Estados Unidos. ¿Se puede imaginar un futuro en el que cada hogar tenga un aparato que saca todo el agua que el hogar necesita del aire, incluso en climas secos o desérticos, usando sólo el poder del sol?
Ese futuro puede estar a la vuelta de la esquina, con la demostración de una recolectora de agua que utiliza solo la luz del sol para sacar litros de agua del aire cada día en condiciones tan bajas como 20 por ciento de humedad, nivel común en las zonas áridas.
La cosechadora de energía solar, reportada en la revista Science, fue construida en el Massachusetts Institute of Technology utilizando un material especial - un marco metal-orgánico, producido en la Universidad de California en Berkeley.
"Este es un avance importante en el desafío de larga data de recolectar agua del aire a baja humedad", dijo Omar Yaghi, uno de los dos autores principales del documento, quien sostiene la cátedra James and Neeltje Tretter en química en UC Berkeley y Es un científico de la facultad en Lawrence Berkeley National Laboratory. "No hay otra manera de hacerlo ahora, excepto usando energía extra. Su deshumidificador eléctrico en casa "produce" agua muy cara".
El prototipo, bajo condiciones de 20-30 por ciento de humedad, fue capaz de extraer 2,8 litros (3 cuartos) de agua del aire durante un período de 12 horas, utilizando un kilogramo (2,2 libras) de MOF. Las pruebas en la azotea del MIT confirmaron que el dispositivo funciona en condiciones reales.
"Una visión para el futuro es tener el agua fuera de la red, donde se tiene un dispositivo en el hogar corriendo en ambiente solar para entregar agua que satisfaga las necesidades de una casa", dijo Yaghi, quien es el director fundador de la Berkeley Global Science Institute, un co-director del Instituto de Energía Kavli NanoSciences y de la Alianza de Investigación de California por BASF (compañía química). "Para mí, eso será posible gracias a este experimento. Lo llamo agua personalizada”.
En 2014, Yaghi y su equipo de la UC Berkeley sintetizaron un MOF -una combinación de metal de circonio y ácido adípico- que se une al vapor de agua, y sugirió a Evelyn Wang, ingeniero mecánico del MIT, que unieran fuerzas para convertir el MOF en un Sistema recolector de agua.
El sistema que Wang y sus estudiantes diseñaron consistía en más de dos libras de cristales MOF de tamaño de polvo comprimidos entre un absorbedor solar y una placa de condensador, colocados dentro de una cámara abierta al aire. A medida que el aire ambiente se difunde a través del MOF poroso, las moléculas de agua se fijan preferentemente a las superficies interiores. Estudios de difracción de rayos X han demostrado que las moléculas de vapor de agua a menudo se reúnen en grupos de ocho para formar cubos.
La luz del sol que entra a través de una ventana calienta el MOF y conduce el agua ligada hacia el condensador, que está a la temperatura del aire exterior. El vapor se condensa como agua líquida y gotea en un colector.
"Este trabajo ofrece una nueva forma de recolectar agua del aire que no requiere altas condiciones de humedad relativa y es mucho más eficiente en energía que otras tecnologías existentes", dijo Wang.
Esta muestra de la cosechadora concepto deja mucho sitio para la mejora, dijo Yaghi. El MOF actual puede absorber sólo el 20 por ciento de su peso en agua, pero otros materiales MOF podrían absorber 40 por ciento o más. El material también puede ser ajustado para ser más eficaz a niveles de humedad más altos o más bajos.
Fuente: University of California, Berkeley.
