Desarrollan un dispositivo capaz de cosechar agua potable de la atmósfera usando sólo luz solar
03/06/2025CATEGORíA: General MARCA: RMIT
Similar a una esponja, absorbe la humedad de la atmósfera y tendría aplicaciones muy interesantes ya que se adaptaría a escenarios de emergencia, como en desastres naturales donde el suministro de agua escasea
Ingenieros de Australia y China han inventado un dispositivo similar a una esponja que captura el agua del aire delgada y luego la libera en una taza usando la energía solar, incluso en baja humedad donde otras tecnologías como la cosecha de niebla y la refrigeración radiactiva han luchado.
El dispositivo de agua desde el aire siguió siendo eficaz en un amplio rango de niveles de humedad (30o 90%) y temperaturas (5o 55 grados centígrados).
© Shu Shu Zheng, Universidad RMIT / www.rmit.edu.au
El investigador principal Dr. Derek Hao, de la Universidad RMIT en Melbourne, dijo que "la invención se basó en la estructura naturalmente esponjosa de balsa de balsa refinada, modificada para absorber el agua de la atmósfera y liberarla bajo demanda."
El compuesto a base de madera desarrollado por el equipo para su investigación encaja acurrucado en una taza con una tapa de cúpula y bandeja anticontaminación, un mecanismo de refrigeración y un sistema de activación alimentado por el sol.
"Millones de personas en todo el mundo carecen de acceso a agua potable, y millones mueren de enfermedades transmitidas por el agua cada año", dijo Hao, un científico de materiales e ingeniero ambiental en la Escuela de Ciencias de RMIT.
Hao fue el autor correspondiente del estudio, que se hizo en colaboración con cinco instituciones de investigación chinas, dirigidas por el Dr. Junfeng Hou de la Universidad de Zhejiang A&F. "Nuestro equipo ha inventado un dispositivo que incluye andamios esponjosos de madera, cloruro de litio, nanopartículas de óxido de hierro, una capa de nanotubos de carbono y otras características especializadas", dijo Hao.
El equipo utilizó la inteligencia artificial para la predicción precisa y la optimización de la captación y descarga de agua del dispositivo en diferentes condiciones ambientales.
Momento derribamiento
El material esponjoso, que es un prototipo de laboratorio de primera etapa, absorbe la humedad de la atmósfera cuando la tapa de la taza está abierta. Cuando la tapa se cierra bajo la luz del sol, el agua se libera en la taza.
"En condiciones de laboratorio, el dispositivo de agua del aire absorbió unos 2 mililitros de agua por gramo de material a 90% de humedad relativa y liberó casi toda la agua en 10 horas bajo exposición al sol - más alto que la mayoría de los otros métodos conocidos y a menor costo. Con nueve cubos de esponja, cada uno de los cuales pesa 0,8 gramos, 15 mililitros se pueden absorber y liberar en la taza.
En las pruebas al aire libre, nuestro dispositivo capturó 2,5 mililitros de agua por gramo durante la noche y liberó la mayor parte durante el día, logrando una eficiencia diaria de recogida de agua del 94%", dijo Hou. "En un 30% de humedad, nuestro dispositivo absorbió agua a unos 0,6 mililitros por gramo. Estos resultados destacan su potencial uso en sistemas de captación de agua fuera de la red, impulsados por la energía solar".
Beneficios del diseño inspirado en la naturaleza
Hao dijo que "el uso de madera natural como matriz no sólo redujo costos sino que también proporcionó integridad estructural y mejoró el transporte de agua a través de su arquitectura porosa.
Estas características permiten fabricar el material en grandes cantidades y desplegarse en aplicaciones del mundo real, como la recogida de agua en regiones remotas o áridas".
El dispositivo mantuvo su flexibilidad y función de absorción de agua incluso después de ser almacenado a 20 grados centígrados durante 20 días, demostrando una excelente resistencia a la congelación.
El rendimiento de la liberación de la absorción de humedad fue estable en 10 ciclos consecutivos, con menos del 12% de disminución de la eficiencia.
Posibles aplicaciones y escalabilidad
Hao dijo que el dispositivo se adaptaría a escenarios de emergencia, como tras los desastres naturales donde el suministro de agua se ha visto comprometido, si el equipo puede ampliar y optimizar la innovación modular.
El tamaño actual de la unidad de demostración es de 15 milímetros cúbicos. Sería muy fácil preparar una unidad más grande, o podemos usar las unidades para formar una matriz, dijo Hao.
Su capacidad para cosechar agua potable de la atmósfera usando sólo luz solar lo hace invaluable en áreas afectadas por desastres donde las fuentes de agua tradicionales están comprometidas. La portabilidad y la dependencia de las energías renovables del sistema mejoran aún más su aplicabilidad en tales contextos.
Hao dijo que el material fue diseñado con escalabilidad y asequibilidad en mente.
El componente principal, la madera de balsa, está ampliamente disponible, biodegradable y barato, y el proceso de fabricación no es complejo, lo que podría permitir la producción en masa.
El rendimiento estable demostrado a lo largo de varios ciclos y en varias condiciones ambientales indica longevidad y rentabilidad.
Hao dijo que el equipo estaba en conversaciones con posibles socios de la industria sobre la producción a escala piloto y el despliegue de campo, integrando en sistemas modulares de recolección de agua desde el aire.
Los paneles solares combinados con el almacenamiento de energía térmica podrían permitir el funcionamiento las 24 horas del día, particularmente en áreas con luz solar intermitente, dijo.
Desarrollar sistemas de control automatizados utilizando sensores de Internet de las Cosas para monitorear la humedad relativa, la temperatura y la intensidad solar podría optimizar aún más los ciclos de captación de agua, dijo Hao.
Sobre la base del diseño artificialmente inteligente utilizado en el estudio, se podrían desarrollar plataformas de diseño más avanzadas para detectar nuevas combinaciones de materiales y predecir la absorción y liberación de agua a largo plazo, dijo.
Fuente: https://www.rmit.edu.au
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