Un material económico basado en hidrogel se ha demostrado capaz de capturar eficientemente agua del aire, incluso en condiciones de baja humedad, y luego liberarla a demanda del usuario.
Un nuevo estudio de la King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) sugiere que un dispositivo simple que puede capturar su propio peso en agua del aire ambiental y luego liberar esa agua cuando se calienta con la luz solar puede proporcionar una nueva fuente segura de agua potable en regiones remotas y áridas.
A nivel mundial, el aire de la Tierra contiene casi 13 billones de toneladas de agua, una vasta reserva renovable de agua potable limpia. Las pruebas de muchos materiales y dispositivos desarrollados para aprovechar esta fuente de agua se han demostrado demasiado ineficientes, costosas o complejas para el uso práctico. Un dispositivo prototipo desarrollado por Peng Wang del Water Desalination and Reuse Centery su equipo finalmente podría resolver este problema.
En el corazón del dispositivo se encuentra una sal barata, estable y no tóxica, el cloruro de calcio. Esta sal delicuescente tiene una afinidad tan alta por el agua que absorberá tanto vapor del aire circundante que eventualmente se formará un charco de líquido, dice Renyuan Li, estudiante en el equipo de Wang. "La sal delicuescente se puede disolver al absorber la humedad del aire", dice.
El cloruro de calcio tiene un gran potencial de recolección de agua, pero el hecho de que se convierta de un líquido sólido a un líquido salado después de absorber agua ha sido un obstáculo importante para su uso como dispositivo de captura de agua, dice Li.
"Los sistemas que utilizan absorbentes líquidos son muy complicados", dice. Para superar el problema, los investigadores incorporaron la sal en un polímero llamado hidrogel, que puede contener un gran volumen de agua mientras permanece sólido. También agregaron una pequeña cantidad de nanotubos de carbono, 0.42 por ciento en peso, para asegurar que el vapor de agua capturado pudiera ser liberado. Los nanotubos de carbono absorben muy eficientemente la luz solar y convierten la energía capturada en calor.
El equipo incorporó 35 gramos de este material en un prototipo simple. Dejado afuera durante la noche, capturó 37 gramos de agua en una noche cuando la humedad relativa era de alrededor del 60 por ciento. Al día siguiente, después de 2,5 horas de irradiación natural con luz solar, la mayor parte del agua absorbida se liberó y recogió dentro del dispositivo.
"Los aspectos más notables del hidrogel son su alto rendimiento y bajo costo", dice Li. Si el prototipo se ampliara para producir 3 litros de agua por día, el requerimiento mínimo de agua para un adulto, el costo del material del hidrogel adsorbente sería tan bajo como medio centavo de dólar por día.
El siguiente paso será afinar el hidrogel absorbente para que libere el agua recolectada de manera continua en lugar de en lotes, dice Wang.
