Una alternativa de solución a los problemas de escasez de agua potable

"Cosechar" agua potable del aire.

Con los problemas de escasez de agua potable, quizás podamos obtenerla desde una inmensa fuente disponible en todo el planeta
 |  Ciencia
"Cosechar" agua potable del aire.

El agua atmosférica puede ser una buena fuente sustentable de agua potable, que se renueva continuamente con el ciclo natural del agua. Con una capacidad de 1x10e18 litros de agua en forma de rocío, vapor y de pequeñas gotas suspendidas (es decir, niebla y nubes), a baja altura en la atmósfera hay una inmensa cantidad de agua.

Aunque realmente no se ha considerado su uso como fuente de agua potable a gran escala, anteriormente algunos científicos han ideado formas de extraer agua del aire, con dispositivos alimentados por energía solar o electricidad, con partes móviles para abrir o cerrar los diferentes flujos. La generación de agua limpia con las tecnologías típicas aire-a-agua se ha visto afectada por los costos extras que implican la intensidad de energía utilizada, intermitencia en la producción y cambios climáticos (temperatura, viento y humedad).

Los recolectores pasivos por condensación dependen en gran medida de las condiciones climáticas, mientras que los condensadores activos pueden producir mayores cantidades de agua en un rango más amplio de condiciones del clima, pero lo hacen con un gran gasto energético [650 a 850 watt-hour (electricidad) por litro de agua].

En años recientes, con el avance en el diseño de materiales, la extracción de agua atmosférica basada en desecantes ha recibido un nuevo impulso. Este método utiliza desecantes sólidos o líquidos para capturar agua del aire húmedo durante la noche y evaporar/repeler en un contenedor cerrado durante el día, resultando en un incremento en la presión del vapor dentro del contenedor con la consecuente condensación de agua. Usando materiales foto-térmicos y luz solar con esta tecnología se logra potenciar la recolección pasiva de agua atmosférica. Sin embargo, el radio total de recolección de agua está aún limitado por la propia cinética del proceso de adsorción/repulsión, la disponibilidad de luz solar, la necesidad de repetir los ciclos de adsorción/repulsión y la necesidad de abrir y cerrar la cámara de recolección durante esos ciclos.

El equipo de la ingeniera Ho Ghim Wei, profesora en la Universidad Nacional de Singapur, ha logrado un avance tecnológico que podría resultar decisivo para mitigar problemas de escasez de agua en algunas regiones del mundo.

Para extraer agua de esta fuente inmensa, el equipo de Ho Ghim Wei creó un tipo de aerogel, un material sólido que no pesa casi nada. Bajo el microscopio, parece una esponja, pero en el caso del nuevo material no hay que ejercer presión mecánica para que libere el agua que absorbe del aire. En un ambiente lo bastante húmedo, un kilogramo del nuevo aerogel producirá 17 litros de agua al día, y no requiere ninguna fuente de energía externa.

El aerogel está formado por largas moléculas, en forma de serpientes, conocidas como polímeros. El polímero especial de cadena larga consiste en una sofisticada estructura química que puede alternar continuamente entre atraer y repeler el agua. El aerogel "inteligente" recoge de forma autónoma las moléculas de agua del aire, las condensa en un líquido y libera el agua. Cuando hay sol, la estructura inteligente puede potenciar aún más la liberación de agua al pasar a un estado completo de repulsión del agua. Y lo hace muy bien. El 95% del vapor de agua que entra en el aerogel sale como agua.

En las pruebas de laboratorio, el aerogel suministró agua sin parar durante meses, por lo que se puede considerar que es un material muy durable. Los investigadores han verificado que el agua obtenida mediante este nuevo material cumple los requisitos establecidos por la Organización Mundial de la Salud para el agua destinada al consumo humano.

En Octubre de 2020, los investigadores han publicado en la revista Science Advances los detalles técnicos de su invento, en el artículo “Autonomous atmospheric water seeping MOF matrix”: https://advances.sciencemag.org/content/6/42/eabc8605

Ahora están en espera de socios interesados para escalar la producción para uso doméstico o industrial. Las aplicaciones serían múltiples, desde deportes de resistencia hasta kits de supervivencia, por citar algunas.

Fuentes: Noticias de Ciencia, Science Mag.


Mario Quiron

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