Un nuevo aparato transforma el aire atmosférico cálido en agua potable

por Liam O'Connor
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Hydrogel Water Generation

Científicos de la Universidad de Texas han desarrollado un hidrogel capaz de generar agua potable a partir de la humedad atmosférica, utilizando la luz solar como energía. Esta tecnología innovadora, que puede convertirse en microgeles eficientes, ofrece una alternativa viable y portátil para abordar la escasez mundial de agua. Arriba se muestra una muestra de agua obtenida mediante el uso de este gel. Reconocimiento: Universidad de Texas en Austin.

Para numerosas regiones del mundo que luchan contra la escasez de agua, parece estar surgiendo una solución prometedora: la capacidad de convertir sin esfuerzo el aire caliente en agua potable.

En los últimos años, investigadores de la Universidad de Texas en Austin han estado estudiando el contenido de humedad del aire como posible fuente de agua para poblaciones afectadas por la sequía. En su última investigación, publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences, han logrado un hito crucial: un hidrogel de diseño molecular capaz de generar agua purificada únicamente a través de energía solar.

Utilización de energía solar para la generación de agua

Los científicos lograron extraer humedad de la atmósfera y convertirla en agua potable utilizando energía solar, en condiciones de temperaturas tan bajas como 104 grados Fahrenheit. Esto es particularmente relevante para el clima de Texas, así como para otras regiones del mundo. Esto implica que las personas en áreas que experimentan altas temperaturas y acceso limitado a agua limpia podrían potencialmente implementar este dispositivo al aire libre y generaría agua de forma autónoma sin requerir un aporte de energía adicional.

“A través de nuestro hidrogel avanzado, no nos limitamos a extraer agua de la atmósfera. Lo estamos haciendo extremadamente rápido y con un gasto mínimo de energía”, afirmó Guihua Yu, profesor de ciencia e ingeniería de materiales en el Departamento Walker de Ingeniería Mecánica de la Escuela de Ingeniería Cockrell y el Instituto de Materiales de Texas. “El aspecto intrigante de nuestro hidrogel es su capacidad para liberar agua. Durante los sofocantes veranos de Texas, por ejemplo, podemos confiar únicamente en las fluctuaciones naturales de temperatura, obviando la necesidad de mecanismos de calefacción adicionales”.

Características del dispositivo prototipo

El dispositivo tiene la capacidad de producir entre 3,5 y 7 kilogramos de agua por kilogramo de sustancia gelificada, dependiendo de las condiciones de humedad reinantes.

Avances en Microgel y perspectivas comerciales

Un atributo notable de esta investigación es la versatilidad del hidrogel para transformarse en micropartículas, conocidas como "microgeles". Esta metamorfosis mejora la velocidad y eficacia del dispositivo, acercándolo a la aplicación práctica.

"Al convertir el hidrogel en micropartículas, el proceso de captura y liberación de agua se vuelve significativamente más rápido", dijo Weixin Guan, estudiante de doctorado en el laboratorio de Yu y uno de los líderes de la investigación. "Esto conduce a una nueva categoría de sorbentes altamente eficientes que podrían amplificar sustancialmente la producción de agua a través de múltiples ciclos diarios".

Los esfuerzos futuros se centran en perfeccionar la tecnología con la intención de comercializarla. Un área de interés implica la optimización de ingeniería de los microgeles para lograr una mayor eficiencia. El equipo está comprometido a ampliar la tecnología, con el objetivo de transformar sus hallazgos en soluciones tangibles y escalables que puedan ofrecer un medio portátil y de bajo costo para producir agua potable a nivel mundial. Esto tendría un impacto transformador en países como Etiopía, donde casi 60% de la población carece de acceso básico a agua potable.

"Nuestro objetivo general es hacer que esta tecnología sea accesible a las personas en todo el mundo, especialmente a aquellos que residen en regiones áridas que necesitan un acceso rápido y constante al agua potable", comentó Yaxuan Zhao, otro estudiante de doctorado en el laboratorio de Yu.

Otros esfuerzos incluyen el desarrollo de versiones alternativas del dispositivo compuestas de materiales orgánicos, reduciendo así los costos de fabricación para la producción en masa. Esta transición a diseños comercialmente viables presenta desafíos, como aumentar la producción del sorbente que absorbe la humedad y garantizar la durabilidad del dispositivo durante su vida útil esperada. El equipo también se centra en hacer que los dispositivos sean portátiles para diversos escenarios de aplicaciones.

Expresiones de gratitud

Este proyecto recibe el apoyo del Premio Norman Hackerman en Investigación Química de la Fundación Welch y el Premio Camille Dreyfus Teacher-Scholar.

Referencia: “Hidratación molecularmente confinada en hidrogeles termosensibles para la recolección eficiente de agua atmosférica” por Weixin Guan, Yaxuan Zhao, Chuxin Lei y Guihua Yu, de fecha 11 de septiembre de 2023, Actas de la Academia Nacional de Ciencias. DOI: 10.1073/pnas.2308969120.

Preguntas frecuentes (FAQ) sobre la generación de agua con hidrogel

¿Cuál es la principal innovación introducida por los investigadores de la Universidad de Texas?

La principal innovación es un hidrogel capaz de generar agua potable a partir de la humedad atmosférica utilizando energía solar como fuente de energía.

¿Cómo resuelve potencialmente esta tecnología el problema de la escasez mundial de agua?

Esta tecnología de hidrogel ofrece una alternativa viable y portátil para abordar la escasez de agua al convertir la humedad atmosférica en agua potable, utilizando únicamente energía solar.

¿Cuál es el papel de la energía solar en esta generación de agua a base de hidrogeles?

La energía solar sirve como única fuente de energía necesaria para que el hidrogel capture la humedad de la atmósfera y la convierta en agua potable.

¿Qué tan eficiente es esta nueva tecnología de hidrogel?

El dispositivo puede producir entre 3,5 y 7 kilogramos de agua por kilogramo de hidrogel, dependiendo de las condiciones de humedad reinantes.

¿Qué son los microgeles y por qué son importantes?

Los microgeles son partículas de tamaño micro derivadas del hidrogel. Mejoran la velocidad y eficiencia de la captura y liberación de agua, acercando la tecnología a la aplicación práctica.

¿Esta tecnología está destinada a la comercialización?

Sí, los investigadores se están centrando en optimizar la tecnología con la intención de comercializarla. Están particularmente interesados en ampliarlo para ofrecer un método portátil y de bajo costo para producir agua potable en todo el mundo.

¿Cuáles son las condiciones bajo las cuales este dispositivo puede funcionar?

El dispositivo puede funcionar en condiciones con temperaturas tan bajas como 104 grados Fahrenheit, lo que lo hace particularmente relevante para áreas que experimentan altas temperaturas y acceso limitado a agua limpia.

¿Quién es el público objetivo principal de esta tecnología?

El público objetivo principal incluye personas que viven en regiones áridas y países donde la escasez de agua es un problema apremiante, como Etiopía, donde casi el 60% de la población carece de acceso básico a agua potable.

¿Hay planes para versiones del dispositivo fabricadas con materiales orgánicos?

Sí, el equipo está trabajando en el desarrollo de versiones alternativas del dispositivo compuestas de materiales orgánicos para reducir los costos de fabricación para la producción en masa.

¿Qué desafíos enfrentan los investigadores para hacer que el dispositivo sea comercialmente viable?

Los desafíos incluyen aumentar la producción del sorbente que absorbe la humedad y garantizar la durabilidad del dispositivo durante su vida útil esperada. Los investigadores también se centran en hacer que los dispositivos sean portátiles para diversos escenarios de aplicación.

Más sobre la generación de agua con hidrogel

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10 comentarios

Henry Lee octubre 15, 2023 - 9:40 pm

Alucinante, pero ¿qué pasa con el mantenimiento y la vida útil? No tiene sentido si se estropea en un mes.

Responder
Emily Williams octubre 15, 2023 - 10:28 pm

¡Vaya, habla de innovación! Si esta tecnología se comercializa, será un salvavidas para muchas personas en todo el mundo.

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Laura Davis octubre 15, 2023 - 11:34 pm

De esto se trata la ciencia: de resolver problemas del mundo real. ¡Quiero que esto se generalice lo antes posible!

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nina scott octubre 16, 2023 - 2:09 am

¡Por fin buenas noticias en 2023! Pero sí, tengo curiosidad por saber los costos y qué tan pronto estará disponible para el público.

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Guillermo Harris octubre 16, 2023 - 5:42 am

Es un comienzo, pero ¿qué pasa con los otros elementos esenciales? Si pueden lograrlo, ¿podrán hacer lo mismo con los alimentos u otros recursos?

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Sara Johnson octubre 16, 2023 - 8:01 am

¿Energía solar Y solución a la escasez de agua? eso es matar dos pájaros de un tiro. Inscríbeme.

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John Smith octubre 16, 2023 - 9:27 am

Vaya, esto es algo que cambia las reglas del juego. ¡No puedo creer que hayan logrado crear agua de la nada! El futuro parece brillante.

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katie anderson octubre 16, 2023 - 12:53 pm

Increíble, pero estoy un poco preocupado por el impacto ambiental de la producción masiva de estos hidrogeles. ¿Alguna información sobre eso?

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mike marrón octubre 16, 2023 - 3:15 pm

Parece prometedor, pero veamos cómo escala. El éxito en el laboratorio no siempre significa una aplicación en el mundo real, ¿sabes?

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Roberto Verde octubre 16, 2023 - 6:03 pm

Muy bueno, pero ¿qué pasa con el costo? No tiene sentido si no es asequible para quienes realmente lo necesitan.

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