Cada día se evaporan enormes cantidades de agua de las superficies del agua, como los embalses y el mar abierto. Para abordar este asunto, especialmente en zonas con escasez de agua, Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) encontraron una forma innovadora de recolectar agua del aire húmedo sobre las superficies del agua.

La solución radica en un hidrogel absorbente de agua a base de zinc único que fue desarrollado el año pasado por un equipo de investigación de la Facultad de Ingeniería de NUS. Este material similar a un gel es ocho veces más absorbente que los agentes secantes comerciales y solo se requiere luz solar natural para recolectar agua del hidrogel saturado de agua.

"Debido al clima cálido de Singapur, Aproximadamente 45 millones de metros cúbicos de agua se pierden de los embalses por evaporación cada año. Nuestro hidrogel puede convertir la humedad presente en el aire húmedo en agua sin necesidad de ningún aporte de energía externa. Aprovechando el aire rico en humedad que se encuentra comúnmente sobre las superficies del agua, podemos recoger agua, que de otro modo se perderían para el medio ambiente, para diferentes usos, "dijo el líder del equipo de investigación, el profesor asistente Swee-Ching TAN, quien es del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Facultad de Ingeniería de NUS.

Los hallazgos del estudio se han publicado en línea en la revista científica. Materiales avanzados a principios de este año.

Recuperar el agua 'perdida' de las superficies del agua

Los agentes secantes convencionales como el gel de sílice y el cloruro de calcio solo pueden absorber pequeñas cantidades de agua. Extraer agua de estos agentes requeriría procesos intensivos en energía y altas temperaturas, y, por tanto, este enfoque no es rentable.

El nuevo hidrogel desarrollado por el equipo de NUS absorbe de manera eficiente el agua más de cuatro veces su peso original. Cuando se usa repetidamente durante múltiples ciclos de absorción-desorción dentro de un día, la cantidad de agua que recoge puede llegar hasta 14 veces por kilogramo de hidrogel utilizado.

Como ventaja añadida, el nuevo hidrogel libera agua a una temperatura relativamente más baja de entre 45 y 50 grados Celsius, que se puede lograr fácilmente con la configuración del equipo. Por eso, el agua se puede extraer del hidrogel utilizando la luz solar natural y no requiere una fuente de energía externa.

Es más, mientras que la mayoría de los agentes secantes disponibles comercialmente solo son adecuados para un solo uso, el hidrogel desarrollado por NUS mantiene su capacidad de absorción incluso después de 1, 000 ciclos de absorción-desorción.

Cosechadora de agua flotante

Como prueba de concepto, El equipo de investigación primero construyó dispositivos flotantes, cada uno de los cuales contenía una pequeña cantidad de hidrogel colocado en una placa de vidrio. Estos dispositivos se dejaron flotar en el agua de una playa. Periódicamente los hidrogeles saturados de agua se recuperaron y se transfirieron a una caja de vidrio cerrada que luego se expuso a la luz solar natural. Cuando se expone al calor, la temperatura en la caja de vidrio aumentaría aún más, permitiendo que la humedad dentro de los hidrogeles se libere como vapores y luego se condense en las paredes de la caja de vidrio. Luego se recogieron gotitas de agua condensada en la caja de vidrio.

El equipo de investigación examinó más a fondo la calidad del agua extraída de los hidrogeles y descubrió que el contenido de sal es casi insignificante.

"A diferencia de los procesos como la desalinización, que consumen mucha energía, el agua recolectada con el nuevo hidrogel requiere menos tratamiento para diferentes usos. Nuestra invención también tiene potencial para ampliarse considerablemente para funcionar como una granja flotante de captura de agua. Este enfoque podría beneficiar a las comunidades rurales donde el acceso al agua potable sigue siendo un desafío. Aplicando creativamente soluciones novedosas, esperamos contribuir a mitigar la crisis mundial del agua, "dijo el profesor asistente Tan.

Próximos pasos

Llevando su investigación hacia adelante, El equipo de NUS actualmente está buscando formas de optimizar el rendimiento del hidrogel y el proceso de recolección de agua. También están explorando métodos innovadores para aumentar la capacidad de absorción del hidrogel. Además, los investigadores de NUS están dispuestos a trabajar con socios comerciales para llevar esta idea al mercado.