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domingo, octubre 25, 2020

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Extraen agua de la humedad ambiental usando luz solar.

Investigadores del MIT optimizaron el rendimiento de un sistema que puede extraer agua potable directamente del aire, incluso en regiones secas. Para ello utilizan el calor del sol o de otra fuente. Dicho sistema nació hace 3 años por el mismo equipo del MIT, está descrito en la revista científica Joule. Estuvo a cargo de la profesora Evelyn Wang, jefa del Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT. La estudiante de posgrado Alina LaPotin; y otras seis personas del MIT y de Corea y Utah.

Un material recoge la humedad del aire durante la noche y la libere al día siguiente. Cuando se calienta con la luz solar, la diferencia de temperatura entre la parte superior e inferior. Hace que el agua se libere de nuevo del material absorbente. El agua se condensa entonces en una placa de recolección.

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El primer intento requería el uso de materiales especializados llamados MOF (metal organic frameworks), que son caros y de suministro limitado. Además, la salida de agua del sistema no era suficiente para un sistema práctico. 3 años después, lograron incorporar una segunda etapa de desorción y condensación utilizando un material absorbente fácilmente disponible. Ahora ofrece más líquido.

Dicho material se llama zeolita, es abundante, estable y tiene las propiedades absorbentes adecuadas.  Gracias al diseño de LaPotin hay un uso inteligente del calor que se genera cuando el agua cambia de fase. El calor del sol es recogido por una placa absorbente solar en la parte superior del sistema en forma de caja y calienta la zeolita. Liberando la humedad que el material ha capturado durante la noche.

Ese vapor se condensa en una placa colectora, (que es una lámina de cobre directamente en contacto con la segunda capa de zeolita). Donde el calor de la condensación se utiliza para liberar el vapor de esa capa posterior. Las gotas de agua recogidas de cada una de las dos capas pueden ser canalizadas juntas en un tanque colector.

El nuevo sistema puede funcionar con niveles de humedad tan bajos como del 20 por ciento y no requiere ninguna entrada de energía, salvo la luz solar o cualquier otra fuente disponible de calor de bajo grado. La actual tasa de producción de alrededor de 0,8 litros de agua por metro cuadrado. Pero ya se están desarrollando materiales que tienen una absorción unas cinco veces mayor que esta zeolita según Wang.

Incluso están trabando para hacerlo de manera portátil con aplicaciones militares. El sistema de dos etapas también podría adaptarse a otros tipos de métodos de captación de agua que utilizan múltiples ciclos térmicos por día. Alimentados por una fuente de calor diferente en lugar de la luz solar, y por lo tanto podrían producir mayores rendimientos diarios.

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