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Aumentar tamaño del texto Disminuir tamaño del texto Partir el texto en columnas Ver como pdf 24-07-2018

La caja mgica que extrae agua del aire del desierto

Daniel Galilea
EFE.doc

La revolucionaria "cosechadora" de agua, consiste bsicamente en una caja dentro de otra que utiliza un material extremadamente poroso y permite obtener agua del aire del desierto, utilizando nicamente la luz solar como fuente de energa.


La cosechadora de agua se basa en un tipo material extremadamente poroso denominado MOF, que absorbe la humedad del aire durante la noche en el desierto y la libera para que se condense en gotas de agua durante el da.

El cientfico Omar Yaghi, profesor de Qumica en la UC Berkeley (www.berkeley.edu), es el inventor de la tecnologa MOF subyacente a esta cosechadora. Segn Yaghi, este sistema funciona a temperatura ambiente con la luz del sol, y puede recoger agua en el desierto sin recibir un aporte de energa adicional.

Oriente Medio, frica del Norte e India se encuentran entre los primeros lugares donde esta tecnologa podra ser aplicable, debido a la muy baja humedad relativa y a la abundancia de luz solar que hay en estas reas, seala a Efe el estudiante de postgrado Eugene Kapustin, que forma parte del equipo del profesor Yaghi.

La "caja mgica" situada en el tejado de la Universidad realizando una prueba previa. Foto:Stephen McNally/Roxanne Makasdjian (UC Berkeley)

Un equipo de cientficos de la Universidad de California, en Berkeley (UC Berkeley) ha ensayado con xito, en el desierto estadounidense de Arizona, un sistema capaz de recolectar agua potable del aire sin otra energa que la luz del sol.

Este dispositivo absorbe agua durante la noche y, a travs del calentamiento solar durante el da, la libera, para condensarla y recolectarla utilizando un nuevo tipo de material denominado Estructuras metal-orgnicas o Metal Organic Frameworks (MOF, por sus siglas en ingls).

Este exitoso ensayo de campo en Arizona permite demostrar que este sistema puede extraer agua potable todos los das y todas las noches, con una humedad muy baja y a un bajo costo, lo que lo hace ideal para las personas que viven en zonas ridas y con escasez de agua en todo el mundo, de acuerdo a esta universidad.

El cientfico Omar Yaghi, profesor de Qumica en la UC Berkeley (www.berkeley.edu), ha sido el inventor de la tecnologa MOF subyacente a esta cosechadora.

Segn Yaghi, este sistema funciona a temperatura ambiente con la luz del sol, y puede recoger agua en el desierto sin recibir un aporte de energa adicional.

Este viaje del laboratorio al desierto nos ha permitido conseguir que la recoleccin de agua pase de ser un fenmeno interesante a convertirse en una ciencia, recalca.

MATERIAL PRODIGIOSO

Yaghi es un pionero en el desarrollo de los MOF, unos slidos con tantos canales y agujeros internos que uno de estos materiales del tamao de un terrn de azcar podra tener una superficie interna del tamao de seis campos de ftbol, segn Robert Sanders, director de comunicaciones cientficas de la universidad californiana.

Esta superficie absorbe fcilmente tanto gases como lquidos y, lo que es igual de importante, los libera rpidamente cuando se calientan, aade.

Segn Sanders, ya se estn probando varios tipos de MOF, por ejemplo como una forma de introducir ms gas en los tanques de los vehculos alimentados con hidrgeno, para absorber dixido de carbono de las chimeneas y para almacenar metano.
El qumico jordano-estadounidense Omar Yaghi recibi en 2018 el Premio Fundacin BBVA Fronteras del Conocimiento en la categora de Ciencias Bsicas por su trabajo en el desarrollo de estos materiales, capaces de capturar y almacenar dixido de carbono, obtener agua del vapor atmosfrico en zonas desrticas o desarrollar combustibles limpios basados en el hidrgeno.

Los MOF altamente porosos, que Yaghi desarroll en la dcada de 1990 junto con otros materiales llamados COF, son como esponjas cristalinas a escala molecular, en las que el tamao de los poros o celdas se puede definir en funcin de las necesidades, segn esta entidad (www.premiosfronterasdelconocimiento.es).

Estos materiales renen muchas de las propiedades ms deseadas por los qumicos, entre ellas una gran capacidad de absorber otros compuestos, que se alojan dentro de sus poros, segn la Fundacin BBVA.

Aade que mientras los COF estn compuestos por materiales orgnicos, los MOF combinan materiales inorgnicos (xidos de metal) y orgnicos. El xido de metal cambia dependiendo de la molcula que se quiera capturar, mientras el tamao del poro depende del compuesto orgnico utilizado, segn esta fuente.

Con el prototipo que el equipo de Yaghi prob en Scottsdale (Arizona, EE. UU.), donde la humedad ambiental relativa pasa del 40 por ciento por la noche al 8 por ciento durante el da, se demostr que, en el futuro, debera ser fcil aumentar la escala de la cosechadora aadiendo ms material MOF que absorba agua, segn estos investigadores.

Este equipo tambin explica a Efe que, con el actual tipo de MOF hecho de zirconio (MOF-801), la cosechadora es capaz de recolectar alrededor de 200 gramos (unas 7 onzas) de agua por cada kilogramo de este material poroso.

El zirconio es un metal costoso, pero Yaghi informa que ha creado un nuevo MOF basado en aluminio, llamado MOF-303, que es, al menos, 150 veces ms barato y captura el doble de agua en las pruebas de laboratorio, lo que permitir desarrollar una nueva generacin de cosechadoras capaces de producir ms de 400 mililitros de agua al da a partir de un kilogramo de MOF.

UNA CAJA DENTRO DE OTRA

La cosechadora es bsicamente una caja dentro de una caja. La caja interior contiene una cama de 2 pies cuadrados (0,18 metros cuadrados) de granos de MOF expuestos al aire para absorber la humedad. Este material est encapsulado en un cubo de plstico con la tapa y sus laterales transparentes, segn Robert Sanders.

La parte superior de la cosechadora se dej abierta por la noche para permitir que el aire entrara y se pusiera en contacto con el MOF, pero se reemplaz durante el da para que la caja pudiera calentarse como si fuera un invernadero para expulsar el agua absorbida por el MOF, explica.

El MOF est dentro de la caja interior, y su parte superior o tapa envuelta en papel aluminio est diseada para mantener la caja exterior lo suficientemente fra como para condensar el vapor de agua que se desprende desde el MOF por la luz solar.

Durante el experimento de Scottsdale, el agua liberada se condens en el interior de la caja exterior y cay al fondo, donde los investigadores la recogieron con una pipeta, informa Sanders.

Los experimentos establecen que esta cosechadora es capaz de operar con baja humedad, como ocurre en las regiones ridas del mundo, y que puede ser configurada para diferentes condiciones, dotndola de un MOF especfico, segn los investigadores.

Ahora estamos efectuando mejoras tanto en los materiales como en los aspectos de ingeniera de la cosechadora, explica a Efe el estudiante de postgrado Eugene Kapustin, que forma parte del equipo del profesor Yaghi, junto con los becarios de postdoctorado Markus Kalmutzki y Farhad Fathieh.

Estamos estudiando otros MOFs que sean ms baratos de sintetizar y suministren ms agua con una humedad relativa ms baja, y estamos trabajando en un nuevo diseo de la cosechadora basado en el MOF-303 para que sea ms compacta y pueda producir mayor cantidad de agua potable, aade Kapustin.

SOLUCIN PARA LA REGIONES CON ESTRS HDRICO

Consultado por Efe sobre donde podra utilizarse esta cosechadora, Kapustin adelanta: en Oriente Medio, frica del Norte e India se encuentran entre los primeros lugares donde esta tecnologa podra ser aplicable, debido a la muy baja humedad relativa y a la abundancia de luz solar que hay en estas reas.

Para el futuro, estamos diseando una nueva cosechadora de agua en modo activo, en la que el aire es arrastrado hacia el MOF a alta velocidad para llenar los poros de agua rpidamente, y que luego esta agua sea extrada y recolectada, explica Yaghi a Efe.

Este ciclo se puede realizar ms de diez veces al da, con lo que se podr obtener una cantidad mucho mayor de agua limpia, apunta Yaghi (http://yaghi.berkeley.edu) .

Este profesor seala que, hasta la fecha, se han creado ms de 70.000 MOF en todo el mundo, pero solo han probado unos pocos en cuanto a su capacidad para cosechar agua, por lo que obviamente el siguiente paso ser buscar cules de estos materiales son mejores y ms baratos para la recoleccin de agua.

La visin de Yaghi consiste en conseguir una agua personalizada, donde quienes viven en regiones con estrs hdrico, es decir con un acceso limitado al agua potable, tengan en su casa un dispositivo de captacin de agua que funcione con energa solar ambiental, entregando el lquido que satisfaga las necesidades bsicas de las personas.

Ms de un tercio de la poblacin mundial vive en regiones con estrs hdrico, por lo que las implicaciones potenciales de esta tecnologa para transformar la vida de las personas y mejorar las condiciones de salud pblica mundial son enormes, enfatiza.

Todava se requieren muchos avances para conferir a esta tecnologa la utilidad y accesibilidad necesarias para hacer realidad esta visin, pero con nuestra invencin estamos un paso ms cerca de conseguirlo, seala Yaghi a Efe. EFE/REPORTAJES.

Fuente: https://www.efedocanalisis.com/noticia/caja-magica-agua-desierto/

 


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