Evaporador robótico que purifica agua y navega sin baterías, movido solo por la luz solar

Este avance sin precedentes en la purificación de agua integra ciencia de materiales, robótica y energía solar en una propuesta revolucionaria. Investigadores han desarrollado un robot flotante que puede limpiar tanto aguas residuales como salinas y que, de forma sorprendente, se propulsa únicamente gracias a la luz. En lugar de depender de motores, baterías o chips, este sistema utiliza una sofisticada espuma híbrida de nanomateriales capaz de transformar la energía solar en movimiento y eliminar contaminantes a nivel molecular con gran eficacia.

Inspirándose en la eficiencia de los procesos naturales, el nuevo evaporador fotocatalítico explota una espuma ternaria compuesta por óxido de grafeno reducido (RGO), carburo de titanio MXene y dióxido de titanio (TiO₂). Esta espuma se crea a través de un proceso de autoensamblaje y liofilización que da lugar a enlaces covalentes responsables de la estabilidad estructural, permitiendo a la luz solar generar radicales muy reactivos que descomponen tanto contaminantes orgánicos como sales disueltas en el agua.

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El funcionamiento de este robot resulta sencillo en su concepto y revolucionario en sus resultados, ya que bajo la luz solar la espuma absorbe energía, alcanza temperaturas elevadas en cuestión de segundos y produce vapor de agua a gran velocidad. La tasa de evaporación conseguida, que llega hasta 1,72 kg/m²/h, supera ampliamente a la mayoría de las tecnologías existentes en la actualidad. Al mismo tiempo, el sistema fotocatalítico logra degradar moléculas tóxicas y reduce la concentración de sales en el agua casi al 100 %, permitiendo así obtener agua prácticamente pura tras la condensación.

El aspecto más innovador reside en la capacidad del dispositivo para moverse de manera programable por la superficie del agua, gracias al efecto Marangoni fototérmico. Cuando la luz incide sobre uno de los laterales del robot, se genera un gradiente térmico que provoca diferencias en la tensión superficial del líquido y permite que el robot se desplace en dirección opuesta a la fuente de luz, esquivando obstáculos o acercándose a zonas contaminadas sin requerir ninguna fuente de energía adicional ni intervención humana directa.

Los experimentos realizados demuestran que el robot puede ser guiado con precisión mediante un haz láser o luz solar concentrada, trazando recorridos lineales o curvos según el patrón de iluminación seleccionado. Este nivel de control lo convierte en una herramienta ideal para operar en lagos, embalses o zonas industriales, lugares donde la contaminación es dinámica y puede estar distribuida de forma desigual.

La avanzada composición química de la espuma, junto con su estructura porosa y los canales superfluídicos, permite no solo una absorción extraordinaria de la luz —que supera el 98% entre los 500 y los 2000 nm— sino también una transmisión ultrarrápida del agua a través de la estructura, lo que maximiza la eficiencia en la fotodegradación de contaminantes y en la evaporación para desalinización.

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Desde el punto de vista ambiental y energético, este dispositivo representa una alternativa sostenible a las plantas de tratamiento de agua tradicionales, ya que elimina la necesidad de fuentes eléctricas externas, baterías o materiales costosos. Su alta durabilidad y estabilidad permiten que realice múltiples ciclos sin pérdida apreciable de eficiencia, y su fabricación aprovecha materiales de fácil acceso para la industria de los nanomateriales.

El estudio, recientemente publicado en PhotoniX, abre el camino a una nueva generación de robots autónomos dedicados al tratamiento ecológico del agua. La posibilidad de escalar este sistema para operar como flotas coordinadas capaces de limpiar extensas superficies acuáticas, desde humedales hasta aguas industriales, utilizando únicamente la luz solar, demuestra el enorme potencial de esta convergencia entre robótica blanda, materiales avanzados y energías renovables para transformar el futuro de la gestión hídrica global.

Referencias Artículo original en PhotoniX