Los investigadores de la Universidad Nacional de Australia (ANU) han desarrollado una tecnología simple y eficiente en costos que promete transformar radicalmente la extracción de recursos valiosos como el litio de depósitos de salmuera, con detalles de la investigación publicados en la revista Nature Water.
Este nuevo estudio se basa en el primer método de desalinización térmica de agua de mar lanzado por ANU en 2024, que mantiene el agua siempre en estado líquido. El nuevo hallazgo del equipo es que, utilizando calentamiento no uniforme y cambios lentos en la concentración de sal en el sistema, la cantidad de líquido recolectado puede aumentar casi 40 veces; agregar materiales parcialmente aislantes puede mejorar drásticamente la eficiencia energética.
Los investigadores afirman que este método proporciona una vía más ecológica para la minería de salmuera, que es un proceso clave en la producción global de litio. El profesor adjunto y investigador principal, Juan Felipe Torres, dijo: “Nuestro método de difusión térmica ya se ha utilizado con éxito para la desalinización del agua de mar, al mismo tiempo que reduce los costos de energía y problemas de corrosión”.
La desalinización del agua de mar es un método importante para resolver la escasez global de agua dulce, pero tiene desventajas como alto consumo de energía, impactos ambientales y materiales costosos. Las tecnologías tradicionales se dividen en dos categorías: sistemas basados en membranas, como la ósmosis inversa (RO), que son eficientes pero de alto costo de mantenimiento y consumo de energía; y procesos de calentamiento intensivos en energía.
Para resolver estos problemas, los investigadores de ANU inventaron la desalinización por difusión térmica (TDD), un método revolucionario totalmente líquido y sin membranas impulsado por calor suave. En comparación con las tecnologías tradicionales, TDD es más fácil de escalar en producción, previene cambios de fase y reduce la corrosión.
El nuevo estudio demuestra el potencial del cascada de Burgers líquido (LBC) para mejorar TDD y la salinización por difusión térmica (TDS) en la desalinización del agua de mar y la concentración de salmuera. Este diseño integra elementos clave como separación parcial basada en flujo, límites conductores en forma de U para optimizar la distribución de temperatura, tasas de recuperación objetivo e aislamiento, mejorando significativamente el rendimiento.
Los investigadores creen que este método puede manejar salmueras de alta salinidad comunes en la desalinización del agua de mar y la industria del petróleo y gas, sin necesidad de membranas o químicos peligrosos. En este estudio, los científicos probaron LBC con agua de mar real de la costa australiana, encontrando que LBC mejoró significativamente la tasa de recuperación de agua de mar y redujo exitosamente la salinidad en comparación con dispositivos de canal único anteriores, y los resultados del estudio coincidieron altamente con las simulaciones computacionales.
Los investigadores probaron varias técnicas para mejorar el rendimiento, incluyendo aislar componentes del sistema, cambiar la distribución de temperatura, ajustar condiciones de flujo y seleccionar tasas de recuperación ideales. Estas modificaciones aumentaron la producción de agua y la eficiencia energética en aproximadamente 40 veces en comparación con el diseño básico.
La Dra. Shuqi Xu, investigadora de ANU y coautora del estudio, dijo: “Nuestro estudio demuestra cómo el método puede controlar la concentración de salmuera para producir sal sin evaporación. Las mejoras futuras podrían aumentar el flujo y la eficiencia energética en al menos 40 veces”.
Además, en enero de 2025, ingenieros de la Universidad de Michigan y la Universidad Rice desarrollaron electrodos de tela de carbono que eliminan efectivamente el boro del agua de mar, proporcionando una solución más segura y sin corrosión química para la desalinización del agua de mar.
