Una innovadora esponja inteligente, desarrollada por la Universidad RMIT, captura vapor atmosférico y lo transforma en líquido aprovechando la luz solar en condiciones extremas sin depender de infraestructura hídrica.
Por Joaquín Bahamonde
Fuente: Infobae
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Según informó la Universidad RMIT de Melbourne, un equipo internacional de investigadores desarrolló un sistema que permite obtener agua directamente del aire, incluso en escenarios donde la humedad es baja y la temperatura elevada.
Este avance, que utiliza un compuesto derivado de la madera, responde a la necesidad crítica de encontrar soluciones accesibles y sostenibles ante la creciente escasez de agua potable en el mundo.
La estructura base del dispositivo utiliza madera de balsa refinada, conocida por su porosidad natural. A partir de esta matriz, el equipo diseñó un material compuesto capaz de absorber vapor atmosférico y liberar el agua acumulada bajo el efecto de la luz solar.
“Billones de personas carecen de acceso a agua bebible y millones mueren cada año por enfermedades transmitidas por el agua”, explicó el Dr. Derek Hao, investigador principal del proyecto e ingeniero ambiental de la Escuela de Ciencias de RMIT.
Una composición funcional diseñada para climas extremos
El componente clave del sistema es un material esponjoso que combina la estructura de madera con cloruro de litio, nanopartículas de óxido de hierro, nanotubos de carbono y otros elementos especializados.
Todo el conjunto se integra dentro de un recipiente tipo taza, con tapa abovedada, bandeja antipolución, mecanismo de enfriamiento y un sistema de activación térmica alimentado exclusivamente por energía solar.
El funcionamiento se activa al abrir la tapa del recipiente, permitiendo que el material absorba la humedad del aire. Posteriormente, al cerrarla y exponer el dispositivo a la luz solar, se desencadena la liberación del agua en estado líquido, que se acumula en el fondo del contenedor.
Bajo condiciones de laboratorio, se lograron recolectar aproximadamente 2 mililitros de agua por gramo de material a 90% de humedad relativa, con una tasa de liberación cercana al 100% en un plazo de diez horas.
El Dr. Junfeng Hou, investigador de la Universidad A&F de Zhejiang y líder del equipo en China, precisó que durante pruebas al aire libre, el dispositivo fue capaz de captar 2,5 mililitros por gramo de esponja durante la noche y liberar la mayor parte al día siguiente.
En escenarios más adversos, como al 30% de humedad relativa, también se obtuvieron resultados significativos: 0,6 mililitros por gramo. “Estos resultados muestran su potencial para sistemas de recolección de agua solarizados y autónomos”, aseguró Hou.
Eficiencia, portabilidad y resiliencia estructural
Una característica destacada del dispositivo es su eficiencia sostenida. De acuerdo con los datos divulgados por RMIT, el material retuvo su capacidad de absorción después de diez ciclos consecutivos de uso, con una pérdida de eficiencia inferior al 12%.
Además, fue almacenado durante 20 días a -20 °C sin que se alterara su funcionamiento, lo que demuestra su resistencia a condiciones extremas, tanto térmicas como operativas.
La naturaleza modular del diseño permite utilizar múltiples unidades en conjunto. Cada cubo de esponja pesa 0,8 gramos, y se emplearon nueve de ellos para recolectar hasta 15 mililitros de agua en una demostración experimental.
“El tamaño de la unidad de demostración es de 15 milímetros cúbicos, pero sería muy sencillo escalarla o combinarla en una matriz”, afirmó Hao, al destacar la viabilidad de adaptar el sistema a distintas necesidades de volumen o geografía.
Aplicaciones en catástrofes y regiones remotas
Tal y como indicó el equipo de investigación, el dispositivo está pensado para situaciones donde el suministro de agua convencional se ve interrumpido. Podría implementarse en regiones áridas, comunidades aisladas o zonas afectadas por terremotos, huracanes o conflictos.
Su estructura liviana, su independencia de fuentes de energía tradicionales y su bajo costo de fabricación lo convierten en una alternativa particularmente adecuada para el despliegue inmediato en situaciones de emergencia.
“El uso de madera natural no solo reduce los costos, sino que mejora la integridad estructural y facilita el transporte de agua a través de la arquitectura porosa del material”, detalló Hao. La madera de balsa, además de ser biodegradable y abundante, permite fabricar grandes cantidades del compuesto sin recurrir a procesos industriales complejos.
Inteligencia artificial e internet de las cosas: optimización futura
El equipo de RMIT también integró herramientas de inteligencia artificial en el desarrollo del proyecto. Estas tecnologías se utilizaron para prever y optimizar el comportamiento del dispositivo en distintos entornos.
Según explicó Hao, esto permitió ajustar la absorción y liberación de agua a factores variables como la temperatura, la radiación solar y la humedad relativa.
De cara a una implementación en campo, los investigadores estudian la posibilidad de incorporar sensores conectados a plataformas de monitoreo para ajustar automáticamente el funcionamiento. “El desarrollo de sistemas de control automatizados con sensores del Internet de las Cosas podría mejorar aún más los ciclos de recolección de agua”, afirmó Hao.
Perspectivas de desarrollo e industrialización
La investigación, publicada en la revista Journal of Cleaner Production sentó las bases para una posible producción a escala.
De acuerdo con RMIT, el equipo se encuentra en conversaciones con socios industriales para avanzar hacia una producción piloto y su posterior evaluación en escenarios reales.
El objetivo es integrar el dispositivo en sistemas modulares más amplios, capaces de funcionar de forma autónoma y responder a las necesidades de agua potable en contextos extremos. “La demostrada estabilidad del rendimiento y su adaptabilidad a diversas condiciones ambientales refuerzan su potencial como solución de bajo costo y alto impacto”, concluyó Hao.