¿Por qué es tan difícil desalar el agua de mar en una escala lo suficientemente grande como para proporcionar un suministro interminable de agua potable para todo el mundo?

Todo se reduce a la energía y la entropía. Cuando las sustancias solubles se disuelven en el agua, siempre hay un cambio en la entropía: aumenta. La sal de mesa vieja y corriente, por ejemplo, libera un poco de calor cuando se disuelve. Lo suficiente como para derretir pequeños hoyos en un cubito de hielo si lo espolvoreas, o calentar notablemente el agua si viertes una gran cantidad en una cubeta muy rápidamente. El cloruro de calcio (el océano tiene aproximadamente 360 ​​ppm de calcio) puede liberar suficiente energía térmica para hervir el agua, ya que se disuelve si las proporciones son correctas.

El bicarbonato de sodio (bicarbonato de sodio bueno), que también es un componente principal del agua de mar, consume bastante calor a medida que se disuelve. Vierta una caja del tamaño de una tienda de comestibles con valor de bicarbonato de sodio en 2 galones de agua tibia y agítelo con la mano durante unos minutos y verá lo que quiero decir.

Básicamente, disolver las cosas en el agua implica el intercambio de energía, lo que significa que necesita energía para revertir el proceso. Y hay muchas cosas disueltas en el agua de mar, por lo que necesitas mucha energía, desafortunadamente. La “mejor” forma de hacerlo es simplemente evaporar el agua y capturar el vapor puro en otro lugar, pero el agua tiene una capacidad de calor específica increíblemente alta, por lo que necesita una gran cantidad de energía para evaporar grandes volúmenes de ella. La siguiente “mejor” manera es tratar de separar las moléculas entre sí sin cambiar ninguno de sus estados, que es lo que hacen las unidades de ósmosis inversa. En términos simplistas, fuerzan el agua de mar a través de una membrana que solo es permeable a moléculas muy pequeñas como el agua, pero para obtener volúmenes apreciables necesitas aplicar una presión considerable, por lo que estás usando energía mecánica en lugar de energía térmica para separar el agua las sales. También toma energía hacer las membranas, y se desgastan y necesitan un reemplazo de rutina.