Cómo Conseguir Agua Potable del Aire Usando Energía Solar

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La escasez de agua dulce es un problema crítico que afecta a más de dos mil millones de personas en todo el mundo, en particular en regiones áridas y remotas, así como en islas y zonas costeras. A medida que el cambio climático y el crecimiento demográfico agravan este problema, se necesitan urgentemente soluciones innovadoras. 

Cúanta agua se puede obtener del aire usando energía solar

Un nuevo desarrollo realizado por ingenieros y científicos de Arabia Saudita y China ofrece una respuesta prometedora: un sistema alimentado con energía solar que extrae agua de la atmósfera de forma pasiva, sin necesidad de mantenimiento ni operadores humanos. Este sistema, capaz de producir hasta 3 litros de agua por metro cuadrado al día, representa un avance significativo en la búsqueda de recursos hídricos sostenibles.


El poder de la extracción de agua atmosférica

Se estima que la atmósfera contiene 13 billones de toneladas de agua, seis veces la cantidad que se encuentra en los ríos del mundo. Como el calentamiento global aumenta la capacidad del aire para retener vapor de agua, extraer esta agua atmosférica se ha convertido en una solución viable. Los sistemas de extracción de agua atmosférica impulsados ​​por energía solar (SAWE) existentes capturan el vapor de agua absorbiéndolo en un material que luego se calienta con la luz solar para liberar el agua. Sin embargo, estos sistemas están limitados a un ciclo de absorción-liberación por día e implican materiales costosos y operaciones complejas, lo que dificulta su adopción generalizada.


Diseño innovador de sistemas pasivos

El nuevo sistema diseñado por el equipo de Arabia Saudita y China supera estas limitaciones mediante el uso de una estructura de múltiples microcanales verticales, conocidos como puentes de transporte de masa, llenos de una solución de sal líquida (cloruro de litio) para capturar continuamente el agua atmosférica. El proceso se impulsa completamente con energía solar, lo que elimina la necesidad de entrada eléctrica o piezas mecánicas activas.


El sistema funciona absorbiendo continuamente vapor de agua en la región de temperatura ambiente y luego transportándolo a una región de alta temperatura donde la luz solar convierte la luz absorbida en calor, generando vapor de agua concentrado. Este vapor luego se condensa en las paredes de la cámara, produciendo agua fresca. El ciclo continuo de absorción y condensación permite una producción constante de agua durante todo el día.


Pruebas y resultados en el mundo real

La eficacia de este sistema quedó demostrada mediante pruebas rigurosas. Una prueba inicial durante un período de ocho días mostró que, a medida que la humedad relativa aumentaba del 60% al 90%, la tasa de producción de agua aumentaba significativamente. En pruebas de campo reales en Thuwal, Arabia Saudita, el sistema produjo 2,9 litros de agua por metro cuadrado por día, una mejora sustancial con respecto a las tecnologías anteriores.


Una prueba especialmente destacable se llevó a cabo en Papúa Nueva Guinea, donde la eficiencia del sistema aumentó a 4,6 litros por metro cuadrado por día. El agua recolectada se utilizó con éxito para el riego fuera de la red de repollo chino, lo que demostró el potencial de la horticultura sin necesidad de mantenimiento en áreas sin fuentes de agua líquida.


Perspectivas y aplicaciones futuras

Las posibles aplicaciones de esta tecnología son muy amplias. Al proporcionar una fuente sostenible de agua, podría transformar la agricultura en regiones áridas, mejorar la seguridad alimentaria y aliviar la escasez de agua en comunidades remotas. La naturaleza pasiva del sistema lo hace especialmente adecuado para su implementación en zonas con infraestructura y recursos limitados.


El éxito del cultivo de cosechas que utiliza el agua generada por este sistema pone de relieve su viabilidad para apoyar la agricultura sostenible. Esta innovación podría desempeñar un papel crucial para abordar las necesidades de agua de Oriente Medio y otras regiones que enfrentan desafíos similares.


El desarrollo de un sistema pasivo alimentado con energía solar para extraer agua de la atmósfera marca un hito importante en la lucha contra la escasez de agua dulce. Al aprovechar la energía renovable y aprovechar un diseño innovador, este sistema ofrece una solución práctica, eficiente y escalable para uno de los problemas más acuciantes del mundo. A medida que se realicen más avances y se perfeccione la tecnología, promete proporcionar una fuente confiable de agua para millones de personas en todo el mundo, allanando el camino hacia un futuro más sostenible.


Más información: https://dx.doi.org/10.1038/s41467-024-50715-0 



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