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Este dispositivo de energía solar extrae agua potable del aire más seco del desierto


Gracias a un equipo de investigadores, el mundo está un paso más cerca de Guerra de las Galaxiastipo agricultura de humedad. Un dispositivo similar a una esponja utiliza energía solar para aspirar el vapor de agua del aire, incluso en la humedad más baja. El equipo, una combinación de investigadores de UC Berkely y MIT, desarrolló una forma de extraer casi 3 litros de agua por día por kilogramo de absorbente utilizado.

[Fuente de imagen: MIT a través de Hyunho Kim]

El equipo estima que casi 13 billones de litros de agua están flotando a través de la atmósfera de la Tierra en cualquier momento. Eso es el 10 por ciento de toda el agua dulce que se encuentra en los lagos y ríos del planeta. Durante décadas, los grupos han intentado condensar el vapor de agua y atraparlo para su uso. Sin embargo, por lo general, esos sistemas requieren más energía de lo que valen o requieren aire extremadamente húmedo. Este equipo de investigadores de dos costas quería solucionar ambos problemas.

Dirigidos por Omar Yaghi con UC Berkeley, los investigadores observaron polvos cristalinos llamados marcos orgánicos metálicos (MOF). Yaghi desarrolló el primer MOF del mundo hace más de 20 años. Las estructuras de cristal poroso se unen como un juego de Tinkertoy. Los átomos de metal sirven como un centro y los compuestos orgánicos en forma de barra unen esos átomos de metal. Yaghi creó esas estructuras para que fueran flexibles a las necesidades de un químico. Los investigadores pueden ajustar las propiedades de cada MOF para controlar la fuerza de los enlaces.

Ilustración de la estructura MOF [Fuente de la imagen: Laboratorios Berkeley]

"Al diseñar cuidadosamente este material, podemos tener propiedades de superficie que puedan absorber el agua de manera muy eficiente al 50 por ciento de humedad, pero con un diseño diferente, puede funcionar al 30 por ciento", dijo el estudiante graduado del MIT Hyunho Kim. "Al seleccionar los materiales adecuados, podemos adaptarlos a diferentes condiciones. Con el tiempo, podemos recolectar agua de todo el espectro" de concentraciones.

Desde que Yaghi desarrolló los MOF hace 20 años, se han sintetizado más de 20.000 MOF con diferentes propiedades y estructuras moleculares. La configuración esponjosa puede volverse hidrófila y atraer agua con una gran superficie. El equipo también observó que cuando el material se coloca sobre una superficie negra para absorber el calor solar y una superficie inferior se mantiene a la misma temperatura que el aire exterior, el agua se puede enfriar y caer para acumularse en esa superficie inferior.

La lámina MOF se coloca entre un absorbedor solar y una placa condensadora dentro de la cámara. El equipo abre la cámara por la noche para permitir que el aire circundante fluya a través del MOF y enfríe las moléculas de agua. Durante el día, la cámara está cerrada y la luz del sol calienta la cámara. Las moléculas se calientan y se dirigen hacia el condensador.

[Fuente de imagen:MIT a través de Hyunho Kim]

El equipo quiere mejorar y ajustar continuamente la estructura de MOF para obtener un mayor rendimiento, a pesar de las configuraciones actuales que proporcionan el suministro diario de agua potable para una persona.

El acceso al agua potable sigue siendo uno de los mayores desafíos del mundo. Aproximadamente 85 por ciento de la población mundial vive en la mitad más seca del planeta. Encima783 millones las personas no pueden acceder fácilmente al agua potable. Se espera que estos números crezcan a medida que aumenta la población mundial. La profesora de ingeniería mecánica del MIT, Evelyn Wang, dijo que la "esponja" de MOF podría ser de gran ayuda.

"Hay áreas desérticas en todo el mundo con alrededor del 20 por ciento de humedad", donde el agua potable es una necesidad importante, dijo, "pero realmente no ha habido una tecnología disponible que pueda satisfacer" esa creciente necesidad.

Actualmente, países como Chile y Marruecos utilizan la recolección de niebla. Sin embargo, el proceso requiere un contenido de humedad bastante alto, a veces necesitando una humedad relativa del 100 por ciento. Ese aire también se encuentra en menos regiones que en tierras áridas.

El informe completo se puede encontrar en Ciencias diario.

Si bien podríamos estar a varias galaxias de la granja de humedad de Tatooine del tío Owen, esta investigación nos acerca aún más a soluciones prácticas para un problema creciente. (Sin embargo,Guerra de las Galaxias los fanáticos pueden seguir esperando que nombren el dispositivo como "vaporizador" en caso de que alguna vez llegue al mercado).

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Ver el vídeo: ..Recolectando Agua del Aire en el desierto del Atacama.. (Noviembre 2021).