Diseñan dispositivo solar que extrae 3 litros de agua al día del aire

Dispositivo solar para recolectar humedad del ambiente (Crédito MIT/Hyunho Kim).


Desde Estados Unidos nos llegan noticias sobre el desarrollo por parte de científicos del MIT y de la Universidad de California en Berkeley de un dispositivo solar capaz de secuestrar del aire hasta tres litros de agua al día. Sin duda, su implantación en lugares secos e inaccesibles (alejados de la red eléctrica) y con porcentajes bajos de humedad ambiental podría ser de gran ayuda. Y estoy pensando en desiertos como el del Sáhara o Atacama.

Los autores del dispositivo, que acaban de publicar su hallazgo en la revista Science, lo llaman “the harvester” (el recolector) y explican que el secreto que le permite extraer el agua del aire ambiente se basa en un material conocido como armazón metal-orgánico (MOF por sus siglas en inglés). Como su nombre indica, los MOF combinan metales con moléculas orgánicas para formar estructuras porosas que son excelentes almacenes de gases y líquidos. Variando la composición del MOF, se les puede emplear para capturar y almacenar diferentes tipos de moléculas, tales como el hidrógeno, el dióxido de carbono e incluso el gas natural.

Hace unos años, antes de que los coches eléctricos a batería ganasen la partida del futuro mundo sin combustibles fósiles, muchos apostaban por la llegada de un parque móvil basado en el hidrógeno, con vehículos electrificados con pilas de combustible. La mayoría de esos prototipos empleaban MOF como “depósito de combustible” para almacenar el hidrogeno. Pero sigamos hablando del desarrollo del “recolector” de agua.

Por lo que puedo leer, el MOF empleado por los científicos del MIT y de Berkeley para desarrollar este dispositivo se basa en el metal de zirconio y el un ácido adípico como compuesto orgánico. Esta configuración permite almacenar el vapor de agua secuestrado de la atmósfera. Al estar dotado con paneles solares, el sol se encarga de suministrar el calor que el MOF necesita para conducir al agua hacia un condensador, que se encuentra a la misma temperatura que el ambiente exterior. Es ahí donde el vapor se condensa en agua líquida y cae a un colector.

En las pruebas realizadas en el tejado del MIT, un prototipo fabricado con aproximadamente un kilo de material MOF fue capaz de recolectar 2,8 litros de agua en un periodo de 12 horas. La humedad ambiente durante la prueba era de un 20-30%.

Celda del llamado MOF-5 atrapando una molécula en su interior. (Crédito imagen: Hueleaquimica.wordpress)


En palabras del químico de Berkeley Omar Yaghi, que es uno de los coautores del trabajo: “este es un avance importante en pos de superar el reto, largamente perseguido, de recolectar agua del aire con bajos niveles de humedad”. Yaghi es toda una autoridad mundial en MOF, ya que de hecho fue el primero en descubrir sus propiedades hace más de 20 años. Y añadió: “de momento no hay otra manera de hacerlo sin emplear energía extra. El deshumidificador eléctrico que usa usted en su casa por ejemplo, produce agua muy cara”.

El total de agua dulce atrapado en la atmósfera terrestre equivale al 10% del total existente en ríos y lagos. Este nuevo dispositivo promete por tanto convertirse en una fuente barata y eficiente de proveer de agua dulce a la población, ya que como comenté al principio debería funcionar incluso en lugares como el Sáhara, donde la humedad relativa es del 10%.

Además. Yaghi cree que a pesar de que este MOF es capaz de almacenar la nada desdeñable cifra del 20% de su peso en agua, otras composiciones podrían tener el potencial de doblar esa cifra. Si además se mejorase la tecnología de secuestro, la eficiencia del dispositivo podría mejorar drásticamente. Por no hablar de lo que podría hacerse escalando el tamaño del dispositivo, recordemos que el prototipo cuenta con solo 1 kg de material MOF. ¿Veremos granjas solares recolectoras de agua en el Sáhara proveyendo de agua a granjas hidropónicas? En Israel hace años que los desiertos se han convertido en lugares productores de alimento.

Como bien indica Yaghi, el dispositivo puede a su vez mejorarse si se le añaden baterías que almacenen la energía del sol durante el día, para liberarlas durante la noche. De este modo incluso tras la puesta de sol, los recolectores podrían seguir secuestrando agua del aire ambiente.

Apuesto a que muy pronto, las mochilas de los exploradores del desierto (y también las de las tropas desplegadas en alguno de estos lugares) incorporan uno de estos dispositivos. Después de todo, 33 cls de agua al día aseguran la supervivencia, y para eso basta una hora de funcionamiento del “recolector”.

El trabajo sobre el dispositivo acaba de publicarse en la revista Science

Me enteré leyendo TheEngineer.co.uk.

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