Nuevo material esponjoso extrae agua potable del aire en situaciones de emergencia.

Uno de los principales desafíos en las labores de socorro ante desastres es garantizar la disponibilidad de agua potable para los afectados. Investigadores de la Universidad RMIT en Australia, junto con cinco institutos chinos, han desarrollado una solución ingeniosa y sencilla: un dispositivo que extrae agua potable del aire.

Material innovador para la extracción de agua

El equipo creó una innovación que utiliza un material compuesto recientemente desarrollado a partir de madera de balsa porosa y liviana, que moldean en pequeños cubos. Estos cubos se colocan en un recipiente con una tapa en forma de cúpula, un mecanismo de enfriamiento básico y un sistema de activación alimentado por energía solar.

Los investigadores mejoraron el material esponjoso, llamado WLG-15, con cloruro de litio para aumentar la absorción de agua y nanopartículas de óxido de hierro que ayudan a la esponja a absorber la luz solar y convertir la humedad en vapor. Estas nanopartículas también ayudan a liberar el agua del material.

El dispositivo funciona de manera sencilla: cuando la tapa está abierta, el material WLG-15 absorbe la humedad del aire circundante. Cuando la tapa se cierra bajo la luz solar, el material libera el agua dentro del recipiente. La tapa en forma de cúpula activa la evaporación solar y ayuda a recolectar el agua liberada, mientras que un sistema de enfriamiento —compuesto por un disipador de calor, una placa de enfriamiento y un ventilador alimentado por energía solar— favorece la condensación dentro del dispositivo.

Eficiencia impresionante en condiciones de laboratorio

En condiciones de laboratorio, el dispositivo absorbió alrededor de 2 mililitros de agua por gramo de material WLG-15 a una humedad relativa del 90%, liberando casi toda esa cantidad en un período de 10 horas de exposición a la luz solar. Aunque esta cantidad pueda parecer modesta, el pequeño tamaño y peso ligero del material sugieren que configuraciones más grandes o múltiples dispositivos podrían producir más agua.

Como referencia, nueve pequeños cubos de esponja (cada uno con un peso inferior a un gramo) pueden generar aproximadamente 15 mililitros de agua. Los investigadores publicaron sus hallazgos en el Journal of Cleaner Production en marzo.

El equipo afirma que este método es más eficiente que las técnicas existentes, como la recolección de niebla y el enfriamiento radiativo, y además es menos costoso, gracias al uso de madera de balsa fácilmente disponible y económica. En sistemas más grandes, podría servir potencialmente como una solución portátil para la recolección de agua en situaciones de emergencia en zonas afectadas por desastres, utilizando energía solar para alimentar el proceso de enfriamiento.

Durabilidad y reutilización en condiciones extremas

El Dr. Junfeng Hou, de la Universidad de Zhejiang A&F, quien colaboró con el equipo de RMIT, destacó que el material WLG-15 conserva su funcionalidad incluso después de haber sido almacenado durante semanas a temperaturas bajo cero. Puede reutilizarse múltiples veces sin una disminución significativa en su eficiencia, lo que lo hace adecuado para aplicaciones en el mundo real, como la recolección de agua en áreas remotas o áridas.

Aunque quizás hayas visto generadores atmosféricos de agua (AWG) disponibles comercialmente, que prometen una extracción de agua más rápida y a mayor escala, estos dependen de una gran cantidad de electricidad para condensar el agua del aire. En muchas regiones con escasez de agua, el acceso limitado a un suministro eléctrico estable dificulta el uso de estas máquinas. Aunque existen AWG alimentados por energía solar, tienen costos más altos y mayor complejidad.

Además, los generadores atmosféricos de agua (AWG) son más efectivos en áreas con más del 60% de humedad, lo cual no es el caso en muchas regiones con escasez de agua. Además, estos sistemas son costosos de comprar y mantener, requiriendo experiencia especializada y piezas personalizadas. Como resultado, aunque los AWG pueden funcionar, es posible que no sean prácticos para su uso generalizado en áreas con recursos limitados.

En contraste, los investigadores han utilizado inteligencia artificial (IA) para predecir el rendimiento de su dispositivo bajo diversas condiciones ambientales, y esta tecnología podría ayudarles a desarrollar materiales de recolección de agua más eficientes. El equipo está trabajando ahora para asociarse con actores de la industria para la producción piloto y pruebas de campo del material.

La Universidad RMIT desarrolló recientemente un material ultrafuerte basado en esponjas marinas, que podría usarse para construir estructuras más duraderas.

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