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| 6/20/2018 9:30:00 AM

La caja revolucionaria que capta agua del aire del desierto

"No hay nada que se compare a esto en el mundo". El científico jordano-estadounidense Omar Yaghi habló así de una caja que extrae agua potable del aire del desierto. Y funciona usando materiales que desafían la imaginación.

La caja revolucionaria que capta agua del aire del desierto La cosechadora de agua puede ser adaptada para cualquier desierto del mundo y no requiere electricidad. Foto: UC BERKELEY STEPHEN MCNALLY - BBC
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BBC

Yaghi es profesor de química en la Universidad de Berkeley y es reconocido internacionalmente por ser pionero en el desarrollo de un nuevo tipo de materiales con extraordinaria capacidad de absorción.

El científico y su equipo acaban de probar con éxito en el desierto de Arizona una caja revolucionaria que aplica los descubrimiento de Yaghi para obtener agua y no requiere electricidad para funcionar.

"Opera a temperatura ambiente con la luz solar. Y sin necesidad de otra fuente de energía te permite obtener agua en el desierto", señaló Yaghi.

"Como seis campos de fútbol"

Omar Yaghi ha recibido numerosos premios a nivel internacional. Este año fue galardonado con el Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en la categoría de Ciencias Básicas por su diseño de nuevos materiales llamados Metal Organic Frameworks, marcos metal orgánicos, o MOF por sus siglas en inglés.

Omar Yaghi
El químico jordano estadounidense Omar Yaghi ha recibido nuerosos premios por su diseño de materiales conocidos como MOF por sus siglas en inglés. Son ensamblajes de moléculas que pueden ser modificados para darles diferentes propiedades. FOTO: UC BERKELEY - BBC

Son ensamblajes de moléculas, en los que cadenas de átomos de carbono se unen por medio de codos de átomos metálicos.

El propio Yaghi dio un nombre a este nuevo campo de investigación: "química reticular".

Los científicos pueden modificar los andamios moleculares de los MOF para incorporarles propiedades diferentes, agregándole, por ejemplo, poros para aumentar extraordinariamente su capacidad de absorción.

Una cantidad de MOFs del tamaño de un terrón de azúcar puede tener una superficie interna comparable a seis campos de fútbol, según un comunicado de la Universidad de Berkeley.

Poros

Ya se han creado miles de MOF con numerosos usos. Entre las potenciales aplicaciones se cita la absorción de dióxido de carbono y el almacenamiento de gases para combustible.

Ilustración de andamios de moléculas llamados MOF por sus siglas en inglés
Los andamios de moléculas tienen poros que les dan una extraordinaria capacidad de absorción. Una cantidad de MOFs del tamaño de un terrón de azúcar puede tener una superficie interna comparable a seis campos de fútbol. FOTO: UC BERKELEY- BBC

Varios tipos de MOF ya están siendo probados, por ejemplo, para aumentar la capacidad de los tanques en autos que funcionan en base a hidrógeno y para aumentar el almacenamiento de metano.

Pero la aplicación más prometedora es captar agua del aire del desierto.

Los poros en los MOF tienen la capacidad de atraer, y almacenar compuestos determinados, como el vapor de agua. Y crucialmente, pueden soltarlos sin que se necesiten altas temperaturas generadas por electricidad.

Caja revolucionaria

La caja cosechadora de agua es esencialmente una caja dentro de una caja.

En la caja interior hay una capa de MOF, que tiene el aspecto de polvo, y que atrae y absorbe el vapor de agua nocturno en el aire desértico.

Investigadores de la Universidad de California Berkeley con la caja que cosecha agua
Hay varias startups o empresas emergentes trabajando en el desarrollo de versiones comerciales de la cosechadora. FOTO: UC BERKELEY- BBC

Esa caja interior se encuentra dentro de otra caja de plástico, cuya tapa se deja abierta durante la noche para captar la humedad.

Durante el día, la tapa se cierra para que con el calor del sol la caja funcione como un invernadero. Debido al calor, el MOF libera el vapor de agua que se condensa en el interior de la caja mayor y cae hacia su parte inferior, donde se recoge con una pipeta. Los MOF atrapan el agua pero no la retienen con demasiada fuerza.

Otros materiales como arcillas absorben agua pero es necesario calentarlas hasta 300 grados para recuperar el líquido.

"150 veces más barato"

La caja probada en Scotsdale, Arizona, permitió cosechar cerca de 200 mililitros de agua (aproximadamente un vaso) por kilo de MOF en un ciclo de captación y liberación de vapor de agua.

Cristales de MOF en base a aluminio
Cristales del MOF 303, en base a aluminio, que abaratará el costo de las cosechadoras de agua. FOTO: UC BERKELEY- BBC

Los MOF no dejan rastros en el agua, que puede beberse sin tratamiento.

El tipo de MOF usado en este prototipo de caja contiene circonio, un metal caro.

Pero Yaghi probará en breve una caja cosechadora de agua con otro tipo de MOF, el MOF 303, basado en aluminio, un metal 150 veces más barato que el circonio.

El MOF en base a aluminio capta el doble de agua y el tamaño de la caja o los ciclos de captación y liberación de vapor pueden aumentarse para escalar su rendimiento.

"En cualquier desierto"

Yaghi señaló que hay un tremendo interés en comercializar estos prototipos y ya hay "varias startups o empresas emergentes trabajando en el desarrollo de versiones comerciales de la cosechadora".

El científico está trabajando en aplicaciones de esta tecnología con la Ciudad del Rey Abdul Azis de la Ciencia y la Tecnología en Riad, en Arabia Saudita.

Y asegura que este sistema puede ser adaptado para la cosecha de agua en cualquier desierto del mundo. Yaghi señaló a la prensa que "un tercio de la población vive en zonas con escasez de agua, así que poder obtenerla de esta forma es algo muy poderoso".

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