REVISTA DE INGENIERIA DYNA

La nueva tecnología se basa en un gel compuesto denominado MMS, fabricado con una matriz de alginato sódico en la que se integran nanos láminas de MXene y nanopartículas de óxido de magnesio (MgO). El MXene actúa como material fototérmico de alta eficiencia, absorbiendo la luz solar y convirtiéndola en calor, mientras que el MgO funciona como adsorbente selectivo de boro dentro de la estructura porosa del gel

En condiciones de laboratorio, bajo una irradiancia solar estándar, el material logró una tasa de evaporación de 2,14 kilogramos de agua por metro cuadrado y hora, a la vez que capturó hasta 225,52 miligramos de boro por metro cuadrado en nueve horas de operación continua. Estos resultados indican que el MMS puede, en un solo paso integrado, desalar agua de mar y reducir de forma significativa la concentración de boro, un contaminante difícil de eliminar con tecnologías de ósmosis inversa convencionales.

Los investigadores, liderados por Fan Zhimin, destacan que el diseño explota de forma sinérgica gradientes de temperatura, concentración y flujo dentro del gel para acelerar la cinética de adsorción del boro. La estructura jerárquicamente porosa del material facilita tanto el transporte de agua como la interacción de los iones con las superficies activas, manteniendo una elevada eficiencia incluso tras varios ciclos de uso y regeneración.

Las pruebas en condiciones reales se realizaron al aire libre en Hong Kong, donde módulos basados en el gel MMS alcanzaron una producción diaria de 5,20 kilogramos de agua dulce por metro cuadrado y recuperaron 122,45 miligramos de boro por metro cuadrado. En estos ensayos de campo no se detectó boro en el agua condensada, lo que confirma la capacidad del sistema para cumplir simultáneamente criterios de potabilidad y de eliminación de este elemento.

Más allá de la desalación, el equipo demostró que el boro recuperado puede reutilizarse como micronutriente en agricultura, incrementando la germinación de semillas de Brassica juncea en torno a un 13% y aproximadamente triplicando la biomasa en condiciones controladas frente a suelos deficientes en boro. Este enfoque abre la puerta a soluciones integradas para regiones costeras que sufran escasez de agua dulce y suelos pobres en micronutrientes, combinando seguridad hídrica con una gestión más eficiente de recursos minerales críticos.

Los autores del estudio señalan, no obstante, que aún quedan por abordar cuestiones clave relacionadas con el coste, la durabilidad a gran escala y la integración de estos módulos en infraestructuras de desalación existentes. En un contexto de creciente competencia internacional por minerales estratégicos como el boro y de preocupación por los impactos ambientales de la desalación, la estrategia solar “multi-campo” basada en geles compuestos se perfila como una vía prometedora para el desarrollo de sistemas más sostenibles y autónomos.

Fuente científica principal (artículo original, en inglés):
Solar-driven multi-field synergistic strategy for integrated harvesting of freshwater and boron from seawater or brine – Science Bulletin (vía PubMed)?