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Este gel superabsorbente consigue extraer agua del mismo aire

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A medida que en nuestro planeta hace cada vez más calor, el agua limpia y fresca comienza a ser un bien cada vez más demandado. Las plantaciones agrícolas, el cambio climático, la contaminación y otros factores están haciendo que la escasez de agua sea un problema del presente, y es probable que solo haga que empeorar en un futuro.

Así que, ¿cómo gestionamos esto? Un grupo de científicos tiene una idea: conseguir extraer agua del aire.

Los investigadores han desarrollado un gel superabsorbente —fabricado con materiales asequibles— que puede absorber la humedad del aire pese a que exista muy poca humedad. Cuando se calienta, el gel libera esa humedad en forma de agua dulce. Un kilo de gel puede teóricamente producir casi 6 litros de agua con un 15% de humedad relativa y más de 13 litros con un 30% de humedad, según un estudio que acaba de ser publicado en la revista Nature Communications.

“Este nuevo trabajo busca soluciones prácticas para que las personas puedan obtener agua en los lugares más cálidos y secos de la Tierra”, dijo Guihua Yu, uno de los investigadores, en un comunicado. Yu es ingeniero de materiales en la Universidad de Texas. “Esto podría permitir que millones de personas sin acceso constante a agua potable tengan dispositivos simples para conseguir agua en su casa”, agregó en el comunicado.

Los investigadores hicieron el gel a partir de un derivado de sal absorbente de cloruro de litio, de un compuesto de celulosa (que se encuentra en todas las células vegetales) y de una fibra específica extraída de un tubérculo comestible conocido como konjac. Mezclaron los materiales líquidos, luego los vertieron en un molde, los dejaron reposar durante 2 minutos y luego los secaron por congelación en una fina lámina. Todos los materiales necesarios para hacer un kilogramo de este gel costarían menos de 2 dólares, según el estudio.

“La síntesis de este gel es muy simple”, dijo a Gizmodo Youhong Guo, ingeniero químico del MIT y coautor del estudio. “Lo que significa que todos pueden hacerlo fácilmente”, agregó.

Una vez fraguadas y secas, las finas láminas de gel quedaron saturadas de humedad en aproximadamente 20 minutos. Para extraer el agua como líquido potable real, los investigadores calentaron el gel en una cámara cerrada y recolectaron su condensación. Descubrieron que aproximadamente el 70 % del agua capturada fue liberada en los 10 minutos posteriores al calentamiento del gel a 60 grados.

El equipo probó la absorbancia del gel y la liberación de agua en diferentes proporciones de ingredientes y en diferentes humedades. También compararon la capacidad de absorción y liberación de agua del gel con otros materiales absorbentes.

Hay muchas otras cosas por ahí capaces de extraer agua del aire. Por ejemplo, los míticos paquetitos de sílice que suelen venir dentro de las cajas de productos electrónicos. O si vives en un lugar húmedo, habrás visto que la sal de mesa común también absorbe bastante bien el agua. Demonios, hasta las patatas fritas pierden rápidamente su textura debido a la humedad. Pero este nuevo material es diferente en algunos aspectos clave.

Por un lado, absorbe agua de manera muy eficiente y la suelta con relativa facilidad. Esos mismos paquetes de sílice deben calentarse hasta 82 grados para que empiecen a liberar su agua, y otros desecantes necesitan temperaturas aún más altas. Además, no es tóxico y no añade productos químicos nocivos al agua recolectada. Finalmente, a diferencia de otros materiales, el gel no parece degradarse con el uso, como explicaron los científicos.

Sin embargo, a pesar de lo ingenioso que es el gel (y lo útil que podría ser en el futuro), estamos lejos de un mundo donde este material vaya a resolver mágicamente la crisis de escasez del agua.

Los investigadores realizaron sus pruebas con meros miligramos de gel y agua y luego extrapolaron esos resultados a kilogramos, por lo que podría no ser una traducción directa a la realidad. Es posible que la capacidad de absorción y liberación de agua cambie cuando el gel se use en grandes cantidades, explicó Ruzhu Wang en un correo electrónico a Gizmodo. Wang es un ingeniero de la Universidad Jiao Tong de Shanghai que ha trabajado anteriormente en tecnologías similares de recolección de agua y que no participó en la nueva investigación.

Además, los científicos trabajaron con películas muy finas (alrededor de 0,01 centímetros de espesor) de gel en el laboratorio. Las delgadas láminas son mejores para la exposición del área superficial, ya que absorben agua a gran velocidad y se calientan rápidamente para liberar agua. “Pero si esta tecnología de recolección de agua quiere usarse a gran escala, el uso de un material tan delgado aumentará notablemente el volumen total del dispositivo, haciéndolo menos compacto y portátil”, dijo Wang. Los investigadores proponen que su gel podría usarse en bloques más grandes. Sin embargo, hasta ahora no han probado ese diseño.

Aun así, Wang todavía cree que el nuevo resultado es “alentador”. Hizo hincapié en que el material de gel estudiado es digno de mención por la poca cantidad de energía que se necesita para producirlo y usarlo. Es “significativo lograr la recolección de agua de manera sostenible y con bajas emisiones de carbono, tanto en términos de síntesis de materiales como de demanda de energía”.

Y, en última instancia, Wang dijo que el nuevo estudio “ha hecho que la generación de agua dulce casi imposible en un clima ultraseco se acerque más a la realidad”. Una vez más, la ciencia está haciendo posible lo imposible.



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