El pasado octubre, una Universidad de California, Berkeley, equipo se dirigió al desierto de Arizona, Dejó caer su más nuevo prototipo de recolector de agua en el patio trasero de una casa y comenzó a succionar agua del aire sin ningún otro poder que la luz solar.

La exitosa prueba de campo de su mayor, La cosechadora de próxima generación demostró lo que el equipo había predicho a principios de 2017:que la cosechadora de agua puede extraer agua potable todos los ciclos de día / noche a muy baja humedad y a bajo costo. lo que lo hace ideal para personas que viven en zonas áridas, áreas del mundo con escasez de agua.

"No hay nada como esto, "dijo Omar Yaghi, quien inventó la tecnología subyacente a la cosechadora. "Funciona a temperatura ambiente con luz solar ambiental, y sin un aporte de energía adicional se puede recolectar agua en el desierto. Este viaje del laboratorio al desierto nos permitió convertir realmente la recolección de agua de un fenómeno interesante en una ciencia ".

Yaghi, la cátedra James y Neeltje Tretter de química en UC Berkeley y un científico de la facultad en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, y su equipo informará los resultados de la primera prueba de campo de una cosechadora recolectora de agua en la edición del 8 de junio de la revista. Avances de la ciencia .

El juicio en Scottsdale, donde la humedad relativa cae desde un máximo del 40 por ciento por la noche hasta un mínimo del 8 por ciento durante el día, demostró que la cosechadora debería ser fácil de escalar simplemente agregando más absorbente de agua, un material altamente poroso llamado estructura organometálica, o MOF. Los investigadores anticipan que con el MOF actual (MOF-801), hecho del costoso circonio metálico, finalmente podrán recolectar alrededor de 200 mililitros (alrededor de 7 onzas) de agua por kilogramo (2,2 libras) de MOF, o 3 onzas de agua por libra.

Pero Yaghi también informa que ha creado un nuevo MOF basado en aluminio, llamado MOF-303, eso es al menos 150 veces más barato y captura el doble de agua en las pruebas de laboratorio. Esto permitirá que una nueva generación de recolectores produzca más de 400 ml (3 tazas) de agua por día a partir de un kilogramo de MOF, el equivalente a media lata de refresco de 12 onzas por libra por día.

"Ha habido un gran interés en comercializar esto, y hay varias empresas emergentes que ya están comprometidas con el desarrollo de un dispositivo comercial de recolección de agua, "Dijo Yaghi." El MOF de aluminio hace que esto sea práctico para la producción de agua, porque es barato ".

Yaghi también está trabajando con la ciudad del rey Abdul Aziz para la ciencia y la tecnología en Riyadh, Arabia Saudita, y su presidente, Príncipe Dr. Turki Saud Mohammad Al Saud, sobre la tecnología como parte de su Centro de excelencia de investigación conjunta para nanomateriales y energías limpias.

MOF superabsorbentes

Yaghi es un pionero en estructuras metalorgánicas, que son sólidos con tantos canales internos y agujeros que un MOF del tamaño de un terrón de azúcar podría tener una superficie interna del tamaño de seis campos de fútbol. Esta superficie absorbe fácilmente gases o líquidos pero, igualmente importante, los libera rápidamente cuando se calienta. Ya se están probando varios tipos de MOF como una forma de empaquetar más gas en los tanques de los vehículos impulsados ​​por hidrógeno, absorben dióxido de carbono de las chimeneas y almacenan metano.

Muchos años atrás, Yaghi creó MOF-801, que absorbe y libera agua fácilmente, y el año pasado probó pequeñas cantidades en una cosechadora simple para ver si podía capturar agua del aire ambiente durante la noche y usar el calor del sol para expulsarla nuevamente y usarla. Esa cosechadora, construido por un colaborador del MIT con menos de 2 gramos de MOF, demostró que el concepto funcionaba:las ventanas empañadas por el sol, aunque los investigadores no pudieron recolectar ni medir con precisión el agua.

Esa misma cosechadora fue transportada al desierto a principios de este año y funcionó de manera similar, aunque nuevamente solo se generaron gotas de agua como prueba de concepto.

Para el nuevo periódico el equipo de UC Berkeley, el estudiante de posgrado Eugene Kapustin y los becarios postdoctorales Markus Kalmutzki y Farhad Fathieh, recolectaron y midieron el agua y probaron la cosechadora de última generación en diversas condiciones de humedad, temperatura e intensidad solar.

La cosechadora es esencialmente una caja dentro de una caja. La caja interior tiene una cama de 2 pies cuadrados de granos de MOF abiertos al aire para absorber la humedad. Está encerrado en un cubo de plástico de dos pies con la parte superior y los lados transparentes. La parte superior se dejó abierta por la noche para que el aire entrara y entrara en contacto con el MOF, pero fue reemplazado durante el día para que la caja pudiera calentarse como un invernadero para expulsar el agua del MOF. El agua liberada se condensó en el interior de la caja exterior y cayó al fondo, donde los investigadores lo recogieron con una pipeta.

Las extensas pruebas de campo trazan un plan que permite a los ingenieros configurar la cosechadora para las diferentes condiciones en Arizona, el mediterráneo o cualquier otro lugar, dado un MOF específico.

"El desarrollo clave aquí es que funciona con baja humedad, porque eso es lo que es en las regiones áridas del mundo, "Dijo Yaghi. En estas condiciones, la cosechadora recoge agua incluso en puntos de rocío bajo cero.

Yaghi está esperando ansiosamente la próxima prueba de campo, que probará el MOF a base de aluminio y está previsto para Death Valley a fines del verano, donde las temperaturas alcanzan los 110 grados Fahrenheit durante el día y permanecen en los 70 durante la noche, con una humedad nocturna tan baja como el 25 por ciento.