Un nuevo sistema captura la niebla y la convierte en agua limpia

Nov 21, 2023

ETH Zúrich

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Investigadores de ETH Zurich han desarrollado un sistema que captura la niebla en la atmósfera y simultáneamente elimina los contaminantes mientras funciona con energía solar.

El sistema de recolección y tratamiento de agua consiste en una malla de alambre metálico con un recubrimiento reactivo activado por luz solar que captura la niebla. Luego, las gotas de agua caen hacia un recipiente que se encuentra debajo. La malla está recubierta con una mezcla de polímeros especialmente seleccionados y dióxido de titanio, que actúa como catalizador químico y descompone las moléculas de los contaminantes en partículas inofensivas.

"Nuestro sistema no sólo 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", dijo Ritwick Ghosh, coautor del artículo y científico del Max Planck. Instituto de Investigación de Polímeros.

El sistema es energéticamente eficiente ya que necesita poco o ningún mantenimiento. Se requiere muy poca energía a través de una pequeña dosis regular de UV para regenerar el catalizador. Media hora de luz solar es suficiente para reactivar el óxido de titanio durante 24 horas, afirman los investigadores en el comunicado de prensa.

Esta característica es fundamental para zonas que no reciben suficiente luz solar.

Los investigadores probaron la niebla recogida en sus laboratorios y en una pequeña planta en Zurich. Esta es una señal de alerta en el estudio, ya que limita nuestra comprensión de cómo funcionaría su sistema recientemente desarrollado en la atmósfera del mundo real.

Según el comunicado de prensa, los investigadores recolectaron el 8 por ciento del agua de la niebla de laboratorio creada artificialmente y descompusieron el 94 por ciento de los compuestos orgánicos, como las gotas de diésel y el bisfenol A, que se habían agregado.

“En las torres de refrigeración, el vapor escapa a la atmósfera. En Estados Unidos, donde vivo, utilizamos una gran cantidad de agua dulce para enfriar las centrales eléctricas”, dijo Thomas Schutzius, otro coautor del artículo y profesor de la Universidad de California, Berkeley.

"Tendría sentido capturar parte de esta agua antes de que se escape y garantizar que sea pura en caso de que se quiera devolverla al medio ambiente", añadió.

A través de su estudio, los investigadores quieren abordar el desafío global de la escasez de agua. Aunque tenemos suficientes fuentes de agua dulce, su último sistema podría desarrollar aún más los sistemas de recolección de agua.

El estudio fue publicado en la revista científica revisada por pares Nature Sustainability.

Resumen del estudio:

La recolección de agua atmosférica proporciona suministros descentralizados y sostenibles de agua dulce en áreas alejadas de los recursos hídricos naturales. Sin embargo, un desafío importante es que las fuentes de agua, como la niebla, están sujetas a la contaminación por contaminantes transportados por el aire, especialmente cerca de los centros de población. Aquí demostramos un sistema diseñado racionalmente que puede capturar niebla con alta eficiencia y al mismo tiempo degradar contaminantes orgánicos. En el corazón de nuestro diseño hay una malla de alambre recubierta con nanopartículas de dióxido de titanio anatasa incrustadas en una matriz polimérica. Una vez activada por la luz solar, la capa fotoactiva de dióxido de titanio descompone moléculas orgánicas como el diésel, incluso en ausencia de luz solar; Además, la humectabilidad de la superficie de la malla está diseñada para mejorar la extracción de agua. En pruebas al aire libre, el dispositivo puede mantener un buen rendimiento de recolección de niebla, así como una eficiencia de tratamiento de agua de >85 %. La producción continua de agua con purificación pasiva demostrada en nuestro estudio proporciona una solución sin energía para abordar la escasez de agua.