Los ingenieros de la institución han diseñado un nuevo sistema que es 45 veces más eficiente a la hora de extraer agua que los métodos solares actuales
España afronta la recta final de 2025 aún bajo los efectos de una sequía prolongada, aunque con las últimas lluvias provocadas por la borrasca Claudia se perciben algunos signos de mejoría en el nivel de los embalses. Aun así, se sigue trabajando eninventos que ayuden a combatir esta situación, como una botella que desala el agua del mar o dispositivos que no usan electricidad para ello.
A ellos se les suma una nueva innovación. Un equipo de ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha desarrollado un nuevo sistema ultrasónico que extrae agua del aire en cuestión de minutos y que es 45 veces más eficiente que los métodos solares actuales.
La atmósfera está llena de agua, incluso en desiertos, donde hay cierto nivel de humedad que, con el material adecuado, se puede absorber y exprimir para producir agua potable limpia. Los diseños existentes, similares a «esponjas», dependen del calor del sol para evaporar el agua de los materiales y condensarla en gotas, algo que puede llevar horas o días, según el MIT.
Como alternativa a estos sistemas, los investigadores del MIT han ideado una forma de recuperar rápidamente el agua de un material de recolección atmosférica que, en lugar de esperar que el sol evapore el agua, utiliza ondas ultrasónicas para sacudirla.
«La gente ha estado buscando formas de recolectar agua de la atmósfera, que podría ser una gran fuente de agua, especialmente para las regiones desérticas y los lugares donde ni siquiera hay agua salada para desalinizar. Ahora tenemos una forma de recuperar agua de forma rápida y eficiente», señala en un comunicado Svetlana Boriskina, del MIT e investigadora principal del estudio.
Es más eficiente
El grupo de investigadores ha desarrollado un dispositivo ultrasónico que vibra a alta frecuencia. De esta manera, cuando se coloca en él un material de recolección de agua —conocido como «sorbente»—, emite ondas ultrasónicas que están sintonizadas para sacudir las moléculas de agua del sorbente.
Con las pruebas realizadas, los científicos descubrieron que su dispositivo recupera el agua en cuestión de minutos, frente a las decenas de minutos u horas que requieren los diseños térmicos, como señalan en su estudio publicado en la revista científica Nature Communications.
Una de las claves de este invento es que, a diferencia de los diseños basados en el calor, requiere una fuente de energía. Los investigadores prevén que su sistema se podría alimentar con una pequeña célula solar, que actuaría al mismo tiempo como sensor para detectar cuándo el sorbente está lleno.
Incluso sería posible programarla para que se encendiera automáticamente cada vez que el material recoja la suficiente humedad para ser extraída. Por lo que «un sistema podría absorber y sacudir el agua del aire durante muchos ciclos en un solo día».
El equipo de investigadores lleva años trabajando en el desarrollo de elementos que interactúan con el medio ambiente de diversas formas. Dentro de esta línea, recientemente han investigado la recolección de agua atmosférica y las formas en que se pueden diseñar materiales para absorber eficazmente el agua del aire.
En el caso de que funcionen de forma fiable, serían muy beneficiosos para las comunidades con escasas fuentes de agua potable. Un sistema de recolección de agua atmosférica sigue un patrón que consiste en que, por la noche, el material absorbe humedad y, durante el día, el sol calienta el sistema, el agua se evapora y se condensa en un colector.
«Cualquier material que sea muy bueno para capturar agua no quiere desprenderse de ella. Por lo tanto, hay que dedicar mucha energía y horas preciosas a extraer el agua del material», explica Svetlana Boriskina.
La clave: los ultrasonidos
Los investigadores se percataron de que había una forma más rápida de recuperar el agua atmosférica: los ultrasonidos pueden ser una forma de acelerar esta etapa. «Nos dimos cuenta de que teníamos un gran problema que intentar resolver y teníamos una herramienta que podía utilizarse para resolverlo», afirma la científica del MIT.
Según explican en el estudio, los ultrasonidos son ondas de presión acústica que viajan a frecuencias superiores a 20 kilohercios (20.000 ciclos por segundo). Estas ondas de alta frecuencia no son visibles ni audibles para los seres humanos, pero vibran a la frecuencia adecuada para sacudir el agua de un material.
«Con el ultrasonido, podemos romper con precisión los débiles enlaces entre las moléculas de agua y los sitios donde se encuentran. Es como si el agua bailara con las ondas, y esta perturbación selectiva crea un impulso que libera las moléculas de agua, y podemos ver cómo se sacuden en forma de gotas», explica Ikra Shuvo, otro de los autores de la investigación.
El corazón del dispositivo del MIT es un anillo cerámico plano que vibra cuando se le aplica voltaje, que está rodeado por otro anillo exterior cubierto por pequeñas boquillas. Las gotas de agua que se sacuden de un material pueden caer a través de la boquilla y entrar en los recipientes de recolección colocados por encima y por debajo del anillo vibratorio.
Los investigadores probaron este dispositivo en un material de recolección de agua atmosférica diseñado previamente y en los ensayos comprobaron que su sistema fue capaz de producir agua en unos pocos minutos. «La belleza de este dispositivo es que es completamente complementario y puede añadirse a casi cualquier material sorbente», afirma Boriskina.
La investigadora imagina en un futuro su dispositivo adaptado como un sistema doméstico práctico del tamaño de una ventana, que estaría compuesto por un material de rápida absorción y un actuador ultrasónico para recoger más agua en múltiples ciclos a lo largo de un solo día.
Fuente: elespanol.com
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