Un equipo de la Universidad de Rochester presentó un método de desalinización que usa energía solar y evita la generación de salmuera, al mismo tiempo que recupera minerales valiosos como el litio. La innovación promete reducir el impacto ambiental de las plantas actuales y ofrecer una ruta más sustentable para beber agua y obtener recursos críticos.
La técnica se basa en paneles de metal negro microtexturados con láseres de femtosegundo que combinan alta absorción de luz y una capacidad excepcional para atraer y distribuir el agua. Esa superficie activa evapora una fina película de agua con la energía solar, dejando los minerales concentrados en zonas pasivas del panel donde se pueden recoger en forma sólida.
Por qué importa ahora
La desalinización es cada vez más frecuente en zonas con estrés hídrico, desde California hasta el Medio Oriente. Sin embargo, los procesos convencionales consumen mucha energía, requieren tratamientos químicos y generan grandes volúmenes de salmuera que dañan ecosistemas marinos. La propuesta de Rochester ataca esos tres problemas de raíz.
Al eliminar la necesidad de pretratamientos químicos y evitar la descarga de salmuera, la tecnología reduce riesgos para la fauna marina y la huella ambiental de la extracción de agua de mar. Además, al recuperar sales en estado sólido, abre la puerta a obtener subproductos con valor industrial.
Cómo funciona (de forma práctica)
El sistema emplea una región activa sobre el metal texturado con láser que atrae una capa delgada de agua. La radiación solar se convierte en calor local que evapora el agua; los minerales no pasan por la región activa sino que son empujados hacia las zonas no tratadas del panel.
Los investigadores aprovecharon un fenómeno físico cotidiano conocido como efecto anillo de café, donde las partículas se depositan en el borde al evaporarse un fluido, para dirigir los sólidos fuera de la superficie de trabajo y así mantenerla autolimpiable.
- Eficiencia energética: usa energía solar directa y opera sin químicos.
- Sin salmuera líquida: los sólidos resultantes se recogen en lugar de descargarse al mar.
- Autolimpieza: la microtextura y el efecto físico evitan que se obstruya la superficie activa.
- Recuperación de minerales: posibilita la obtención de sales y elementos como el litio.
- Pruebas con agua real: el método fue probado con muestras del Pacífico, Atlántico e Índico.
Extracción de litio y otros minerales
Además de obtener agua potable, el equipo demostró que la misma plataforma puede separar y concentrar litio. Al incorporar nanopartículas de titanato de hidrógeno en las microranuras del metal, lograron aislar el litio de otras sales.
En ensayos con muestras del Great Salt Lake, el proceso recuperó aproximadamente la mitad del litio presente en las sales residuales, una cifra inicial que muestra potencial industrial si se optimiza y escala.
La recuperación de litio del agua de mar o de salmueras industriales podría reducir la dependencia de minas terrestres, cuya extracción suele implicar costos ambientales y energéticos altos.
Limitaciones y pasos siguientes
Los resultados son prometedores, pero provienen de experimentos de laboratorio y ensayos con muestras diversas; la transición a instalaciones a gran escala requerirá diseño de módulos, evaluación económica y pruebas piloto en condiciones marinas reales.
También será necesario estudiar la durabilidad a largo plazo de las superficies láser-tratadas y el rendimiento en ambientes con distintas temperaturas, salinidades y biocargas.
El equipo, liderado por el profesor de óptica y física Chunlei Guo, publicó los detalles en la revista Light: Science & Applications y en Journal of Materials Chemistry. La investigación contó con financiamiento de la National Science Foundation, la fundación de Bill & Melinda Gates y la Worldwide Universities Network.
Si las pruebas sucesivas confirman la viabilidad industrial, el método podría ofrecer a países con escasez de agua una alternativa menos dañina al modelo actual de desalinización, al tiempo que contribuye a una cadena de suministro de minerales más sustentable.
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