Investigadores están desarrollando una cosechadora de agua dulce ligera, alimentada por batería, que algún día podría extraer hasta 10 galones por hora (casi 40 litros) del aire, incluso en lugares áridos. Su método basado en nanofibras podría ayudar a abordar la escasez de agua moderna debido al cambio climático, la contaminación industrial, las sequías y el agotamiento de las aguas subterráneas.
Los científicos presentan este martes sus resultados en la 256ª Reunión y Exposición Nacional de la American Chemical Society (ACS), la sociedad científica más grande del mundo, que celebra este encuentro hasta este jueves.
Recolectar agua del aire no es algo nuevo. Hace miles de años, los incas de la región andina recogían el rocío y lo canalizaban a las cisternas. Más recientemente, algunos grupos de investigación han estado desarrollando captadores masivos de niebla en las montañas andinas y en África.
Para miniaturizar la generación de agua y mejorar la eficiencia, Shing-Chung (Josh) Wong y sus estudiantes en la Universidad de Akron recurrieron a los polímeros electrospun, un material con el que ya habían trabajado durante más de una década. El electrospinning (o electrohilado) utiliza fuerzas eléctricas para producir fibras de polímero que van desde decenas de nanómetros hasta un micrómetro, un tamaño ideal para condensar y exprimir las gotas de agua del aire. Estos polímeros de fibra a nanoescala ofrecen una relación increíblemente alta de área de superficie a volumen, mucho mayor que la proporcionada por las estructuras y membranas típicas utilizadas en los destiladores de agua.
Al experimentar con diferentes combinaciones de polímeros que eran hidrófilos --que atraen agua-- e hidrofóbicos --que descargan agua--, el grupo concluyó que un sistema de recolección de agua podría, de hecho, fabricarse utilizando tecnología de nanofibras. El grupo de Wong determinó que su membrana de polímero podría cosechar 744 microgramos por centímetro cúbico por hora, que es 91% más alta que las membranas diseñadas de manera similar sin estas nanofibras.
A diferencia de los métodos existentes, la cosechadora de Wong podría funcionar en ambientes desérticos áridos debido a la alta relación superficie-área-volumen de la membrana. También tendría un requisito de energía mínimo. "Podríamos decir con confianza que, con los avances recientes en baterías de iones de litio, podríamos desarrollar un dispositivo más pequeño del tamaño de una mochila", dice.
Además, el diseño de la nanofibra de Wong toma agua simultáneamente y la filtra. La red de fibra electrospun puede actuar como una superficie antiincrustación, desprendiendo microbios que podrían acumularse en la superficie de la cosechadora. Así que el agua sería "clara y libre de contaminantes" y de inmediato potable una vez que se recoge, según asegura.
A continuación, Wong espera obtener fondos adicionales para construir un prototipo de la cosechadora de agua dulce. Él anticipa que, una vez que su equipo pueda producir el prototipo, su fabricación no debería ser costosa.
