Se estima que en el aire hay 6 veces más agua de la que se encuentra en todos los ríos de la Tierra. Por eso, mediante un dispositivo sencillo y de bajo costo, se obtendrían hasta 900 litros de agua dulce al día en zonas desérticas o con alto estrés hídrico. Carbones activados, provenientes de residuos de plástico PET (como envases y botellas), absorben las moléculas de agua que circulan en la atmósfera durante la madrugada, para luego liberarlas a partir de evaporación con la luz del sol.
Aunque el aire es una fuente rica y renovable de agua dulce,
en el pasado los estudios en torno al tema representaron grandes retos, pues no
se tenía el conocimiento ni la tecnología suficiente para avanzar en nuevos
desarrollos.
Sin embargo, en 2009 los profesores Farid B. Cortés y Farid
Chejne Janna, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín,
diseñaron un mecanismo para obtener este líquido vital que en Colombia sigue
sin estar disponible para el 25 % de la población, según el DANE.
El dispositivo, similar a una caja de cristal, ha sido
mejorado durante los últimos años por estudiantes como Dahiana Galeano Caro,
quien para su tesis de maestría en Ingeniería Química desarrolló un material
para capturar el agua: carbones activados hechos a partir de residuos de
plástico PET, uno de los más contaminantes por producirse para un solo uso.
“A diferencia de una esponja que absorbe y ‘suelta’ con
facilidad, el carbón activado adsorbe, es decir, fija en su superficie para después
‘producir’ el agua”, explica la magíster.
En el laboratorio trabajó con residuos PET obtenidos de un
punto de reciclaje ubicado en Bogotá. Los lavó, los secó a una temperatura no
mayor a 150 °C y les adicionó compuestos como hidróxido de potasio, y por
último los pasó por otros procesos de temperatura y los filtró.
“Aunque el resultado es similar al carbón convencional, a estos los hicimos aún más especiales modificándolos superficialmente con ácido nítrico, que es muy afín con moléculas polares, y por ende adsorbe gran cantidad de agua”, agrega.
Para establecer comparaciones de calidad, también trabajó
con carbones activados comerciales, obtenidos a partir de residuos
agroindustriales de café y coco. “Los caracterizamos física y químicamente y
encontramos que aquellos sintetizados a partir de residuos PET tenían mayor
área superficial y mayor cantidad de grupos oxigenados, lo cual maximiza su
interacción con moléculas de agua”.
A escala de laboratorio probó su capacidad de adsorción con
resultados muy favorables, pues materiales de la misma naturaleza química
habían mostrado una capacidad de adsorción de 0,7 gramos de agua por gramo de
material seco (g/g), mientras que con el material desarrollado retuvo 1,5 g/g,
es decir más del doble.
Se probó en Medellín
Los carbones activados se ubican en el centro de una caja de
20x20x8 cm. “Además tenemos otra, un poco más grande, que funciona como
condensador. Su diseño y funcionamiento son bastante sencillos, pues se espera
que opere en lugares complejos como La Guajira, donde suele haber largos
períodos de sequía”.
Para obtener el agua se pone la primera caja al aire entre
el final de la tarde y la madrugada, cuando la temperatura está más baja, hay
mayor velocidad del viento y mayor humedad relativa. “Al día siguiente cerramos
el dispositivo y lo exponemos al sol, para que aumente la temperatura interior
y se dé la liberación del agua (desorción), en este caso mediante evaporación”.
Durante este experimento, realizado en Medellín, se registró
una eficiencia del 87 %, por lo que se calcula que se podría producir
alrededor de 1 litro de agua cada día. “Sin embargo, también hemos hecho
pruebas en el desierto de la Tatacoa (Huila) y en Santa Fe de Antioquia, con el
fin de evaluar distintas condiciones ambientales y meteorológicas, constatando
que incluso con una baja velocidad del viento y bajas temperaturas –cercanas a
los 30 ºC, por ejemplo–, puede condensarse agua”.
A futuro se espera optimizar el dispositivo con una rueda
deshumidificadora, que permita un mayor flujo de aire y una mayor condensación
de agua en menos tiempo. “Con un material comercial (sílice no porosa
funcionalizada con cloruro de calcio) se pueden producir hasta 300 litros de
agua al día, mientras que con nuestro material y la rueda deshumificadora se
pueden alcanzar los 900 litros”.
De igual forma, se espera integrar un sistema de energía
solar para que no dependa de la energía eléctrica. “La idea es masificar la
tecnología, establecer alianzas con otras instituciones, formar un grupo
interdisciplinario y tecnificar lo que ya hemos conseguido”, acota la
investigadora Galeano.
Para determinar la potabilidad del agua producida será
necesario hacer análisis fisicoquímicos y microbiológicos adicionales. Por lo
pronto, el dispositivo se consolida como una alternativa para épocas de sequía
o tiempos de escasez.
