Science Tokyo: Nuevo método para extraer agua dulce y magnesio
Un equipo del Institute of Science Tokyo (Science Tokyo) ha desarrollado un método con estaño líquido que permite extraer agua dulce y magnesio de la salmuera concentrada sin necesidad de excavar. La clave está en un proceso de desgasificación al vacío que elimina las impurezas que hasta ahora limitaban el aprovechamiento industrial de estos residuos.
El trabajo lo firman el estudiante de doctorado Toranosuke Horikawa y el profesor asociado Masatoshi Kondo, ambos del Zero Carbon Energy Research Laboratory. Su propuesta ataca uno de los problemas más incómodos de la desalinización: qué hacer con la salmuera que sobra.
50 billones de litros de salmuera al año que hoy se devuelven al mar
La escasez de agua, empujada por el cambio climático y el crecimiento de la población, ha multiplicado la dependencia de las plantas desalinizadoras. El problema es que estas instalaciones generan unos 50 billones de litros de salmuera al año, un volumen que supera incluso la cantidad de agua dulce que producen.
Ese residuo suele verterse de vuelta al océano a pesar de que contiene minerales valiosos como sodio y magnesio. Este último es crítico para las industrias aeroespacial, automotriz, de baterías y de cemento.
- Métodos convencionales: consumen demasiada electricidad o productos químicos.
- Residuo secundario: los procesos actuales generan desechos adicionales.
- Resultado: la recuperación de minerales de la salmuera sigue siendo ineficiente.
Estaño líquido a 400 °C: así funciona el proceso paso a paso
La investigación previa del equipo ya había demostrado que el estaño líquido caliente, al contacto con salmuera de desalinización, hace evaporar el agua, que se recupera como agua destilada. Al mismo tiempo, metales como magnesio, sodio, calcio y potasio quedan absorbidos en el estaño.
El obstáculo era que el cloro y el azufre también se absorbían, reaccionando con el magnesio y formando compuestos como el sulfato de magnesio, de utilidad industrial limitada. La solución fue introducir un proceso de desgasificación al vacío para eliminar esas impurezas no metálicas.
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En la fase inicial del experimento, el equipo fundió unos 8 gramos de estaño a entre 573 y 673 K (300-400 °C). La salmuera artificial, preparada con agua pesada para el seguimiento de isótopos, se suministró a un ritmo de 0,1 mL por minuto.
Después, el estaño impregnado de salmuera se calentó bajo un vacío elevado, de unos 10⁻³ Pa, desde 573/673 K hasta 973 K (700 °C), a una velocidad de 2,5 K por minuto y con una retención de 10 minutos.
Entre el 59% y el 67% de los gases eliminados en el laboratorio
El análisis de gases confirmó la liberación de especies de cloro y azufre, incluidos HCl, DCl, Cl₂, SO₂ y H₂S. A partir de los cambios de masa, los investigadores estimaron que entre el 59% y el 67% de los componentes gaseosos procedentes de la salmuera se eliminaron con éxito.
El resultado abre la puerta a un magnesio recuperado con menos contaminantes y a un aprovechamiento doble de la salmuera: agua destilada por un lado y metales por otro. El siguiente reto del equipo será escalar el proceso más allá de los 8 gramos de estaño del experimento de laboratorio.
Información publicada originalmente por El Periódico de la Energía.