Investigadors d'UniSA han desenvolupat una tècnica rendible que podria subministrar aigua potable a milions de persones vulnerables mitjançant materials sostenibles i llum solar.
Menys del 3 % de l’aigua mundial és dolça i, a causa de les pressions del canvi climàtic, la contaminació i els patrons canviants de la població, en moltes zones aquest recurs, ja és escàs i cada cop ho és més.
Actualment, 1.422 milions de persones, inclosos 450 milions de nens, viuen en zones amb una elevada o extremada alta vulnerabilitat com a conseqüència de l'escassetat de l’aigua, i s’espera que creixi en les properes dècades.
Els investigadors de l’Institut d’Indústries Futures d’UniSA han desenvolupat un nou prometedor procés que podria eliminar l’estrès hídric per a milions de persones, incloses aquelles que viuen en moltes de les comunitats més vulnerables i desfavorides del planeta.
Un equip dirigit pel professor associat Haolan Xu ha refinat una tècnica per derivar aigua dolça a partir d’aigua de mar, aigua salobre o aigua contaminada, mitjançant una evaporació solar altament eficient, que proporciona suficient aigua potable diària per a una família de quatre persones en una font de solament 1 metre quadrat d’aigua.
En els darrers anys, hi ha hagut molta atenció sobre l'ús de l'evaporació solar per crear aigua potable fresca, però les tècniques anteriors han estat massa ineficients per ser pràcticament útils. S'han superat aquestes ineficiències i ara, aquesta tecnologia pot subministrar prou aigua dolça per donar suport a moltes necessitats pràctiques en una part del cost de les tecnologies existents, com és l'osmosi inversa.
Al centre del sistema hi ha una estructura fototèrmica d’alta eficiència que s’assenta a la superfície d’una font d’aigua i converteix la llum solar en calor, enfocant l’ energia precisament a la superfície per evaporar ràpidament la part més alta del líquid.
Mentre que altres investigadors han explorat tecnologies similars, els treballs anteriors han estat obstaculitzats per la pèrdua d’energia, ja que la calor passa a l’aigua de la font i es dissipa a l’aire superior.
Anteriorment, molts dels evaporadors fototèrmics experimentals eren bàsicament bidimensionals; només eren una superfície plana i podien perdre del 10 al 20 % d'energia solar per l'aigua a granel i el medi ambient circumdant.
S'ha desenvolupat una tècnica que no només evita cap pèrdua d'energia solar, sinó que realment extreu energia addicional de l'aigua i del medi ambient circumdant, cosa que significa que el sistema funciona amb una eficiència del 100 % per a l'entrada solar.
En contrast amb les estructures bidimensionals utilitzades per altres investigadors, s'ha desenvolupat un evaporador tridimensional, semblant a un dissipador de calor.
El seu disseny, allunya l’excés de calor de les superfícies superiors de l’evaporador (és a dir, la superfície d’evaporació solar), distribuint calor a la superfície per a l’evaporació de l’aigua, refredant així la superfície superior de l’evaporació i realitzant pèrdues d’energia durant l’evaporació solar.
Aquesta tècnica de dissipador de calor significa que totes les superfícies de l’evaporador es mantenen a una temperatura inferior a la de l’aigua i l’aire circumdants, de manera que l’energia addicional flueix des de l’entorn extern d’energia superior cap a l’evaporador d’energia inferior.
És el primer cas en extreure energia de l'aigua durant l'evaporació solar i a utilitzar-la, cosa que ha ajudat el procés a ser prou eficient per subministrar entre 10 i 20 litres d'aigua dolça per metre quadrat i dia.
A més de la seva eficiència, la funcionalitat del sistema es veu reforçada pel fet que està construït completament a partir de materials senzills i quotidians de baix cost, sostenibles i fàcils d’obtenir. Un dels principals objectius de la investigació era oferir-lo per a aplicacions pràctiques.
L'única excepció són els materials fototèrmics, però fins i tot allà s'utilitzava un procés molt senzill i rendible, i els avenços reals que s'han fet són el disseny del sistema i l'optimització del nexe energètic, no els materials.
A més de ser fàcil de construir i de desplegar, el sistema també és molt fàcil de mantenir, ja que el disseny de l’estructura fototèrmica evita que s’acumulin sals i altres contaminants a la superfície de l’evaporador.
En conjunt, el baix cost i el fàcil manteniment fan que el sistema , es pugui desplegar en situacions en què altres sistemes de dessalinització i purificació serien inviables financerament i operacionalment.
Per exemple, en remotes comunitats amb poblacions reduïdes, el cost de la infraestructura dels sistemes com l'osmosi inversa és simplement massa gran per justificar-ho però aquesta tècnica podria proporcionar una alterativa de cost molt més baix que seria fàcil de aplicar.
A més, com que és tan senzill i no requereix pràcticament cap manteniment, no cal de cap especialització tècnica per mantenir-lo en funcionament per tant, els costos de manteniment són mínims. Realment, aquesta tecnologia té el potencial de proporcionar una solució d'aigua neta a llarg termini a persones i comunitats que no es poden permetre's altres opcions. Aquests són els llocs on més es necessiten aquestes solucions.
A més de les aplicacions d’aigua potable, també, s'està explorant una sèrie d’altres usos de la tecnologia, incloent el tractament d’aigües residuals en operacions industrials.
Hi ha moltes potencials maneres d'adaptar la mateixa tecnologia, de manera que realment s'està al començament.
Font: Institut d’Indústries Futures
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada