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Espinacas en el desierto: el beneficio inesperado de las placas solares
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Espinacas en el desierto: el beneficio inesperado de las placas solares

Un equipo de científicos ha encontrado la forma de utilizar ese calor para recolectar agua del aire y cultivar exitosamente estas verduras en el desierto de Arabia, uno de los lugares más secos de la Tierra

Foto: Fuente: iStock
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En los últimos años, han surgido muchas tecnologías para convertir el vapor de agua en el aire en agua dulce. Por desgracia, la cantidad de agua que este tipo de sistemas es capaz de producir por metro cuadrado es bastante irrisoria, lo que limita sus aplicaciones y hace, además, que el resultado sea excesivamente costoso para que su funcionamiento resulte práctico.

Ahora, un equipo de científicos de Arabia Saudí ha creado un sistema impulsado por energía solar que permite el cultivo de espinacas con éxito utilizando agua extraída del aire mientras produce electricidad.

El sistema ha sido bautizado como WEC2P y está compuesto por un panel solar fotovoltaico colocado sobre una capa de hidrogel, montado, a su vez, sobre una gran caja de metal encargada de condensar y recolectar agua. Una de las ventajas de este hidrogel es que puede adherirse a cualquier superficie, incluida la parte inferior de los paneles solares.

placeholder Esquema del WEC2P en una región árida (Renyuan Li / Cell Reports)
Esquema del WEC2P en una región árida (Renyuan Li / Cell Reports)

¿Cómo funciona?

El hidrogel, desarrollado por los investigadores en un estudio anterior donde concluyeron que su material podía liberar suficiente agua para reducir la temperatura del panel solar en 10 °C, puede absorber efectivamente el vapor de agua del aire ambiente y liberar el contenido de agua cuando se calienta. Los investigadores utilizan el calor residual de los paneles solares producido al generar electricidad. El hidrogel absorbe el vapor de agua; concretamente, la caja de metal situada justo debajo recoge el vapor y condensa el gas en agua. Alternativamente, 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.

Según los expertos, la tecnología ofrece una 'estrategia sostenible y de bajo costo' para mejorar la seguridad alimentaria y del agua.

El experimento

Durante dos semanas de clima cálido el verano pasado, los investigadores pudieron cultivar espinacas con una tasa de supervivencia del cultivo del 95%. Se trata de una propuesta muy interesante, ya que el hidrogel puede absorber agua del bochornoso aire de verano o de invierno durante la noche y luego liberar el líquido a medida que aumentan las temperaturas diurnas mientras se cultivan alimentos.

"Nuestro objetivo es crear un sistema integrado de energía limpia, agua y producción de alimentos"

En el transcurso del experimento, el panel solar, con un tamaño similar a la parte superior de un escritorio, generó un total de 1519 vatios-hora de electricidad, y 57 de 60 semillas de espinacas brotaron y crecieron normalmente hasta los 18 centímetros. En total, se condensaron alrededor de dos litros de agua del hidrogel durante las dos semanas que duró este experimento con el prototipo.

"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 agrofotovoltaica actual", dice Wang. "Asegurarse de que todos en la Tierra tengan acceso a agua limpia y energía limpia asequible es parte de los Objetivos de Desarrollo Sostenible establecidos por las Naciones Unidas. Espero que nuestro diseño pueda ser un sistema de energía y agua descentralizado para iluminar hogares y regar cultivos".

Lo siguiente, será optimizar este hidrogel para que absorba mucha más agua del aire.

Tener agua, ese gran desafío

La escasez de recursos fundamentales para la supervivencia es un problema global masivo. Aunque hay agua por todas partes, miles de millones de personas en todo el mundo no tienen acceso a agua potable. A pesar de que, en forma de vapor, podemos encontrarla continuamente, transformar el vapor de agua en agua líquida es un proceso complejo de hacer a escala.

Foto: El déficit hídrico va a aumentar a pesar de las lluvias. EFE A. Morell

"Una fracción de la población mundial todavía no tiene acceso a agua limpia o energía verde, y muchos de ellos viven en áreas rurales con clima árido o semiárido. Nuestro diseño produce 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", explica Peng Wang, profesor de ciencias ambientales e ingeniería en la Universidad de Ciencia y Tecnología King Abdullah (KAUST) y coautor del estudio que publica la revista Cell Reports Physical Science.

En los últimos años, han surgido muchas tecnologías para convertir el vapor de agua en el aire en agua dulce. Por desgracia, la cantidad de agua que este tipo de sistemas es capaz de producir por metro cuadrado es bastante irrisoria, lo que limita sus aplicaciones y hace, además, que el resultado sea excesivamente costoso para que su funcionamiento resulte práctico.

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