Las esponjas de lufa han inspirado una alternativa para la purificación del agua. Un equipo investigador perteneciente al ACS Central Science, ha desarrollado un dispositivo que, con el impulso de la luz solar, puede limpiar el agua. Como han observado los investigadores, el sistema logra purificar la cantidad de agua que necesita un ser humano para todo el día. Además, el sistema puede ser efectivo incluso si hay nubes.
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Efectividad ante días nublados
La investigación ha logrado superar la anterior problemática frente a los días nublados. A pesar de que la evaporación impulsada por luz solar había sido contemplada como viable, una meteorología adversa suponía una barrera a superar. Una posible solución fueron los hidrogeles sensibles a la temperatura. Concretamente, poli(N-isopropilacrilamida) (PNIPAm), es el componente elegido puesto que, cuando se calienta, comienza a repeler el agua en lugar de absorberla.
A pesar de sus características, los geles PNIPAm no ofrecían la respuesta adecuada. Es decir, los tiempos requeridos por el sistema para procesar agua no era el suficiente para satisfacer la demanda diaria de una persona. Esta dificultad radica en que un amplio número de sus poros permanecen cerrados. Sin embargo, como se ha podido observar, las esponjas vegetales naturales, disponen de poros abiertos y que, además, están interconectados.
Los geles PNIPAm presentaban un gran número de poros cerrados
El objetivo del estudio era replicar la estructura de una esponja vegetal. En el estudio, entre otros, participaron Rodney Priestley y Xiaohui Xu. Estos investigadores trataron de reproducir la estructura de la esponja en un hidrogel basado en PNIPAm. De esta forma, obtuvieron un dispositivo que logra la absorción del agua a temperatura ambiente y la expulsa al subir la temperatura gracias a la radiación solar.
Efectividad en la fase de pruebas
El hidrogel fue resultado de una mezcla de componentes. El equipo investigador, combinó agua y etilenglicol como forma de polimerización para la producción de un hidrogel basado en PNIPAm. El gel creado, posee una estructura parecida en cuanto a la apertura de sus poros a la de una esponja vegetal natural. Una vez lograda la estructura, se procedió a cubrir los poros internos con polidopamina (PDA) y polimetacritalo de sulfobetaína (PSMBA).
El dispositivo se puso a prueba con luz artificial equivalente a la propia luz del Sol. Como resultado, se logró liberar hasta el 75% del agua retenida en tan sólo diez minutos. Por lo tanto, se consiguió una velocidad cuatro veces mayor que la del gel con el que se había experimentado previamente. Consecuentemente, el dispositivo tiene las propiedades para suministrar el agua necesitada por una persona de forma diaria.
La investigación mejoró hasta en cuatro veces la velocidad de liberación de agua de estudios previos
La experimentación se llevó también ante distintos tipos de contaminantes. Se utilizaron muestras con diferentes tipos de contaminantes como son tintes orgánicos, aceite o microplásticos. Un aspecto reseñable es que, ante todas las muestras, el dispositivo fue eficaz. Un ejemplo de su capacidad es que, en dos ciclos de tratamiento fueron absorbidas muestras de agua con unas 40 ppm de cromo y, al expulsarlas, presentaban menos de 0,07.
Conclusión
La naturaleza es una buena fuente de inspiración. Como hemos podido comprobar, un modelo de esponja vegetal natural, ha sido la referencia utilizada por los investigadores para desarrollar un elemento eficiente. De esta forma, se ha logrado un sistema de bajo coste para purificar agua. La innovación y la tecnología, están al servicio de un medioambiente más sostenible y, como vemos, éste nos puede dar la clave para el progreso.
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