Un equipo de investigadores de la Universidad de Texas en Austin ha desarrollado un gel que puede absorber el agua del aire y liberarla cuando se calienta, ofreciendo una posible solución para las regiones áridas que carecen de fuentes de agua dulce.
Se calcula que más de un tercio de la población mundial vive en zonas áridas, en las que hay una gran escasez de agua. Recientemente, científicos e ingenieros de la Universidad de Texas en Austin han desarrollado una solución que podría ayudar a los habitantes de estas zonas a acceder a agua potable limpia.
El equipo ha desarrollado una película de gel de bajo coste fabricada con materiales abundantes que puede extraer agua del aire incluso en los climas más secos. Los materiales que facilitan esta reacción cuestan apenas 2 dólares el kilogramo, y un solo kilogramo puede producir más de 6 litros de agua al día en zonas con menos de un 15% de humedad relativa y 13 litros en zonas con hasta un 30% de humedad relativa.
La investigación se basa en avances anteriores del equipo, como la capacidad de extraer agua de la atmósfera y la aplicación de esa tecnología para crear suelos que se rieguen solos. Sin embargo, estas tecnologías se diseñaron para entornos de humedad relativamente alta.
«Este nuevo trabajo trata de soluciones prácticas que la gente puede utilizar para obtener agua en los lugares más calurosos y secos de la Tierra«, afirma Guihua Yu, profesor de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Mecánica del Departamento Walker de Ingeniería Mecánica de la Escuela de Ingeniería Cockrell. «Esto podría permitir a millones de personas sin acceso constante a agua potable tener en casa dispositivos sencillos para generar agua que puedan manejar fácilmente«.
El nuevo artículo aparece en Nature Communications.
Los investigadores utilizaron celulosa renovable y un ingrediente habitual en la cocina, la goma konjac, como principal esqueleto hidrófilo (atraído por el agua). La estructura de poro abierto de la goma acelera el proceso de captación de humedad. Otro componente diseñado, la celulosa termorresistente con interacción hidrófoba (resistente al agua) cuando se calienta, ayuda a liberar inmediatamente el agua recogida, de modo que se minimiza el aporte total de energía para producir agua.
Otros intentos de extraer agua del aire del desierto suelen consumir mucha energía y no producen mucha. Y aunque 6 litros no parece mucho, los investigadores afirman que la creación de películas más gruesas o lechos o conjuntos absorbentes optimizados podría aumentar drásticamente la cantidad de agua que producen.
Según los investigadores, la reacción en sí es sencilla, lo que reduce las dificultades para ampliarla y lograr un uso masivo.
«No es algo para lo que se necesite un título avanzado«, afirma Youhong «Nancy» Guo, autora principal del artículo y antigua estudiante de doctorado en el laboratorio de Yu, ahora investigadora postdoctoral en el Instituto Tecnológico de Massachusetts. «Es lo bastante sencillo como para que cualquiera pueda fabricarlo en casa si dispone de los materiales«.
La película es flexible y puede moldearse en diversas formas y tamaños, según las necesidades del usuario. Para fabricar la película sólo se necesita el precursor del gel, que incluye todos los ingredientes pertinentes vertidos en un molde.
«El gel tarda 2 minutos en fraguar simplemente. Después, sólo hay que liofilizarlo, y se puede despegar del molde y utilizar inmediatamente después», explica Weixin Guan, estudiante de doctorado del equipo de Yu e investigador principal del trabajo.
La investigación fue financiada por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) del Departamento de Defensa de EE.UU., siendo una parte importante del proyecto proporcionar agua potable a los soldados que se encuentran en climas áridos. Sin embargo, los investigadores también lo ven como algo que la gente podría comprar algún día en una ferretería y utilizar en sus casas por su sencillez.
Yu dirigió el proyecto. Guo y Guan codirigieron los trabajos experimentales de síntesis, caracterización de las muestras y demostración del dispositivo. Otros miembros del equipo son Chuxin Lei, Hengyi Lu y Wen Shi.
Fuente: news.utexas.edu
