Calor de baja calidad de fuentes renovables podría desalinar agua

Un equipo de investigación liderado por la Universidad McGill ha demostrado la viabilidad de un método sostenible y rentable para desalinar agua de mar. Este método, conocido como ósmosis inversa térmicamente impulsada (TDRO), utiliza un sistema basado en pistones que se alimenta de calor de baja calidad proveniente de fuentes renovables como la energía solar térmica y geotérmica para producir agua potable.

Aunque investigaciones previas habían mostrado promesas, este estudio es el primero en analizar los límites termodinámicos de la TDRO. Los resultados han acercado a los investigadores a la realización de una tecnología que podría mejorar el acceso al agua y aumentar la sostenibilidad de la infraestructura.

"La mayoría de la desalación se realiza mediante ósmosis inversa, que utiliza electricidad para impulsar el agua a través de una membrana", comentó Jonathan Maisonneuve, coautor del estudio y profesor asociado de Ingeniería de Recursos Biológicos.

"El desafío de usar calor radica en que se necesita mucho más calor para hacer lo que se puede lograr con una pequeña cantidad de electricidad. Por lo tanto, si podemos encontrar una manera de aprovechar el calor existente de fuentes renovables, eso podría ser muy ventajoso, ya que es tan abundante", agregó Maisonneuve.

El artículo titulado "Ósmosis inversa térmicamente impulsada: termodinámica de un nuevo proceso que utiliza calor para la desalación y purificación de agua", escrito por Saber Khanmohammadi, Sanjana Yagnambhatt, Dan DelVescovo y Jonathan Maisonneuve, fue publicado en Desalination el 15 de octubre de 2025.

Abordando las crisis del agua y la energía

La desalación basada en electricidad, que a menudo es inaccesible en áreas remotas, requiere entre uno y cuatro kilovatios hora (kWh) para producir un metro cúbico de agua potable.

Según el análisis de los investigadores, que optimizó varios elementos de un diseño propuesto por el investigador del MIT Peter Godart, la TDRO requeriría 20 kWh por metro cúbico.

"Todavía hay una gran diferencia si se compara con uno a cuatro kWh, pero dado que el calor es más barato que la electricidad, no tenemos que cerrar completamente esa brecha", afirmó Maisonneuve.

La TDRO funciona calentando y enfriando una pequeña cantidad de fluido en una cámara sellada, conocida como fluido de trabajo. Esta fluctuación de temperatura expande el fluido de trabajo, lo que provoca que impulse un pistón para empujar el agua de mar a través de una membrana de ósmosis inversa, combinando efectivamente un ciclo termodinámico con purificación de agua.

Al estudiar y optimizar la relación entre el fluido de trabajo y el fluido de agua de mar, así como los tamaños de los pistones, los investigadores demostraron que la TDRO tiene un potencial de rendimiento mejor de lo que se pensaba anteriormente. El método también se compara favorablemente con las tecnologías de desalación térmica existentes, aunque los investigadores señalan que se requiere más estudio.

"A continuación, necesitamos modelarlo en detalle, ver qué tan rápido puede operar el sistema e introducir una serie de efectos no ideales, como la pérdida de calor a través del entorno", concluyó Maisonneuve.