ser utilizados en ciertas áreas con las condiciones de radiación solar adecuadas. Otra debilidad de los sistemas existentes tradicionales es que deben ser muy grandes para poder absorber la cantidad necesaria de radiación solar, algo que han mejorado presumiblemente con su nuevo diseño.

A través de celdas solares (9 paneles, de 5 cm por 5 cm de tamaño), el equipo del Dr. Kyung-guen song está discutiendo el proceso de producción de agua potable de gran eficiencia con la tecnología de destilación a base de membranas. (Crédito: Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea – KIST).

 

Los científicos utilizaron titanio (Ti) y fluoruro de magnesio (MgF2) en una película multicapa para desarrollar el absorbedor solar, y aclaran que también se puede crear de forma sencilla utilizando un evaporador de electrohaz.

Como resultado, el módulo solar absorbe más del 85% de la energía solar con una longitud de onda de 0,3-2,5 μm, que es el principal espectro de la energía solar, al tiempo que calienta el agua a temperaturas superiores a los 80 grados C. Con esto fue posible producir 4.78 L/m2 de agua potable durante un período de 10 horas en un día despejado, lo que supone un nivel muy alto de rendimiento y un volumen de producción de más del doble del de los absorbedores solares comercializados convencionalmente.

Finalmente, los académicos defendieron su trabajo sosteniendo que en comparación con los métodos de desalinización térmica existentes, la destilación por membrana puede realizarse a bajas temperaturas, lo que significa que requiere menos energía y, por lo tanto, es una prometedora tecnología de desalinización de próxima generación.

"Este estudio combina tecnologías de materiales con las tecnologías de tratamiento de aguas, y es significativo en el sentido de que es un caso exitoso de investigación que ha dado lugar a logros revolucionarios", comentó el Dr. Kyung-guen Song del KIST. "Planeamos continuar desarrollando tecnologías de tratamiento de agua que apliquen tecnologías de materiales avanzadas a través de una investigación integrada continua".

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