Flotando invisible sobre nuestras cabezas, la atmósfera terrestre alberga un tesoro inexplorado: miles de millones de galones de agua en forma de vapor; un recurso que podría ser clave para enfrentar una de las crisis más apremiantes de nuestro tiempo.

Y es que, mientras 2.200 millones de personas –casi un tercio de la humanidad– luchan diariamente por acceder a agua potable segura, como revela el MIT, nuestras fuentes tradicionales se agotan a un ritmo alarmante. Ríos que se secan, embalses que disminuyen y acuíferos sobreexplotados han convertido la búsqueda de alternativas hídricas en una verdadera carrera contra el tiempo.

En este escenario crítico, un equipo de ingenieros del MIT ha logrado lo extraordinario a partir de la simplicidad: un dispositivo revolucionario capaz de extraer agua directamente del aire, sin necesidad de electricidad ni filtros adicionales, y operando incluso en los desiertos más implacables del planeta.

Hidrogel innovador extrae agua del aire sin electricidad

El dispositivo creado por el equipo del profesor de Ingeniería Mecánica e Ingeniería Civil y Ambiental en el MIT, Xuanhe Zhao, se asemeja a una ventana vertical de color negro, pero su apariencia simple esconde una tecnología sofisticada. 

En su corazón se encuentra un hidrogel especial que, moldeado como plástico de burbujas con pequeñas cúpulas, puede absorber vapor de agua del aire y transformarlo en agua potable limpia.

"Hemos construido un dispositivo a escala métrica que esperamos implementar en regiones con recursos limitados, donde ni siquiera las células solares son muy accesibles", explica Zhao en un comunicado de prensa.

El funcionamiento del sistema es elegante en su simplicidad. Durante la noche, cuando la humedad es mayor, las pequeñas cúpulas del hidrogel se hinchan al absorber vapor de agua del aire. Durante el día, con la ayuda del calor solar, el agua capturada se evapora del gel y se condensa en el vidrio recubierto con una película refrigerante. La gravedad hace el resto: el agua condensada fluye hacia abajo por un tubo, lista para ser consumida.

Pruebas en Valle de la Muerte

Para demostrar la efectividad de su invención, el equipo, que publicó sus resultados en Nature Water, llevó el dispositivo al Valle de la Muerte en California, uno de los lugares más secos de Norteamérica. Durante una semana de pruebas en noviembre de 2023, el recolector funcionó en condiciones de humedad que variaron entre el 21 % y el 88 %, produciendo entre 57 y 161,5 mililitros de agua potable al día.

Aunque estas cantidades puedan parecer modestas –aproximadamente dos tercios de una taza en el mejor de los casos–, los resultados son prometedores. El dispositivo superó a otros diseños pasivos y algunos activos, incluso en las condiciones más áridas del valle.

Avances técnicos eliminan salinidad sin filtros adicionales

Lo que distingue este recolector de otros diseños anteriores radica en varios avances técnicos. Los hidrogeles tradicionales utilizados para capturar agua atmosférica suelen incorporar sales para aumentar su capacidad de absorción, pero estas sales pueden filtrarse al agua final, haciéndola salada e impotable.

El equipo del MIT resolvió este problema de dos maneras. Primero, diseñaron el hidrogel con una microestructura que carece de poros suficientemente grandes para que escape la sal. Segundo, añadieron glicerol líquido que estabiliza la sal y evita que se cristalice. Como resultado, el agua producida tiene niveles de sal por debajo del umbral estándar para agua potable, sin necesidad de filtración adicional.

Chang Liu, autora principal del estudio y ahora profesora en la Universidad Nacional de Singapur, reconoce que "se trata solo de un diseño de prueba de concepto, y hay muchas cosas que podemos optimizar".

La visión del equipo va más allá de un solo panel. Imaginan una serie de múltiples dispositivos verticales que podrían suministrar agua suficiente para hogares enteros, especialmente en climas más húmedos donde la producción aumentaría significativamente.

"Imaginamos que algún día se podría instalar una serie de estos paneles, y el espacio que ocuparían sería muy reducido, ya que todos son verticales", explica Zhao. "Así se podrían tener muchos paneles juntos, recogiendo agua todo el tiempo, a escala doméstica".

Aunque se estima que 2.200 millones de personas carecen de acceso directo a agua potable segura –como señala el MIT–, la cifra asciende a 4.500 millones si se incluye a quienes no cuentan con un suministro constante ni con servicios de saneamiento adecuados, según un estudio de 2020 del International Journal of Low-Carbon Technologies. En este contexto, esta tecnología podría representar una solución descentralizada para comunidades en regiones áridas y con recursos limitados.

El siguiente paso para los investigadores es optimizar el material y mejorar sus propiedades intrínsecas, con la esperanza de que eventualmente estos "paneles de agua" puedan instalarse en las regiones que más los necesitan, proporcionando una fuente confiable de agua potable donde los métodos tradicionales no son viables.

Editado por Felipe Espinosa Wang con información de MIT, Nature Water y Science Alert.