En todo el mundo, unos 850 millones de personas carecen de acceso al agua potable. El agua contaminada transmite una gran variedad de enfermedades, como el cólera, la disentería y la fiebre tifoidea, causando más de medio millón de muertes al año.
Investigadores de la Universidad de Buffalo han desarrollado un purificador solar de agua que esperan pueda desinfectar el agua de manera más rápida, económica y efectiva que otros modelos.
"La energía solar es básicamente gratuita", dice Qiaoqiang Gan, profesor de ingeniería que dirigió la investigación. "En algunos países de las zonas tropicales, les faltan recursos, pero tienen abundante energía solar".
El diseño se parece más o menos a una pequeña carpa con marco en A. El papel negro sumergido en carbón se cubre sobre una forma triangular y se coloca encima del agua. Los bordes del papel se arrastran en el agua, absorbiéndolo como una esponja. Es una modernización de la antigua tecnología del alambique solar, que utiliza energía solar para evaporar agua y dejar contaminantes. El vapor de agua luego se enfría, se condensa y se puede recoger. El equipo de Gan mejoró el diseño del alambique solar, haciéndolo más eficiente al darle una forma inclinada; esto mantiene el papel fresco, ya que la luz lo golpea inclinado en lugar de hacerlo directamente. Como el papel permanece por debajo de la temperatura ambiente, extrae calor de su entorno, lo que compensa la pérdida de energía solar durante el proceso de vaporización.
El dispositivo puede evaporar alrededor de 2, 2 litros de agua por hora por cada metro cuadrado de papel golpeado por el sol. Esto es más eficiente que otros purificadores de agua con energía solar, dice Gan.
La investigación fue descrita en un artículo publicado a principios de este mes en la revista Advanced Science . El trabajo, financiado por la National Science Foundation, fue una colaboración entre la Universidad de Buffalo, la Universidad de Wisconsin-Madison y la Universidad de Fudan en China. Los primeros autores del artículo fueron Haomin Song y Youhai Liu.
Los investigadores Qiaoqiang Gan, Zongmin Bei y Haomin Song fueron algunos de los autores del nuevo estudio. Los tres ingenieros y sus colegas están trabajando para llevar la energía solar a quienes la necesitan a través de su startup, Sunny Clean Water. (Douglas Levere / Universidad de Buffalo) Gan y sus colegas han establecido una empresa para comercializar la tecnología. Su prototipo puede condensar y recolectar entre 10 y 20 litros cada día en condiciones de pleno sol, dice Gan. Como la mujer adulta promedio necesita alrededor de 2.7 litros de líquido por día y el hombre promedio necesita alrededor de 3.7, de los cuales alrededor del 80 por ciento proviene de bebidas, en teoría aún podría proporcionar suficiente agua potable diaria para una familia. Gan estima que costará alrededor de $ 200 y estará disponible dentro de un año más o menos.
Gan espera que el dispositivo sea más barato que tecnologías similares desarrolladas en los últimos años, muchas de las cuales dependen de nanomateriales caros. Los científicos de Stanford han creado un pequeño filtro de agua usando "nanoflakes" de molibdeno, varias compañías han estado buscando usar nanocelulosa para el tratamiento del agua, mientras que el nanofiltro de un ingeniero tanzano ganó el premio africano de innovación de la Real Academia de Ingeniería del Reino Unido. Por el contrario, la energía solar todavía utiliza papel carbón barato y ampliamente disponible.
El dispositivo se puede usar en cualquier tipo de superficie de agua: un lago, un estanque, un canal, incluso el océano. Pero cómo funciona dependerá de la configuración.
"El mayor desafío es que diferentes personas en diferentes áreas tienen necesidades locales", dice Gan, quien acaba de regresar de un viaje de recolección de datos a Argentina. "Especialmente si la calidad del agua de origen es muy diferente".
Por ejemplo, si el alambique se usa en el océano, la sal eventualmente se acumulará en la superficie. Todavía se está trabajando en este y otros desafíos de diseño.
El todavía puede eliminar casi el 100 por ciento de las bacterias, virus y compuestos orgánicos como el arsénico, dice Gan. Lo hace menos bien con ciertos productos químicos volátiles, incluidos ciertos pesticidas, que se evaporan con el agua en lugar de dejarse atrás.
"Parece que tiene una promesa seria", dice Desmond Lawler, profesor de ingeniería de la Universidad de Texas en Austin, sobre el sistema.
Lawler dice que una consideración importante será la humedad del ambiente donde se usa el alambique. En condiciones muy húmedas, piense en el Caribe después de un huracán, es mucho más difícil evaporar el agua. El equipo deberá tener esto en cuenta al diseñar sistemas para ubicaciones específicas.
Aunque no se imagina que el sistema sea un sustituto de fuentes de agua limpia más permanentes, Lawyer dice que considera que la simplicidad del sistema es prometedora.
"Un sistema a pequeña escala que podría crear agua potable para una familia", dice Lawler. "Es muy emocionante pensar en eso, particularmente en situaciones de emergencia".
