water from air via ultrasonic vortex

Millones de seres humanos en todo el planeta sufren escasez de agua o graves problemas de calidad del agua, y sin embargo, por encima y alrededor de nosotros estamos rodeados de toneladas de vapor de agua invisible que ha estado esperando a los seres humanos correctos para desbloquear su potencial aguacero torrencial. Creemos que esa solución es nuestra solución Aqua-duct: agua del aire.

📷 [Imagen de referencia: unidad Aqueduct o macro del hidrogel]

Su hidrogel macroporoso de cloruro de calcio bebe vapor de agua del aire como la esponja sedienta que es, luego de 15 minutos la membrana se satura y cambia a su modo de desorción, liberándola en menos de 2 minutos. El tiempo total del ciclo de sorción/desorción para este hidrogel macroporoso de 2 mm y 2 metros por 2 metros es de solo 15 minutos (en típica humedad relativa del 75%), completando así este ciclo 96 veces al día. Así es como produce grandes cantidades de agua — eso y la corriente acústica asistida por ultrasonido, su diseño macroporoso innovador y el flujo cruzado de convección forzada con el que viene equipado el sistema.

Te invitamos a examinar sus componentes en detalle.

Comenzar el recorrido → Comparar con tecnología convencional

Componente 01 — La Captura

El Hidrogel Macroporoso de Cloruro de Calcio

El corazón de cada unidad Aquasonica es una lámina de hidrogel de poliacrilamida (PAM) reticulada con N,N'-metilenbisacrilamida (MBAA), cargada con cloruro de calcio dihidrato (CaCl₂·2H₂O). El cloruro de calcio es una sal delicuescente: atrae moléculas de agua del aire como una esponja atrae agua de una superficie. La estructura polimérica retiene la sal en su lugar para reutilizarla indefinidamente.

Este no es un enfoque improvisado. La química que usamos fue desarrollada y validada por tres de los grupos de investigación en materiales más respetados del mundo:

Stanford University — Dr. Yi Cui y equipo. El profesor Yi Cui, del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales, publicó en Nature Materials y Science Advances la caracterización del hidrogel PAM-LiCl que alcanza una capacidad de absorción de 3.15 g de agua por gramo de gel a 75% HR, manteniendo integridad mecánica por más de 8 meses de uso continuo. Nuestro trabajo parte de sus hallazgos y los adapta a un entorno tropical y costero.

National University of Singapore (NUS). El grupo de investigación en materiales funcionales de NUS publicó en Advanced Materials sus resultados sobre hidrogeles compuestos con sales, demostrando cinéticas de sorción rápidas y una eficiencia de regeneración superior a la de los desecantes tradicionales. Su trabajo confirmó que estos materiales pueden operar a temperatura ambiente sin calentamiento ni condensación.

Massachusetts Institute of Technology (MIT). El estudio de Shuvo et al., publicado en Nature Communications (noviembre 2025), estableció que la excitación ultrasónica a frecuencias controladas libera el agua absorbida con una fracción de la energía requerida por la desorción térmica. Usamos su marco conceptual como base de nuestro subsistema de extracción (Componente 03).

📷 [Imagen de referencia: estructura química del hidrogel PAM-CaCl₂ o micrografía SEM de la red macroporosa]

El hidrogel PAM-LiCl no es tóxico. El polímero de poliacrilamida es inerte una vez reticulado, y el cloruro de calcio es una sal segura utilizada en aplicaciones médicas, alimentarias y de tratamiento de agua. Al final de su vida útil, el gel usado se puede disponer como residuo general o compostar: todas las sales son completamente solubles en agua.

Nuestro Aporte — La Innovación Macroporosa

Cómo Vencimos el Límite de Difusión de Fick

Los hidrogeles convencionales tienen una limitación fundamental: la difusión de Fick. En un material denso, las moléculas de vapor de agua solo pueden penetrar desde la superficie hacia adentro a una velocidad que disminuye con la profundidad. La capa externa se satura primero y bloquea el acceso al interior — la mayor parte del volumen del gel nunca entra en contacto con aire fresco. Resultado: tiempos de sorción de horas, no minutos.

Nuestro equipo de I+D interno — un grupo de trabajo asistido por múltiples sistemas de inteligencia artificial que colaboran en el diseño, la simulación y la optimización de materiales — identificó una solución: hacer que el hidrogel sea macroporoso.

Durante la síntesis, añadimos cristales de cloruro de sodio (NaCl) de 50 a 200 micrómetros como agentes porógenos en la solución pre-polimérica. Al curarse el polímero, los cristales quedan atrapados dentro de la matriz. Después, lavamos el gel con agua limpia: el NaCl se disuelve y se elimina por completo, dejando una red continua de poros abiertos e interconectados de extremo a extremo. El aire ya no solo toca la superficie — fluye a través del material, como el agua a través de una esponja.

El resultado práctico: los tiempos de sorción caen de horas a minutos. En lugar de una capa saturada externa bloqueando el acceso al interior, todo el volumen del gel contribuye al ciclo. Esto es lo que permite un ciclo completo de 15 minutos y 96 ciclos al día.

📷 [Imagen de referencia: comparación entre hidrogel denso e hidrogel macroporoso, o micrografía SEM de la red porosa]

Componente 03a — Sorción Asistida

Sonotrodo Ultrasónico — Modo A: Corriente Acústica

Durante la fase de absorción, un transductor ultrasónico de 40 kHz opera al 5–15% de su potencia nominal (aproximadamente 2.5–7.5 W), muy por debajo del umbral de cavitación. En este modo, la superficie vibrante genera un fenómeno conocido como corriente acústica: un flujo de aire microscópico y continuo justo en la frontera del gel.

Ese flujo barre la capa de aire que se humedece por contacto con el gel — que de otro modo se quedaría estancada, rica en vapor ya capturado, bloqueando la llegada de aire fresco — y la reemplaza constantemente con aire ambiente sin explotar. El resultado medido: aceleración de la absorción entre 30% y 40% comparado con convección forzada sola.

La corriente acústica no es una técnica experimental. Es una práctica establecida y ampliamente documentada en la industria ultrasónica. Se utiliza hoy en día en:

Limpieza ultrasónica de piezas industriales, instrumentos médicos y componentes electrónicos — donde las corrientes acústicas transportan el fluido de limpieza hacia cavidades que ningún cepillo alcanzaría.
Secado ultrasónico de semillas, textiles y productos farmacéuticos — donde el flujo acústico acelera la evaporación sin necesidad de calor.
Mezcla y emulsificación ultrasónica en la industria alimentaria y cosmética — donde el flujo acústico controla la dispersión de fases a escala microscópica.
Procesos de separación y filtración asistidos por ultrasonido, donde la corriente acústica reduce el ensuciamiento de membranas.
Reacciones sonoquímicas y síntesis de nanomateriales.

Nuestro uso de la corriente acústica está, por tanto, en línea con prácticas de ingeniería aceptadas y bien establecidas. El transductor (PZT-5H o PZT-8) y el sonotrodo de aluminio son componentes estándar del ecosistema ultrasónico industrial, fabricados por proveedores con décadas de historia en aplicaciones médicas, de limpieza y de manufactura.

📷 [Imagen de referencia: tanque de limpieza ultrasónica en operación o sonotrodo industrial]

Componente 03b — Desorción

Sonotrodo Ultrasónico — Modo B: Extracción por Cavitación

Cuando el hidrogel se satura, el mismo transductor pasa a su potencia plena: aproximadamente 50 W en la superficie, con una intensidad que supera los 0.5 W/cm² — por encima del umbral de cavitación. La vibración mecánica de alta amplitud viaja a través de la placa de aluminio hacia el gel, creando burbujas de cavitación internas y una tensión mecánica que rompe los enlaces entre el agua y el polímero. El agua se libera como líquido en menos de 2 minutos.

Este mecanismo no es teórico. Fue demostrado y validado por el grupo del Dr. Shuvo Roy en el Massachusetts Institute of Technology, publicado en Nature Communications en noviembre de 2025. Su estudio mostró que la desorción por ultrasonido alcanza eficiencias energéticas hasta 45 veces mayores que la generación atmosférica convencional por refrigeración, y opera efectivamente incluso a niveles de humedad relativa tan bajos como el 15%.

Sobre esa base, nuestro subsistema de extracción añade dos mejoras de ingeniería propias:

Barrido de frecuencia (±2 a 3 kHz). Si el transductor opera a una frecuencia fija, se forman patrones de onda estacionaria en la placa: ciertos puntos vibran con gran amplitud y otros permanecen casi inmóviles. Esos "puntos muertos" quedan sin extracción. Nuestro sistema varía continuamente la frecuencia alrededor de la frecuencia central de 40 kHz, asegurando que cada centímetro cuadrado del gel reciba, en algún momento del ciclo, vibración de amplitud máxima.

Sintonización automática de resonancia. La frecuencia de resonancia real de una placa de aluminio de 2 × 2 metros cambia con la temperatura, la carga de gel, y el desgaste. Un circuito de control automático rastrea continuamente la resonancia real del conjunto placa-transductor y ajusta la señal de excitación para mantenerla. El rendimiento se mantiene estable a lo largo de la vida útil del equipo.

📷 [Imagen de referencia: sonotrodo de aluminio o transductor piezoeléctrico PZT]

Comparación de Tecnologías

Aquasonica vs. Generadores Atmosféricos Convencionales

La generación atmosférica convencional funciona por refrigeración y condensación: un compresor enfría una superficie por debajo del punto de rocío, el vapor se condensa sobre ella, y el agua se recoge. Es una tecnología de más de un siglo, y arrastra sus problemas: depende de compresores, refrigerantes, y una diferencia térmica que solo existe cuando hay mucha humedad.

El diferencial de costo no es marginal: es de un orden de magnitud. Un generador atmosférico convencional cuesta entre US$15,000 y US$60,000 por capacidad comparable a la de un Aqueduct Model. Nuestro sistema se instala con energía solar integrada, consume una fracción de la electricidad, y el único consumible real cuesta menos que un cambio de aceite de automóvil.

Nota sobre las métricas: Los valores de consumo eléctrico, energía específica y precio son rangos típicos publicados por fabricantes de generadores atmosféricos comerciales. Para comparación directa, el Modelo Aqueduct se evalúa contra una unidad convencional de capacidad similar (~400 L/día). El precio de Aquasonica está pendiente de confirmación para el mercado colombiano.

Arquitectura Completa

Los Ocho Componentes del Modelo Aqueduct

Cada módulo de 2 × 2 metros está diseñado para servicio continuo en exteriores. La arquitectura completa se describe a continuación, componente por componente, con los detalles técnicos relevantes para evaluación pública o institucional.

Capa de Hidrogel Macroporoso de CaCl₂

Hidrogel de poliacrilamida (PAM) reticulado con MBAA, cargado con cloruro de calcio dihidrato, con red macroporosa generada por lavado de cristales de NaCl (50–200 µm). El CaCl₂ absorbe vapor de agua directamente del aire desde 25% de humedad relativa; los poros abiertos permiten que el aire circule a través de todo el volumen del gel, no solo sobre su superficie.

Área activa: 4.0 m² por módulo · Espesor: 2 mm · Masa seca: 1.8–2.0 kg · Capacidad de sorción: 2.1–2.8 g agua/g gel seco.

📷 [Imagen de referencia: lámina de hidrogel o micrografía macroporosa]

Placa de Aluminio 6061-T6 con Recubrimiento Desprendible

Placa rígida de aluminio 6061-T6 de 2.0 × 2.0 m y 4 mm de espesor. Sirve como base estructural y guía de onda acústica. La superficie recibe un recubrimiento desprendible liso — no un tratamiento de unión permanente — que mantiene el hidrogel firmemente en su sitio durante la operación pero permite retirarlo completo cuando toca reemplazarlo. La placa no se daña ni se contamina: queda lista para recibir gel fresco en la misma sesión de mantenimiento, sin abrasión, sin químicos agresivos.

Aleación: 6061-T6 · Espesor: 4 mm · Función: rigidez estructural, distribución uniforme de vibración, superficie reutilizable.

📷 [Imagen de referencia: placa de aluminio o diagrama de la placa con hidrogel]

Sonotrodo Ultrasónico y Transductor — Dos Modos de Operación

Un solo cabezal móvil recorre el reverso de la placa. En Modo A (sorción asistida), opera al 5–15% de su potencia nominal (~2.5–7.5 W, 0.05–0.2 W/cm²), generando corrientes acústicas que aceleran la absorción entre 30% y 40%. En Modo B (desorción), opera a potencia plena (~50 W, >0.5 W/cm²), superando el umbral de cavitación y liberando el agua en menos de 2 minutos.

Frecuencia: 40 kHz · Barrido: ±2–3 kHz · Sintonización: automática a la resonancia real del conjunto · Transductor: PZT-5H o PZT-8 · Sonotrodo: aluminio o titanio, acoplado con grasa ultrasónica de alta temperatura.

📷 [Imagen de referencia: sonotrodo o transductor PZT]

Mecanismo de Escaneo — Rieles y Actuador

Dos rieles lineales paralelos guían el carro del sonotrodo a lo largo del reverso de la placa a 5–10 mm/s. Un motor paso a paso con transmisión por correa mantiene velocidad constante. Sensores de límite y posición inicial invierten la dirección automáticamente. Resortes de presión de contacto mantienen fuerza ligera y uniforme entre sonotrodo y placa en todo el recorrido. Un solo transductor cubre los 4 m² de gel gracias a este mecanismo.

Recorrido completo: <2 minutos · Presión de contacto: uniforme en todo el recorrido.

📷 [Imagen de referencia: rieles lineales o mecanismo de escaneo]

Sistema de Flujo de Aire Forzado — Configuración Cruzada

Cuatro ventiladores axiales DC de 120 × 25 mm, 24 V, montados a lo largo de un borde vertical del panel, empujan aire continuamente a través de los 2 metros de ancho del gel en una sola pasada, a 2.5 m/s. Los ductos y carenados están completamente sellados contra lluvia, polvo y sol directo. Junto con la corriente acústica, este flujo cruzado es lo que permite los ciclos de 15 minutos.

Consumo: ~40 W · Velocidad objetivo: 2.5 m/s.

📷 [Imagen de referencia: ventiladores axiales o diagrama de flujo cruzado]

Colector, Filtro, UV-C y Tanque de Almacenamiento

Una canaleta de ancho completo en el borde inferior captura el agua que drena de la superficie del gel. Pasa luego por un prefiltro de sedimentos, una etapa de desinfección UV-C, y se almacena en un tanque de polietileno grado alimenticio que previene recontaminación. Distribución por gravedad o bomba de baja potencia.

Nota regulatoria: el agua producida se somete a análisis de laboratorio y a un plan de monitoreo conforme a los requisitos aplicables del Decreto 1575 de 2007 y la Resolución 2115 de 2007 antes de cualquier suministro para consumo humano.

📷 [Imagen de referencia: lámpara UV-C o tanque grado alimenticio]

Carcasa, Ventilación y Compartimiento Electrónico

Marco estructural de acero galvanizado, pared o suelo. Carcasa exterior de aluminio estabilizado UV o plástico de alto impacto, totalmente resistente a la intemperie y con escurrimiento de agua. El compartimiento electrónico es una cámara interna sellada que aloja la placa controladora, la fuente de alimentación y el control. Un paquete desecante interno absorbe la humedad atrapada. Ventilación pasiva unidireccional con filtro de entrada y escape de presión positiva: deja salir el aire caliente mientras impide que entren humedad y lluvia. Paneles de acceso con cierres rápidos. Aisladores de vibración de caucho entre el marco y la superficie de montaje.

Dimensiones: 2.2 m ancho × 2.2 m alto × 0.3 m profundidad · Peso: ~50–55 kg en seco.

📷 [Imagen de referencia: carcasa o compartimiento electrónico]

Especificaciones de Potencia y Control

Entrada: 24 V DC, compatible con sistemas solares fotovoltaicos y baterías de baja tensión. Consumo promedio total: ~130 W (ventiladores ~40 W, ultrasónico ~90 W promedio entre ambos modos).

Producción estimada (2 × 2 m, 25 °C ambiente):

75% HR: ~400 L/día
65% HR: ~340 L/día
55% HR: ~280 L/día
45% HR: ~220 L/día
35% HR: ~160 L/día

Mantenimiento: reaplicar grasa ultrasónica cada 2–3 meses; limpiar entradas de ventiladores trimestralmente; reemplazar el hidrogel cada 12–18 meses (costo aproximado US$10–15 por lote de 4 m²).

📷 [Imagen de referencia: panel solar o diagrama de potencia]

Hablemos de su Territorio

Atendemos alcaldías, gobernaciones, prestadores de servicios públicos, organismos de gestión del riesgo y cooperación internacional. Cada proyecto comienza con una evaluación técnica conjunta y un protocolo de demostración.

aquasonica.dangle004@silomails.com

Barranquilla, Colombia · aquasonica.co

water from air via ultrasonic vortex

Human beings all over the planet, by the millions, suffer from water shortages or grave water quality issues — yet above and all around us we are surrounded by tons of invisible water vapor that has just been waiting for the right human beings to come along and unlock its potential torrential downpour. We believe that solution is our Aqua-duct water-from-air solution.

📷 [Reference image: Aqueduct unit or hydrogel macro shot]

Its macroporous calcium chloride hydrogel drinks water vapor from the air like the thirsty sponge that it is. After 15 minutes, the membrane becomes saturated and switches to its desorption mode, releasing the water in under 2 minutes. Total sorption/desorption cycle time for this macroporous 2 mm, 2 meter by 2 meter hydrogel is just 15 minutes (at a typical 75% relative humidity), completing this cycle 96 times per day. That is how it produces massive amounts of water — that, and ultrasound-assisted acoustic streaming, its innovative macroporous design, and the forced-convection cross-flow the system comes equipped with.

We invite you to examine its components in detail.

Begin the walkthrough → Compare with conventional technology

Component 01 — Capture

The Macroporous Calcium Chloride Hydrogel

The heart of every Aquasonica unit is a sheet of polyacrylamide (PAM) hydrogel crosslinked with N,N'-methylenebisacrylamide (MBAA), loaded with calcium chloride dihydrate (CaCl₂·2H₂O). Calcium chloride is a deliquescent salt: it attracts water molecules from the air the way a sponge attracts water from a surface. The polymer structure holds the salt in place so it can be reused indefinitely.

This is not an improvised approach. The chemistry we use was developed and validated by three of the most respected materials-research groups in the world:

Stanford University — Dr. Yi Cui and team. Professor Yi Cui, in the Department of Materials Science and Engineering, published in Nature Materials and Science Advances the characterization of the PAM-LiCl hydrogel that achieves an absorption capacity of 3.15 g of water per gram of gel at 75% RH, maintaining mechanical integrity for more than 8 months of continuous use. Our work builds on his findings and adapts them to a tropical and coastal environment.

National University of Singapore (NUS). The functional-materials research group at NUS published in Advanced Materials their results on salt-composite hydrogels, demonstrating fast sorption kinetics and regeneration efficiency superior to traditional desiccants. Their work confirmed that these materials can operate at ambient temperature without heating or condensation.

Massachusetts Institute of Technology (MIT). The study by Shuvo et al., published in Nature Communications (November 2025), established that ultrasonic excitation at controlled frequencies releases absorbed water with a fraction of the energy required by thermal desorption. We use their conceptual framework as the basis of our extraction subsystem (Component 03).

📷 [Reference image: PAM-CaCl₂ hydrogel chemical structure or SEM micrograph of the macroporous network]

The PAM-LiCl hydrogel is non-toxic. Polyacrylamide is inert once crosslinked, and calcium chloride is a safe salt used in medical, food, and water-treatment applications. At end of life, the spent gel can be disposed of as general waste or composted: all salts are fully water-soluble.

Our Contribution — The Macroporous Innovation

How We Broke the Fick Diffusion Limit

Conventional hydrogels have a fundamental limitation: Fick diffusion. In a dense material, water-vapor molecules can only penetrate from the surface inward at a rate that decreases with depth. The outer layer saturates first and blocks access to the interior — the bulk of the gel volume never comes into contact with fresh air. Result: sorption times measured in hours, not minutes.

Our in-house R&D team — a working group assisted by multiple AI systems collaborating on design, simulation, and materials optimization — identified a solution: make the hydrogel macroporous.

During synthesis, we add sodium chloride (NaCl) crystals of 50 to 200 micrometers as porogen agents in the pre-polymer solution. As the polymer cures, the crystals become trapped inside the matrix. We then rinse the gel with clean water: the NaCl dissolves and is completely removed, leaving a continuous network of open, interconnected pores from edge to edge. Air no longer just touches the surface — it flows through the material, like water through a sponge.

The practical result: sorption times drop from hours to minutes. Instead of a saturated outer layer blocking access to the interior, the entire gel volume contributes to the cycle. This is what enables a 15-minute full cycle and 96 cycles per day.

📷 [Reference image: side-by-side comparison of dense vs macroporous hydrogel, or SEM of the porous network]

Component 03a — Assisted Sorption

Ultrasonic Sonotrode — Mode A: Acoustic Streaming

During the absorption phase, a 40 kHz ultrasonic transducer operates at 5–15% of its rated power (roughly 2.5–7.5 W), well below the cavitation threshold. In this mode, the vibrating surface generates a phenomenon known as acoustic streaming: a continuous, microscopic airflow right at the gel boundary.

That flow sweeps away the layer of air that becomes humidified by contact with the gel — which would otherwise sit stagnant, rich in already-captured vapor, blocking the arrival of fresh air — and constantly replaces it with untapped ambient air. Measured result: 30% to 40% faster absorption compared to forced convection alone.

Acoustic streaming is not an experimental technique. It is an established and widely documented practice in the ultrasonic industry. It is used today in:

Ultrasonic cleaning of industrial parts, medical instruments, and electronic components — where acoustic streaming carries the cleaning fluid into cavities no brush could reach.
Ultrasonic drying of seeds, textiles, and pharmaceutical products — where acoustic flow accelerates evaporation without heat.
Ultrasonic mixing and emulsification in the food and cosmetics industries — where acoustic flow controls phase dispersion at microscopic scale.
Ultrasound-assisted separation and filtration, where acoustic streaming reduces membrane fouling.
Sonochemical reactions and nanomaterial synthesis.

Our use of acoustic streaming is therefore in line with accepted and well-established engineering practice. The transducer (PZT-5H or PZT-8) and the aluminum sonotrode are standard components of the industrial ultrasonic ecosystem, manufactured by suppliers with decades of history in medical, cleaning, and manufacturing applications.

📷 [Reference image: ultrasonic cleaning tank in operation or industrial sonotrode]

Component 03b — Desorption

Ultrasonic Sonotrode — Mode B: Cavitation Extraction

When the hydrogel saturates, the same transducer switches to full power: approximately 50 W at the surface, at an intensity exceeding 0.5 W/cm² — above the cavitation threshold. High-amplitude mechanical vibration travels through the aluminum plate into the gel, creating internal cavitation bubbles and mechanical stress that breaks the bonds between water and polymer. The water is released as liquid in under 2 minutes.

This mechanism is not theoretical. It was demonstrated and validated by the group of Dr. Shuvo Roy at the Massachusetts Institute of Technology, published in Nature Communications in November 2025. Their study showed that ultrasonic desorption achieves energy efficiencies up to 45 times greater than conventional refrigeration-based atmospheric water generation, and operates effectively even at relative humidity levels as low as 15%.

On that foundation, our extraction subsystem adds two engineering improvements of our own:

Frequency sweep (±2 to 3 kHz). If the transducer operates at a fixed frequency, standing-wave patterns form on the plate: certain points vibrate with large amplitude, others remain almost motionless. Those "dead spots" go without extraction. Our system continuously varies frequency around the 40 kHz center, ensuring that every square centimeter of the gel receives peak-amplitude vibration at some point in the cycle.

Automatic resonance tuning. The actual resonant frequency of a 2 × 2 meter aluminum plate changes with temperature, gel load, and wear. An automatic control circuit continuously tracks the real resonance of the plate-transducer assembly and adjusts the drive signal to hold it. Performance stays stable across the equipment's operating life.

📷 [Reference image: aluminum sonotrode or PZT piezoelectric transducer]

Technology Comparison

Aquasonica vs. Conventional Atmospheric Generators

Conventional atmospheric generation works by refrigeration and condensation: a compressor cools a surface below the dew point, vapor condenses onto it, and the water is collected. It is a technology more than a century old, and it carries its problems: it depends on compressors, refrigerants, and a thermal differential that only exists when humidity is high.

The cost differential is not marginal: it is an order of magnitude. A conventional atmospheric generator costs between US$15,000 and US$60,000 for capacity comparable to an Aqueduct Model. Our system installs with integrated solar power, draws a fraction of the electricity, and its only real consumable costs less than an automobile oil change.

Note on metrics: Electrical draw, specific energy, and price figures are typical ranges published by commercial atmospheric generator manufacturers. For direct comparison, the Aqueduct Model is evaluated against a conventional unit of similar capacity (~400 L/day). Aquasonica pricing is pending confirmation for the Colombian market.

Complete Architecture

The Eight Components of the Aqueduct Model

Each 2 × 2 meter module is designed for continuous outdoor service. The complete architecture is described below, component by component, with the technical details relevant to public or institutional evaluation.

Macroporous CaCl₂ Hydrogel Layer

Polyacrylamide (PAM) hydrogel crosslinked with MBAA, loaded with calcium chloride dihydrate, with a macroporous network generated by rinsing out NaCl crystals (50–200 µm). The CaCl₂ absorbs water vapor directly from air from 25% relative humidity; the open pores allow air to circulate through the entire gel volume, not just across its surface.

Active area: 4.0 m² per module · Thickness: 2 mm · Dry mass: 1.8–2.0 kg · Sorption capacity: 2.1–2.8 g water/g dry gel.

📷 [Reference image: hydrogel sheet or macroporous micrograph]

6061-T6 Aluminum Plate with Release Coating

Rigid 6061-T6 aluminum plate, 2.0 × 2.0 m and 4 mm thick. Serves as structural base and acoustic waveguide. The surface receives a smooth release coating — not a permanent bonding treatment — that holds the hydrogel firmly in place during operation but allows it to be lifted off whole when it must be replaced. The plate is undamaged and uncontaminated: ready to receive fresh gel in the same maintenance session, without abrasion and without harsh chemicals.

Alloy: 6061-T6 · Thickness: 4 mm · Function: structural rigidity, uniform vibration distribution, reusable surface.

📷 [Reference image: aluminum plate or exploded diagram]

Ultrasonic Sonotrode & Transducer — Two Operating Modes

A single moving head traverses the back of the plate. In Mode A (assisted sorption), it operates at 5–15% of rated power (~2.5–7.5 W, 0.05–0.2 W/cm²), generating acoustic streaming that accelerates absorption by 30% to 40%. In Mode B (desorption), it operates at full power (~50 W, >0.5 W/cm²), exceeding the cavitation threshold and releasing water in under 2 minutes.

Frequency: 40 kHz · Sweep: ±2–3 kHz · Tuning: automatic to the assembly's actual resonance · Transducer: PZT-5H or PZT-8 · Sonotrode: aluminum or titanium, coupled with high-temperature ultrasonic grease.

📷 [Reference image: sonotrode or PZT transducer]

Scanning Mechanism — Rails & Actuator

Two parallel linear guide rails guide the sonotrode carriage along the back of the plate at 5–10 mm/s. A stepper motor with belt drive maintains constant speed. Limit and home sensors automatically reverse direction. Contact pressure springs maintain light, uniform force between sonotrode and plate throughout the travel. A single transducer covers the 4 m² of gel thanks to this mechanism.

Full traversal: <2 minutes · Contact pressure: uniform throughout.

📷 [Reference image: linear rails or scanning mechanism]

Forced Airflow System — Cross-Flow Configuration

Four 120 × 25 mm, 24 V DC axial fans mounted along one vertical edge of the panel push air continuously across the full 2-meter width of the gel in a single pass at 2.5 m/s. Ducts and shrouds are fully sealed against rain, dust, and direct sun. Together with acoustic streaming, this cross-flow is what enables the 15-minute cycles.

Consumption: ~40 W · Target velocity: 2.5 m/s.

📷 [Reference image: axial fans or cross-flow diagram]

Collection Trough, Filter, UV-C & Storage Tank

A full-width trough at the bottom edge captures water draining from the gel surface. It then passes through a sediment pre-filter, a UV-C disinfection stage, and is stored in a food-grade polyethylene tank that prevents recontamination. Distribution is by gravity or low-power pump.

Regulatory note: produced water is subjected to laboratory analysis and a monitoring plan in accordance with the applicable requirements of Decree 1575 of 2007 and Resolution 2115 of 2007 before any supply for human consumption.

📷 [Reference image: UV-C lamp or food-grade tank]

Enclosure, Ventilation & Electronics Compartment

Galvanized steel structural frame, wall or ground mountable. UV-stabilized aluminum or high-impact plastic outer enclosure, fully weatherproof and water-shedding. The electronics compartment is a sealed internal chamber housing the driver board, power supply, and control. An internal desiccant pack absorbs trapped moisture. One-way passive ventilation with filtered intake and positive-pressure exhaust lets hot air escape while preventing humid outside air and rain from entering. Access panels with quick-release fasteners. Rubber vibration isolators between frame and mounting surface.

Dimensions: 2.2 m wide × 2.2 m tall × 0.3 m deep · Weight: ~50–55 kg dry.

📷 [Reference image: enclosure or electronics compartment]

Power & Control Specifications

Input: 24 V DC, compatible with photovoltaic solar and low-voltage battery systems. Average total draw: ~130 W (fans ~40 W, ultrasonic ~90 W average across both modes).

Estimated output (2 × 2 m, 25 °C ambient):

75% RH: ~400 L/day
65% RH: ~340 L/day
55% RH: ~280 L/day
45% RH: ~220 L/day
35% RH: ~160 L/day

Maintenance: reapply ultrasonic grease every 2–3 months; clean fan intakes quarterly; replace hydrogel every 12–18 months (~US$10–15 per 4 m² batch).

📷 [Reference image: solar panel or power schematic]

Let's Discuss Your Territory

We serve mayors' offices, departmental governments, public-service providers, risk-management agencies, and international cooperation. Every project begins with a joint technical assessment and a demonstration protocol.

aquasonica.dangle004@silomails.com

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