La mayoría de los sistemas de recolección de agua recolectan precipitaciones tales como lluvia o gotas de agua de la niebla y otras nubes bajas. Pero un nuevo dispositivo desarrollado por investigadores chinos puede obtenerlo directamente de la atmósfera , siempre que haya luz solar.

El nuevo sistema de recolección de agua presenta espuma de nanocompuesto hecha de grafeno. Se basa en la luz solar para alimentar sus procesos, lo que ahorra electricidad y permite desplegarlo en cualquier lugar con suficiente luz natural.

Las capas de hielo y los glaciares de la Tierra contienen alrededor del 70 por ciento del agua dulce que se encuentra en el planeta. Solo el 30 por ciento está disponible en forma líquida.

De ese 30 por ciento, un quinto se encuentra en áreas aisladas que están fuera del alcance de los humanos, como las profundidades subterráneas. En cuanto a las cuatro quintas partes restantes, el 75 por ciento se desperdicia porque el agua viene en forma de inundaciones y monzones.

Estos eventos suceden durante tiempos impredecibles y diferentes lugares. Dada su naturaleza y tiempo, son difíciles de aprovechar como una fuente confiable de agua dulce.

Para resumir, si bien el agua cubre más del 70 por ciento de la Tierra, el suministro disponible de agua potable es inferior al 0,08 del uno por ciento de esa suma.

La atmósfera de la Tierra contiene mucha humedad. Hay suficiente agua dulce en el aire para llenar el 10 por ciento de todos los lagos del mundo .

El agua atmosférica puede servir como una fuente considerable de agua potable durante los períodos de escasez de agua. El desafío está en cosechar volúmenes suficientes de los cielos.

Una espuma a base de grafeno que extrae agua fresca del aire

Investigadores de la Academia de Ciencias de China (CAS) desarrollaron una espuma a base de grafeno para la tarea de recolección de agua. Al operar a escala nanométrica, el material compuesto utiliza un ciclo de captura-liberación para recoger la humedad del aire.

Prepararon la espuma pasándola por métodos de liofilización, recocido térmico y tratamiento hidrofílico. Las nanosheets producidas por el proceso de fabricación no requieren energía eléctrica para realizar su trabajo.

En el proceso de captura, la espuma utiliza cloruro de litio para absorber la humedad del aire. Conservó el agua capturada con alcohol polivinílico (PVA).

Para la parte de liberación del ciclo, el dispositivo usó un transformador solar a térmico hecho de óxido de grafeno reducido. El grafeno convirtió la luz solar en energía térmica, que evaporó el agua almacenada en el PVA.

La cosechadora de agua también utilizó poliimida como material de sustrato. El polímero ayudó a formar estructuras 3D que presentaban los poros deseados. Polymide también hizo que el material fuera más duradero a pesar de su apariencia suave.

Simplemente agregue la luz solar natural para liberar agua dulce apta para el consumo humano

Los investigadores chinos realizaron su nueva cosechadora de espuma de agua a través de pruebas en entornos con 90 por ciento de humedad relativa y 86 F (30 C). Informaron que su invención absorbió tanto como 2,87 g por gramo en un día.

Además, la espuma a base de grafeno liberó casi toda el agua que recolectó después de tres horas de exposición a la luz artificial con un flujo de un sol (1000 W por metro cuadrado). Esta intensidad de luz coincidía con la de la luz solar natural.

Los investigadores describieron la espuma como súper elástica, liviana y altamente reutilizable. Planearon aumentar la eficiencia de la cosechadora de agua.

«Otro gran desafío impide la utilización del sistema de recolección de agua para explorar una forma más rentable de preparar los productos«, escribió el investigador de CAS Ya Yang, uno de los autores del estudio. «Aunque el método de síntesis de tres pasos y la composición de la espuma se han optimizado, aún es necesario reducir el costo y aumentar la eficiencia de fabricación«.

Los investigadores de CAS también están buscando materiales ecológicos para incorporar a la versión comercial de su cosechadora de agua.

Fuentes: NanoWerk.com / Pubs.ACS.org