La destilación solar es una tecnología relativamente reciente en el mercado doméstico, donde compite con la destilación eléctrica. En este artículo repasamos sus ventajas y en qué casos puede ser una opción adecuada para la desalación.
Qué es la destilación solar
Abastecer de agua a la población mundial es un reto creciente: muchos países sufren escasez de agua o tienen habitantes que consumen agua contaminada. Por eso interesa aprovechar recursos renovables como la energía solar para producir agua potable. La destilación solar utiliza la energía del sol para separar el agua potable de las sales y otros contaminantes.
El agua bruta absorbe calor y su temperatura aumenta progresivamente. El calor la evapora; el vapor se enfría y se condensa, y los contaminantes quedan atrás. Los destiladores solares también sirven para sistemas de abastecimiento autónomos de baja capacidad.
Cómo funciona la destilación solar
Los destiladores solares se usan sobre todo en zonas aisladas con acceso limitado al agua potable. Su principio es sencillo y eficaz: reproduce el proceso natural por el que se forma la lluvia.
La destilación solar se basa en dos fenómenos: evaporación y condensación. Las sales y los minerales no se evaporan con el agua; la sal común, por ejemplo, no pasa a vapor hasta superar los 1400 °C.
Aun así, evaporar el agua requiere mucha energía. Calentar un kilogramo de agua de 0 a 100 °C exige una cantidad determinada de energía, pero convertirlo en vapor a 100 °C requiere unas cinco veces y media más. Casi toda esa energía se libera de nuevo cuando el vapor se condensa.
La mayoría de los destiladores son recipientes de fondo negro llenos de agua y cubiertos con plástico o vidrio transparente. El material oscuro absorbe la radiación solar y acelera la evaporación; el vapor se condensa en la cubierta transparente y se recoge.
La mayoría de los contaminantes no se evaporan y quedan en el recipiente. Sin embargo, un destilador necesita unos seis metros cuadrados para producir el agua que una persona necesita al día, por lo que para producir grandes volúmenes harían falta muchos equipos.
Por qué la destilación solar es interesante
Los sistemas de destilación solar son adecuados para pequeñas capacidades en zonas aisladas, áridas o semiáridas. Su interés está en sus ventajas ambientales y socioeconómicas:
1. Ventajas ambientales
- Utiliza una fuente de energía gratuita y renovable.
- Diversifica las fuentes de agua potable y reduce la presión sobre los recursos de agua dulce locales.
2. Ventajas socioeconómicas
- Produce agua potable a partir de agua salina o salobre (las aguas residuales y grises deben tratarse antes de destilarse), lo que reduce el estrés hídrico y los riesgos sanitarios del agua contaminada.
- No tiene costes energéticos de funcionamiento y su instalación es relativamente barata.
- Los destiladores solares no tienen piezas móviles, por lo que son fiables y requieren muy poco mantenimiento.
- Contribuye a la adaptación al cambio climático y a su mitigación.
Energía necesaria para la destilación solar
La destilación solar puede ser económicamente viable para desalar agua salada a pequeña escala. Es una tecnología sencilla, económica y baja en carbono, que utiliza energía solar gratuita y no contaminante.
La energía necesaria para evaporar agua (calor latente de vaporización) es de 2260 kJ/kg. Es decir, producir 1 litro de agua potable (1 kg, ya que la densidad del agua es 1 kg/L) destilando agua salada requiere 2260 kJ de calor.
Esta cifra no tiene en cuenta que el rendimiento real del destilador es inferior al 100 %, ni la posible recuperación del calor latente que se libera al condensar el vapor. Como referencia, bombear un kilogramo de agua a 20 metros de altura solo requiere unos 0,2 kJ.
Por eso, la destilación solar se plantea sobre todo donde no hay una fuente local de agua dulce que pueda bombearse con facilidad.
Claves de diseño de un destilador solar eficiente
Para obtener un buen rendimiento, el destilador solar debe mantener:
- pocas fugas de vapor;
- una temperatura alta del agua de alimentación;
- una diferencia de temperatura importante entre la superficie de condensación y el agua de alimentación.
Una temperatura de alimentación alta se consigue si:
- las pérdidas de calor por las paredes y el fondo son bajas;
- el agua absorbe como calor un porcentaje alto de la radiación incidente, para lo que se necesitan una cubierta de baja absorción y una superficie que absorba bien la radiación.
Una diferencia de temperatura importante se consigue si:
- el calor que cede el vapor al condensarse se retira rápidamente de la superficie de condensación, por ejemplo con una segunda corriente de aire o agua, o condensando por la noche;
- la superficie de condensación absorbe poca o ninguna radiación incidente.
Conclusión
La destilación solar se diferencia de otros métodos con mayor consumo energético, como la ósmosis inversa o la ebullición, en que utiliza energía solar gratuita y limpia. Es una buena opción para pequeñas capacidades en zonas aisladas; para caudales mayores, la ósmosis inversa sigue siendo la tecnología de referencia.
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