Este nuevo método permite convertir casi cualquier residuo orgánico en un colector de agua, a diferencia de los métodos anteriores que necesitaban materiales específicos.
De residuos a sorbos: la biomasa cotidiana produce agua potable del aire
Los restos de alimentos, ramas caídas, conchas marinas y otros materiales naturales se han convertido en elementos clave en un nuevo sistema capaz de extraer agua potable del aire, desarrollado por investigadores de la Universidad de Texas en Austin.
Este innovador sistema, basado en hidrogeles de biomasa molecularmente funcionalizados, permite transformar una amplia variedad de productos naturales en sorbentes, materiales capaces de absorber líquidos.
Combinando estos sorbentes con un leve calentamiento, los investigadores pueden recolectar litros de agua potable directamente de la atmósfera, incluso en condiciones de baja humedad.
“Con este avance, hemos desarrollado una estrategia universal de ingeniería molecular que permite convertir diversos materiales naturales en sorbentes de alta eficiencia”, afirmó Guihua Yu, profesor de ciencias de materiales e ingeniería mecánica en la Universidad de Texas.
“Esto representa una nueva manera de concebir la recolección sostenible de agua, dando un gran paso hacia sistemas prácticos para hogares y comunidades pequeñas”.
Eficiencia superior en la recolección de agua
En pruebas de campo, los investigadores lograron generar 14,19 litros de agua potable por kilogramo de sorbente al día, superando con creces a la mayoría de los sorbentes existentes, que solo producen entre 1 y 5 litros por kilogramo al día.
Esta investigación, publicada en Advanced Materials, abre nuevas posibilidades para la obtención de agua en regiones con escasez hídrica.
En lugar de depender del enfoque tradicional de «seleccionar y combinar» materiales específicos, esta estrategia molecular permite convertir casi cualquier biomasa en un recolector de agua eficiente.
Sostenibilidad y escalabilidad: una solución ecológica
A diferencia de los sorbentes sintéticos actuales, que requieren petroquímicos y un alto consumo de energía, el hidrogel desarrollado por el equipo de la Universidad de Texas es biodegradable, escalable y energéticamente eficiente.
Su funcionamiento se basa en un proceso de ingeniería molecular en dos etapas, que otorga propiedades higroscópicas y comportamiento termosensible a los polisacáridos presentes en la biomasa, como la celulosa, el almidón o la quitina.
“Al final del día, el acceso al agua potable debe ser simple, sostenible y escalable”, señaló Weixin Guan, investigador principal del estudio. “Este material nos permite aprovechar los recursos más abundantes de la naturaleza para generar agua a partir del aire, en cualquier momento y lugar”.
Hacia la aplicación a gran escala
Este desarrollo forma parte de la búsqueda continua de soluciones innovadoras para el acceso al agua potable, liderada por el profesor Yu. A lo largo de su carrera, ha trabajado en la creación de hidrogeles generadores de agua para las condiciones más secas, incluyendo un sistema inyectable de filtración de agua y la aplicación de esta tecnología en la agricultura.
Actualmente, el equipo de investigación está enfocando sus esfuerzos en escalar la producción y diseñar dispositivos comerciales, como recolectores portátiles de agua, sistemas de irrigación autosustentables y dispositivos de emergencia para obtención de agua potable.
Desde el inicio del proyecto, la prioridad ha sido garantizar que la tecnología sea escalable y pueda implementarse en comunidades que carecen de acceso seguro al agua.
“El mayor desafío en la recolección sostenible de agua es desarrollar una solución que pueda ampliarse de manera eficiente y seguir siendo viable fuera del laboratorio”, explicó Yaxuan Zhao, investigador del equipo.
“Dado que este hidrogel puede fabricarse a partir de biomasa ampliamente disponible y funciona con un mínimo consumo energético, su potencial para una producción a gran escala y su despliegue en comunidades fuera de la red eléctrica, operaciones de ayuda humanitaria y sistemas descentralizados de agua es muy prometedor”.
Este avance representa un paso significativo en la búsqueda de soluciones ecológicas y accesibles para la crisis global del agua, permitiendo aprovechar los recursos naturales para obtener agua potable de manera sostenible y eficiente.
Vía utexas.edu
Más información: Molecularly Functionalized Biomass Hydrogels for Sustainable Atmospheric Water Harvesting. Weixin Guan, Yaxuan Zhao, Chuxin Lei, Yuyang Wang, Kai Wu, Guihua Yu. https://doi.org/10.1002/adma.202420319
