Naciones Unidas proyecta que, para 2050, casi la mitad de la población urbana mundial no tendrá acceso suficiente a agua potable, un aumento del 50% respecto de 2016. Frente a ese escenario, un equipo de la Universidad de Cornell, en Estados Unidos, exploró una alternativa mucho más simple que una planta desalinizadora convencional: la generación interfacial de vapor solar (ISVG), una técnica que consiste en calentar únicamente la fina capa de agua situada sobre un material absorbente, en lugar de calentar todo un depósito, según la Universidad de Cornell.
De un ave del paraíso a un tejido ultranegro
El punto de partida del proyecto, liderado por la profesora Larissa Shepherd y con Kyuin Park como primer autor, fue un desarrollo previo del mismo laboratorio: un tejido de lana merina teñido con polidopamina (PDA), un polímero inspirado en la melanina capaz de absorber luz cercana al infrarrojo y convertirla en calor. Con un tratamiento adicional de grabado por plasma, inspirado en la estructura microscópica de las plumas del ave del paraíso, el equipo había logrado antes una lana «ultranegra» con una reflectancia media de apenas el 0,13% de la luz visible: prácticamente toda la luz que llega al tejido queda absorbida en vez de reflejarse.
Cómo la lana hace todo el trabajo
La elección de la lana no fue solo por ser un material biodegradable. Su estructura fibrosa le permite transportar agua por capilaridad, de forma similar a como una toalla absorbe un charco, manteniéndose parcialmente sumergida mientras sus fibras llevan agua de forma continua hacia la zona iluminada por el sol. El ciclo completo funciona así: el tejido absorbe agua, la radiación solar calienta su superficie gracias a la polidopamina, el agua se evapora y ese vapor se condensa después en otra superficie, separado ya de las sales y de buena parte de los contaminantes no volátiles.
Vertical y con espejos: la configuración que más rindió
El equipo probó tres disposiciones distintas bajo un simulador solar: horizontal, vertical iluminada por una sola cara, y vertical iluminada por ambas caras con la ayuda de espejos. Esta última configuración resultó la más eficiente, casi el doble que un sistema horizontal tradicional: la lana teñida solo con polidopamina alcanzó una tasa de evaporación de 2,21 kilogramos por metro cuadrado y hora, mientras que la versión ultranegra llegó a 2,43 kilogramos, el equivalente a 2,43 litros de agua evaporada por cada metro cuadrado de tejido en una hora, bajo una iluminación equivalente a la de un sol.
Sin sal acumulada durante 10 horas
El principal enemigo de cualquier evaporador pensado para agua de mar es la sal: a medida que el agua se evapora, la sal que queda atrás puede cristalizar sobre la superficie, bloquear los poros del material y hacer caer el rendimiento con el tiempo. En las pruebas de Cornell, el sistema mantuvo una tasa de evaporación estable durante 10 horas continuas sin acumulación visible de sal, y el agua recolectada tras la condensación registró niveles de salinidad muy por debajo del estándar de agua potable de la Organización Mundial de la Salud.
La versión más simple podría ser la más útil
Uno de los hallazgos más prácticos del estudio tiene que ver justamente con qué versión conviene fabricar. El tratamiento con plasma que crea la lana ultranegra añade una etapa industrial más al proceso, a cambio de una mejora de apenas el 10% en la tasa de evaporación respecto de la lana teñida solo con polidopamina. Para sistemas pensados para comunidades rurales, situaciones de emergencia o instalaciones aisladas, evitar ese paso adicional de fabricación puede valer más que ese incremento marginal de rendimiento; en regiones con menor disponibilidad de radiación solar, en cambio, la mayor capacidad de absorción de la versión ultranegra sí podría justificar el costo extra.
Lo que todavía falta
La tecnología sigue en fase de demostración de laboratorio: los resultados provienen de un simulador solar, no de condiciones reales al aire libre, y las diez horas de funcionamiento continuo probadas todavía son insuficientes para conocer su desempeño a lo largo de semanas, meses o años de exposición a agua de mar real, suciedad y radiación ultravioleta. El equipo ya planea a futuro probar el sistema con agua de lluvia y aguas residuales, además de mejorar el diseño de recolección del vapor condensado, la pieza que en definitiva va a determinar si esta lana termina siendo una curiosidad de laboratorio o una herramienta real para producir agua potable en los lugares donde una planta desalinizadora convencional simplemente no tiene sentido.
