Un equipo de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá (KAUST) en Arabia Saudita ha desarrollado un dispositivo solar que promete revolucionar la forma en que obtenemos agua en zonas áridas
Este dispositivo es capaz de extraer entre 2 y 3 litros de agua por metro cuadrado al día, incluso en condiciones desérticas.
El nuevo sistema es alimentado con energía solar y extrae eficientemente la humedad del aire, ofreciendo una solución sustentable para el riego.
Incluso en las zonas áridas del mundo suele haber humedad en el aire.
Inspiración en la Naturaleza
El funcionamiento de este innovador dispositivo se inspira en los procesos naturales que utilizan las plantas para transportar agua desde sus raíces hasta sus hojas.
El equipo de KAUST, liderado por el investigador Kaijie Yang, ha adaptado estos principios naturales para crear un sistema que opera sin necesidad de mantenimiento regular.
El dispositivo utiliza la energía solar para capturar la humedad del aire y convertirla en agua potable.
Esta tecnología se diferencia de otros generadores de agua atmosférica en su capacidad de operar de manera continua sin intervención humana, lo que lo hace ideal para su uso en regiones remotas.
Recolectar agua del aire no es una idea nueva, ni siquiera una tecnología nueva, pero los sistemas de energía solar existentes son torpes.
Los recolectores de energía solar funcionan en un ciclo de dos etapas.
Primero, un material absorbente captura el agua del aire y, una vez saturado, el sistema se sella y se calienta con luz solar para extraer el agua capturada.
Alternar entre las dos etapas, requiere mano de obra o un sistema de conmutación, lo que agrega complejidad y costo.
El nuevo recolector desarrollado en KAUST no requiere ninguna de las dos cosas: alterna pasivamente entre las dos etapas para poder realizar un ciclo continuo sin intervención.
Funcionamiento
El dispositivo desarrollado por KAUST se compone de una estructura con microcanales verticales, llenos de una solución salina de bajo costo, diseñada para interactuar eficientemente con las moléculas de agua en el aire.
El proceso de producción de agua incluye cuatro etapas principales:
- Captura de Agua Atmosférica: La parte inferior de la estructura del dispositivo está expuesta al ambiente, donde capta la humedad presente en el aire.
- Generación de Vapor: La parte superior, encerrada en una cámara, utiliza la energía solar para calentar y evaporar el agua capturada.
- Condensación: El vapor se condensa en la superficie interna de la cámara, transformándose nuevamente en agua líquida.
- Recolección de Agua Dulce: Finalmente, el agua condensada se recolecta y puede ser utilizada para consumo humano, riego o incluso para la ganadería.
“En nuestro sistema, los puentes de transporte masivo juegan un papel crucial como conexión entre la ‘parte abierta’ para la captura de agua atmosférica y la ‘parte cerrada’ para la generación de agua dulce”, explica Yang.
Los puentes de transporte de masa son una serie de microcanales verticales, llenos de una solución salina que absorbe agua.
La solución salina, rica en agua, asciende por el canal mediante la misma acción capilar que hace subir el agua por los tallos de las plantas, y luego dicha solución salina concentrada se difunde hacia abajo para recoger más agua.
“Al optimizar el transporte de masa y calor dentro del sistema, mejoramos su eficiencia y eficacia”, afirma Tingting Pan, otro investigador posdoctoral que trabajó en el proyecto.
Una Solución Sostenible y Accesible
Su bajo costo de producción es una de las mayores ventajas de este sistema, lo que facilita su escalabilidad y distribución en países con recursos limitados.
“Los materiales que utilizamos fueron una tela que absorbe el agua, una sal higroscópica de bajo costo y un marco de plástico. Elegimos los materiales por su asequibilidad y disponibilidad, el costo es asequible para una aplicación a gran escala en áreas de bajos ingresos”, dice Qiaoqiang Gan, uno de los autores principales del estudio.
Esta tecnología no solo ofrece una fuente de agua potable para las comunidades, sino que también es una solución sostenible que reduce la dependencia de fuentes de agua tradicionales, que a menudo están agotadas o contaminadas.
Resultados Prometedores
Las pruebas realizadas en Arabia Saudita han demostrado que el dispositivo puede producir entre 2 y 3 litros de agua por metro cuadrado al día durante el verano, y entre 1 y 3 litros durante el otoño.
Este rendimiento es notable, especialmente considerando que el sistema funcionó de manera autónoma durante varias semanas sin necesidad de intervención humana.
Estos resultados sugieren que el dispositivo tiene un gran potencial para ser implementado en regiones desérticas y semiáridas, donde el acceso al agua es un desafío constante.
Impacto Global
La implementación de este tipo de tecnología podría tener un impacto significativo en la lucha contra la escasez de agua en todo el mundo.
En particular, las comunidades en áreas remotas y áridas, que sufren los efectos más severos del cambio climático, podrían beneficiarse enormemente de este dispositivo. Además, al proporcionar una fuente de agua confiable para la agricultura y la ganadería, este sistema también puede contribuir a la seguridad alimentaria en regiones vulnerables.
El dispositivo solar desarrollado por KAUST representa un avance significativo en la tecnología de extracción de agua del aire, combinando inspiración natural con innovación tecnológica, para ofrecer una solución práctica y sostenible a uno de los problemas más urgentes del mundo actual.
Esta humedad podría proporcionar el agua necesaria para beber y regar, pero extraer agua del aire es difícil.
Durante las pruebas, el equipo hizo funcionar el sistema durante varias semanas sin necesidad de mantenimiento.
También, demostraron que podría utilizarse como fuente puntual directa para regar la col china y los árboles del desierto.
