Anivel mundial se estima que cerca de 2.000 millones de personas, una cuarta parte de la población mundial, carece de acceso a agua potable, aproximadamente 800 millones no tienen electricidad y casi la misma cifra tiene problemas para alimentarse. Miles de millones de personas viven en condiciones de pobreza en diferentes partes del planeta y que no tienen cubiertas las necesidades básicas para vivir el día a día.
«Muchos de ellos viven en zonas rurales con clima árido o semiárido», explica Peng Wang, profesor de ciencia e ingeniería ambiental en la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST). Su último trabajo ha conseguido mejorar la seguridad alimentaria y del agua de las personas que viven en regiones de clima seco.
Un panel solar, un hidrogel especial y un bidón, estas son las herramientas que ha necesitado para cultivar espinacas en el desierto y, además, regarlas con vapor de agua. «Nuestro diseño fabrica agua a partir del aire utilizando energía limpia que se habría desperdiciado y es adecuado para granjas descentralizadas a pequeña escala en lugares remotos como desiertos e islas oceánicas», señala Wang.
El acceso a agua potable es una adversidad para el 25% de la población, pero la escasez de recursos hídricos es cada vez más un dolor de cabeza para ciertas regiones. La falta de lluvias y los periodos de sequía obligan a buscar este líquido debajo del suelo en pozos y también mirando al cielo.
El estudio liderado por Wang afirma que el agua atmosférica puede ser «un importante recurso potencial de agua dulce». Según sus cálculos se estiman en aproximadamente 12.900 billones de toneladas en forma de vapor y gotas. La captura de nubes es una de las alternativas, «nosotros ofrecemos «una estrategia sostenible y de bajo coste», señala Wang en la revista ‘Cell Reports Physical Science’.
Si las redes canarias sirven para regar árboles en Gran Canaria, la solución de estos científicos de Arabia Saudí han permitido cultivar espinacas en pleno desierto. ¿Su fórmula? «Hemos utilizado agua extraída del aire y produciendo electricidad», apostilla.
Espinacas a 41ºC
El equipo de Wang plantó 60 semillas de espinacas en una caja de cultivo en pleno desierto. La prueba se llevó a cabo en pleno mes de junio, donde las temperaturas máximas en Arabia Saudí alcanzan los 41ºC y las mínimas rozan los 30ºC. Además, el régimen de precipitaciones es de cero días en este mes. Un reto hídrico y agrícola, ya que los cultivos de espinacas prefieren los suelos ricos y húmedos.
Sobre este improvisado huerto, los científicos de la Universidad de la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología instalaron un sistema bautizado WEC2P, compuesto por un panel solar fotovoltaico colocado sobre una capa de hidrogel, que se monta sobre una gran caja metálica para condensar y recoger el agua.
La prueba se llevó a cabo en pleno mes de junio, donde las temperaturas máximas en Arabia Saudí alcanzan los 41ºC y las mínimas rozan los 30ºC
En investigaciones previas, Wang y su equipo consiguieron hacer sudar a los paneles solares. La humedad por la noche aumenta y es el momento de la captura. En los últimos años, los investigadores han ideado materiales que pueden absorber el vapor de agua del aire y condensarlo en agua líquida para refrigerar los paneles solares y que estos sean más eficientes.
Ahora, los científicos de la universidad saudí han ido un paso más allá. Gracias a un hidrogel con sal de cloruro de calcio, el vapor de agua queda atrapado en la solución que se condensa en gotitas al salir el sol durante el día.
Los investigadores utilizaron el calor residual de los paneles solares al generar electricidad para expulsar el agua absorbida del hidrogel. La caja metálica de abajo recoge el vapor y condensa el gas en agua. Además, el hidrogel aumenta la eficiencia de los paneles solares fotovoltaicos hasta en un 9% al absorber el calor y reducir la temperatura de los paneles.
A lo largo del experimento, el panel solar, con un tamaño similar al de la parte superior de un pupitre de estudiante, generó un total de 1.519 vatios-hora de electricidad, y 57 de las 60 semillas de espinacas de agua brotaron y crecieron normalmente hasta alcanzar los 18 centímetros. «En total, se condensaron unos 2 litros de agua del hidrogel durante el periodo de dos semanas», destaca Wang.
«Nuestro objetivo es crear un sistema integrado de energía limpia, agua y producción de alimentos, especialmente la parte de creación de agua en nuestro diseño, que nos diferencia de la agro fotovoltaica actual», revela. Sin embargo, para convertir el diseño de la prueba de concepto en un producto real, el equipo tiene previsto crear un hidrogel mejor que pueda absorber más agua del aire.
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