Crean un mecanismo sostenible para obtener agua limpia de la niebla

Aunque en el planeta hay suficiente agua disponible, la distribución desigual y la contaminación complican cada vez más el acceso a este recurso vital. La ciencia sigue avanzando en respuestas a estos desafíos cada vez más apremiantes.

Los esfuerzos globales se enfocan, por un lado, en promover el consumo responsable. Y por otro, en encontrar nuevas maneras para captar y aprovechar el preciado líquido que abunda en la atmósfera en diferentes formatos: lluvia, rocío, vapor y también niebla.

Muchas comunidades donde la niebla es frecuente encontraron ingeniosos métodos para recoger y utilizar el agua que contiene la niebla. Lo hacen a través de la disposición de redes que atrapan y escurren las diminutas gotitas.

Desafío global: captar y limpiar el agua disponible en la lluvia, el rocío, el vapor y la niebla

Es un método que da buenos resultados: una red de un metro cuadrado puede recolectar de 9 a 70 litros de agua por día en zonas urbanas. El número es mucho mayor en las instalaciones a gran escala, donde puede alcanzar los 100 mil litros de agua.

Sin embargo, el sistema tiene una limitación importante. Los contaminantes orgánicos suelen estar presentes en las gotas de niebla, por lo que el agua colectada también estará contaminada y no será apta para el consumo.

Por eso, un grupo de investigadores de la Universidad Politécnica de Zurich se propuso diseñar un dispositivo que pudiera captar y purificar el agua de la niebla en el mismo momento. Y lo consiguieron. ¿Cómo lo hicieron?

Recolección, limpieza y sustentabilidad

El sistema se basa, como sus predecesores, en una red de alambre de metal de malla cerrada, recubierta con una mezcla de polímeros especialmente seleccionados, que atrapa las moléculas de agua.

Pero, explican en Meteored, los científicos agregaron un ingrediente clave: dióxido de titanio, que actúa como un catalizador químico, descomponiendo las moléculas de muchos de los contaminantes orgánicos contenidos en las gotas, para hacerlos inofensivos.

Además, para asegurar la eficiencia del mecanismo, incorporaron una memoria fotocatalítica, que le permite funcionar con energía solar. Con sólo media hora de luz el sistema puede limpiar agua durante todo un día, e incluso seguir funcionando en días nublados o de noche.

La red es de alambre de metal de malla cerrada. Foto: ETH Zúrich

Los investigadores pusieron a prueba el mecanismo en el laboratorio y en una pequeña planta piloto en Zúrich.

Pudieron recolectar el 8% del agua en una niebla creada artificialmente y descomponer el 94% de los compuestos orgánicos que se le habían agregado.

Además, probaron el sistema en condiciones reales, para evaluar su rendimiento en la captación de niebla y la eficiencia de la capa fotoactiva de dióxido de titanio para descomponer las moléculas orgánicas y purificar el agua.

Los resultados fueron muy buenos, con una eficiencia en el tratamiento del agua superior al 85%. El uso de la luz solar como fuente de energía hace que el sistema sea sostenible y libre de energía.

“Nuestro sistema no solo recolecta niebla, sino que también trata el agua recolectada, lo que significa que puede usarse en áreas con contaminación atmosférica, como centros urbanos densamente poblados”, explicó Ritwick Ghosh, científico del Instituto Max Planck que participó en el proyecto.

“Aquí mostramos un sistema diseñado racionalmente que puede capturar la niebla con alta eficiencia y al mismo tiempo degradar los contaminantes orgánicos”, dice el estudio, que se publicó en Nature Sustainability.

Esta tecnología podría tener otros usos interesantes. “En las torres de enfriamiento de las plantas de energía, el vapor se escapa hacia la atmósfera. Tendría sentido capturar parte de esta agua antes de que escape y asegurarse de que sea pura", dijo Thomas Schutzius, director de la investigación.

La capacidad simultánea de captación de niebla y tratamiento del agua del sistema puede ayudar a abordar la escasez de agua y a proporcionar agua limpia en regiones con acceso limitado a fuentes de agua dulce.