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En un entorno en que las poblaciones a nivel global, particularmente en las regiones de bajos recursos, consumen agua insalubre exponiéndose a enfermedades potencialmente mortales, científicos de la Universidad de Texas en Austin demostraron cómo los geles de polímeros y la luz solar ambiental, pueden proporcionar una alternativa simple y económica a las tecnologías actuales para desalinizar o purificar el agua.

La solución creada por los investigadores emplea un hidrogel, un material de polímero a base de agua, diseñado con una estructura de polímero a nanoescala para aprovechar y concentrar la luz solar.

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La estructura de los polímeros comunes de alcohol polivinílico y polipirrol en el gel, se disponen en una malla jerárquica que, no sólo capta con eficiencia la luz solar directa, sino que también canaliza el agua sin purificar a través del sistema para la evaporación y separación de contaminantes. El vapor de agua se condensa y el agua purificada se bombea a un tanque de retención separado.

Las mediciones de eficiencia del prototipo han demostrado que hasta el 94 por ciento de la energía de la luz solar es absorbida por la superficie del material, lo que resulta en la obtención de hasta 3,2 kilogramos de vapor por metro cuadrado de superficie por hora.

Además, dicho material es capaz de funcionar a largo plazo. Las pruebas realizadas al aire libre muestran que un metro cuadrado de los hidrogeles nanoestructurados, puede producir hasta 23 litros de agua purificada por día, suficiente para cubrir las necesidades del hogar.

Dado que la sal es una de las sustancias más desafiantes para ser segregadas del agua, los científicos demostraron con éxito el potencial del hidrogel para filtrar la sal y otros contaminantes comunes que se encuentran en el agua, que se consideran inseguros para el consumo humano.

Los investigadores probaron un prototipo del dispositivo con varias muestras de agua contaminada, incluyendo agua del Mar Muerto que bordea a Israel y Jordania, la cual se distingue por tener una tasa de salinidad del 34 por ciento, 10 veces más alta que la salinidad de los océanos Atlántico y Pacífico.

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El investigador Guihua Yu, profesor en el Departamento de Ingeniería Mecánica y del Programa de Ingeniería y Ciencia de Materiales de la Universidad de Texas y autor principal del proyecto, comentó: “Nuestras pruebas al aire libre mostraron una producción diaria de agua destilada de hasta 25 litros por metro cuadrado, suficiente para las necesidades del hogar e incluso las zonas de desastre.”

Los investigadores resaltan el hecho de que los hidrogeles se pueden adaptar fácilmente para reemplazar los componentes centrales en la mayoría de los sistemas de desalinización solar existentes, eliminando así la necesidad de una revisión completa de los sistemas de desalinización que ya están en uso.

Referencia: Highly efficient solar vapour generation via hierarchically nanostructured gels. Nature Nanotechnology, 2018. doi:10.1038/s41565-018-0097-z

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