Prototipo para extraer agua del aire del desierto

Un equipo de la Universidad de California Berkeley desarrolló el prototipo de un recolector de agua de última generación, dicho dispositivo es capaz de extraer agua en ambientes de baja humedad durante el día y la noche, de bajo costo y que sólo energía solar.

El equipo probó su tecnología en el desierto de Arizona, recogieron y midieron el agua y probaron la cosechadora bajo diversas condiciones de humedad, temperatura e intensidad solar. Los resultados fueron publicados en la revista Science Advances.

“No hay nada como esto”, comentó Omar Yaghi, quien desarrolló la tecnología que subyace a la cosechadora. “Funciona a temperatura ambiente con luz solar y, sin energía adicional, puede recoger agua en el desierto. Este viaje de laboratorio a desierto nos permitió convertir realmente la recolección de agua de un fenómeno interesante en una ciencia”.

Dicha tecnología se basa en materiales del tipo conocido como armazón organometálico (MOF), que es muy costoso. Por ello, el equipo de Yaghi creó un nuevo MOF basado en aluminio, llamado MOF-303, que es 150 veces más económico y captura el doble de agua en pruebas de laboratorio. Esto permitirá que una nueva generación de cosechadoras produzca más de 400 ml (1,5 tazas) de agua por día a partir de un kilogramo de MOF, el equivalente a media lata de refresco de 355 ml por 500 gramos por día.

Yaghi también está trabajando con la “Ciudad del Rey Abdulaziz para Ciencia y Tecnología” (KACST) en Riyadh, Arabia Saudita, y su presidente, el Príncipe Dr. Turki Saud Mohammad Al Saud, en la tecnología como parte de su Centro de Excelencia en Nanomateriales y Energía Limpia.

Yaghi es pionero en estructuras orgánicas de metal, que son sólidos con tantos canales internos y agujeros que un MOF del tamaño de un cubo de azúcar podría tener una superficie de contacto interna del tamaño de seis campos de fútbol. Esta área de superficie absorbe fácilmente gases o líquidos pero, igual de importante, los libera rápidamente cuando se calienta. Varios tipos de MOF ya se están probando como una forma de empaquetar más gas en los tanques de vehículos impulsados por hidrógeno, absorber el dióxido de carbono de las chimeneas y almacenar metano.

Las extensas pruebas de campo establecen un modelo que permite a los ingenieros configurar la cosechadora para las diferentes condiciones en Arizona, el Mediterráneo o en cualquier otro lugar, dado un MOF específico.

“El desarrollo clave aquí es que funciona a baja humedad, porque eso es lo que es en las regiones áridas del mundo”, dijo Yaghi. En estas condiciones, la cosechadora recoge agua incluso en puntos de rocío bajo cero.

La cosechadora es esencialmente una caja dentro de una caja. La caja interna contiene un lecho de 0.18 metros cuadrados de granos de MOF-303, en contacto con el aire para absorber la humedad. Está dentro de un cubo de plástico de 0.6 metros cuadrados con parte superior y lados transparentes. La parte superior se dejó abierta por la noche para permitir que el aire entrara en contacto con el MOF, pero se reemplazó durante el día para que la caja pudiera calentarse como un invernadero para expulsar el agua del MOF. El agua liberada se condensó en el interior de la caja exterior y cayó al fondo, donde los investigadores la recogieron con una pipeta.