El agua limpia y segura es un recurso limitado que depende de las masas de agua locales. Sin embargo, la atmósfera de la Tierra contiene una cantidad colosal de agua dulce en forma de vapor, aunque resulta difícil extraer este gas incoloro, transparente y diluido.
A pesar de la existencia de sistemas que atrapan el rocío o la niebla para acumular el líquido en recipientes, en áreas secas, donde el rocío es escaso, es necesario recurrir a materiales especiales como hidrogeles sensibles a la temperatura, armazones organometálicos (MOFs) o zeolitas para extraer pequeñas cantidades de humedad del aire y liberar el agua cuando se calientan. No obstante, para que estos materiales sean prácticos a gran escala, deben incorporarse a dispositivos compactos y portátiles, incluyendo una fuente de calor.
Buscando resolver este problema, el equipo de Xiangyu Li, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos, ha desarrollado un cosechador de humedad que podría cumplir con esos requisitos.
El dispositivo, compacto y eficaz, cuenta con aletas recubiertas de un material que primero atrapa la humedad y luego genera agua potable cuando se calienta. Los investigadores diseñaron estas aletas adsorbentes de agua mediante la colocación de una lámina de cobre entre espumas de cobre recubiertas de una zeolita disponible comercialmente.
A diferencia de estudios anteriores que se enfocaban en el desarrollo de materiales, los autores del nuevo estudio encontraron que la combinación del soporte de adsorción con las propiedades del material resultó en aletas adsorbentes finas y compactas que pueden recolectar agua rápidamente.
Como prueba de concepto, crearon un dispositivo con 10 pequeñas aletas adsorbentes colocadas una a continuación de la otra en una placa base de cobre con una separación de unos 2 milímetros, una distancia que optimiza la captura de humedad de un aire similar al del desierto, que contiene tan solo un 10% de humedad relativa. En una hora, las aletas se saturaron y luego liberaron la humedad atrapada cuando la base alcanzó los 184 grados centígrados.
Con 24 ciclos de recolección y liberación, el equipo calcula que 1 litro de recubrimiento absorbente en las aletas podría producir hasta 1.3 litros de agua potable por día en un aire con una humedad relativa del 30%, un volumen entre dos y cinco veces mayor que el obtenido con los dispositivos desarrollados anteriormente.
Según los creadores del nuevo dispositivo, con un mayor desarrollo, este podría integrarse en infraestructuras ya existentes que producen calor residual, como edificios o vehículos de transporte, para brindar una opción rentable para generar agua potable en regiones áridas.
Xiangyu Li y sus colegas expusieron los detalles técnicos de su nuevo aparato para extraer agua del aire en la revista académica ACS Energy Letters, bajo el título “Design of a Compact Multicyclic High-Performance Atmospheric Water Harvester for Arid Environments”.