Esta startup de Texas quiere reinventar la desalación con una membrana giratoria

Al crecer en Las Vegas, Hunter Manz hacía viajes anuales al cercano lago Mead con su padre. Cada año, observó cómo el embalse, la principal fuente de agua del sur de Nevada, retrocedía aún más, lo que despertó un interés temprano en la conservación del agua.

Cuando era adolescente, Manz comenzó a experimentar en su garaje con posibles soluciones a la escasez de agua. Más tarde se matriculó en la Universidad Tecnológica de Utah, donde estudió ingeniería mecánica y finanzas, y aprendió sobre la desalinización, que elimina la sal y otros contaminantes del agua para que pueda usarse para beber o con fines industriales.

Mientras estaba en la escuela, Manz comenzó a construir prototipos de desalinización. Allí, desarrolló lo que él llama una centrífuga de ósmosis inversa, o ROC, un sistema único en su tipo que, según él, es dos o tres veces más eficiente energéticamente que la tecnología de desalinización convencional.

En 2020, Manz abandonó la universidad para fundar Eden Tech, una startup que busca hacer que la desalinización sea más barata y menos dañina para el medio ambiente. Desde entonces, la empresa ha recaudado 3.3 millones de dólares de Utah Tech, inversores comunitarios y empresas de capital de riesgo. Eden, que ahora tiene su sede en Lockhart, Texas, acaba de presentar Genesis, su primera centrífuga de ósmosis inversa a gran escala. Durante el próximo año, la compañía planea perfeccionar su modelo, ampliarlo a los consumidores y comenzar a utilizarlo comercialmente. Una vez en funcionamiento, se espera que cada máquina Genesis procese aproximadamente 144,000 galones de agua por día.

La desalinización ha sido criticada durante mucho tiempo por su alto uso de energía y la salmuera concentrada que deja. Eden apuesta a que un sistema más eficiente, combinado con nuevos usos para esos residuos, puede abordar ambos problemas.

“Es una tecnología que no sólo produce el agua que la gente quiere”, dice Manz. “También está ayudando al medio ambiente. Así que es una especie de beneficio de dos por uno”.

Vieja tecnología, nuevo enfoque

Los primeros sistemas de desalinización dependían en gran medida del calor para evaporar el agua y dejar sal. A partir de la década de 1950, los investigadores recurrieron cada vez más a la ósmosis inversa, que utiliza presión para forzar el agua salada o residual a través de una membrana semipermeable. El proceso produce dos corrientes: agua limpia y salmuera concentrada.

La ósmosis inversa ha ayudado a impulsar un auge de la desalinización en Medio Oriente, sobre todo en Arabia Saudita y Emiratos Árabes Unidos. En Israel, la desalinización suministra actualmente gran parte del agua potable del país.

Sin embargo, la tecnología sigue consumiendo mucha energía. Los sistemas convencionales utilizan aproximadamente 15,000 kilovatios-hora de electricidad por cada millón de galones de agua dulce producida, según Bloomberg, y normalmente recuperan sólo entre 30% y 40% del agua que procesan.

El sistema ROC patentado de Manz está diseñado para mejorar esos números haciendo girar la membrana. La ósmosis inversa tradicional funciona como un colador de alta presión, forzando el agua a través de un filtro y dejando sal. El sistema de Eden funciona más como una centrifugadora de ensaladas, utilizando fuerza centrífuga para ayudar a separar la sal del agua.

“El fenómeno que se crea en la superficie, la fuerza centrífuga, nos permite romper realmente esa capa y ampliar los límites de lo que podríamos hacer con la desalinización”, dice Nikolay Voutchkov, director ejecutivo de la empresa de ingeniería Water Globe Consultants. “Parte del trabajo de separación de sales se realiza mediante fuerzas naturales en lugar de presión, y estamos logrando una menor demanda de energía”.

Manz dice que el sistema puede recuperar hasta 80% del agua que procesa y utiliza entre dos y tres veces menos energía que los sistemas convencionales.

Su capacidad para manejar agua altamente salina también podría abrir un mercado más allá de la desalinización del agua de mar. Eden se centra en el agua producida, las aguas residuales saladas y a menudo contaminadas que se generan durante la extracción de petróleo y gas. La compañía dice que ya ha firmado acuerdos con varias grandes empresas de petróleo y gas.

“Para lo que me levanto todas las mañanas es para tener una pieza de tecnología que realmente permita que eso suceda”, dice Manz. “Desbloquear esta capacidad [descarga cero de líquido] y luego aplicarla al aspecto municipal más amplio de las cosas, con suerte eso traerá una realidad en la que el agua limpia será el único flujo de desechos”.

Convertir los residuos en ingresos

El discurso de Eden Tech ha atraído a inversores. La compañía ha recaudado 3.3 millones de dólares y espera pasar de proyectos piloto y de investigación a implementaciones comerciales a gran escala.

Texas ofrecía un atractivo lugar para empezar. El estado enfrenta escasez recurrente de agua, tiene una gran industria de petróleo y gas y atrae importantes inversiones en proyectos de energía e infraestructura. Aún así, los proyectos de desalinización pueden resultar extraordinariamente costosos. Corpus Christi, Texas, recientemente archivó los planes para una instalación de desalinización después de que su costo proyectado excediera los mil millones de dólares y la propuesta enfrentara la oposición de los residentes.

Eden espera mejorar la economía mediante la valorización de la salmuera, un proceso que extrae materiales comercialmente valiosos de los residuos concentrados que quedan después de la desalinización. Dependiendo de la fuente de agua, esos materiales podrían incluir litio y rubidio, que se utilizan en baterías, además de sal.

Eso permitiría a Eden generar ingresos tanto del agua limpia como de los minerales restantes, lo que podría reducir el costo para los clientes.

“El objetivo final es llegar a una etapa en un futuro no muy lejano en la que estemos generando miles de millones de dólares en ingresos recurrentes anuales”, dice Manz. “Esa es nuestra base principal donde podemos financiar nuestro crecimiento en la desalinización municipal y poder realizar proyectos que tal vez normalmente no podrían realizarse financieramente”.

Reducir los costes medioambientales de la desalinización

El desafío financiero es sólo una parte de la turbulenta historia de la desalinización. Los críticos también han expresado su preocupación por las emisiones de gases de efecto invernadero, particularmente cuando las instalaciones dependen de combustibles fósiles para alimentar bombas de alta presión.

Eden dice que sus menores necesidades de energía podrían reducir esas emisiones, particularmente cuando la centrífuga funciona con fuentes renovables como la energía solar.

La eliminación de salmuera plantea otro riesgo medioambiental. Cuando el agua salada concentrada se devuelve al océano, puede dañar los ecosistemas marinos que no pueden tolerar cambios repentinos de salinidad. Por cada 95 millones de metros cúbicos de agua dulce producida por las instalaciones de desalinización, se estima que se generan 141.5 millones de metros cúbicos de salmuera, según un estudio publicado en Science of the Total Environment.

Eden está tratando de limitar ese desperdicio centrándose inicialmente en el agua producida que de otro modo podría inyectarse bajo tierra y recuperando minerales valiosos de la salmuera restante. El objetivo es reducir el volumen de residuos lo suficiente como para poder venderlos o reutilizarlos en lugar de desecharlos.

“Nuestro objetivo con nuestra tecnología es purificarlo hasta un punto en el que haya muy pocos residuos”, dice Manz. “Y luego es un volumen tan pequeño que puedes venderlo a otras industrias, por lo que haces que los residuos sean valiosos. De esa manera la gente no quiere tirarlos al medio ambiente”.

De los proyectos industriales al agua pública

Incluso si la tecnología de Eden funciona según lo prometido, expandirse a los sistemas de agua municipales requerirá más que progreso técnico. Los derechos de agua, los permisos, la regulación de los servicios públicos y las preocupaciones públicas sobre la privatización pueden complicar los proyectos de desalinización.

Manz dice que le gustaría ver un mayor apoyo federal para la nueva tecnología del agua, pero gran parte de la autoridad recae en los gobiernos estatales y locales. “El Estado tiene un papel muy importante en el resultado de quién obtiene el agua, y es muy cuidadoso para asegurarse de que los desarrolladores de plantas estén en su lugar”, dice. “Esta no es una situación en la que simplemente se puede construir una planta privada y usarla como palanca. El estado de California diría: ‘No, ya no vamos a comprarle agua'”.

Manz reconoce las preocupaciones sobre las empresas privadas que controlan el suministro de agua, pero dice que el objetivo a largo plazo de Eden es hacer que el agua desalinizada esté más disponible y sea más asequible.

La compañía está trabajando con capítulos de la Nación Navajo en Utah para acceder a agua salobre subterránea y proporcionar una fuente más confiable de agua limpia. Manz ve el proyecto como una oportunidad para llevar infraestructura hídrica a comunidades que a menudo han sido descuidadas por los gobiernos y la industria privada.

“Queremos tomar el agua que actualmente está dañando el medio ambiente y convertirla en algo que realmente ayude a la comunidad local”, dice Manz. “Con suerte, seremos la primera empresa que pueda hacer que la desalinización no sólo sea emocionante para los empresarios y los emprendedores, sino también para la persona promedio aquí en Estados Unidos”.