¿Podríamos "beber" agua del aire en un futuro muy cercano?: recolectando agua del aire en condiciones extremas

En resumen
Los hidrogeles pueden captar el vapor de la atmósfera para suministrar agua potable.
Los materiales anteriores se degradaban rápidamente, a menudo en tan solo 30 ciclos de uso.
Los investigadores mejoraron los hidrogeles para que duraran más de 190 ciclos, lo que los hace mucho más económicos para la producción de agua.
Incluso en el desierto más árido, el agua abunda en el aire en forma de vapor. Pero no tenemos forma de aprovechar este recurso en climas áridos sin utilizar enormes cantidades de energía.

En los últimos años, los científicos han intentado extraer eficazmente la humedad del aire ambiente y condensarla en agua potable utilizando materiales compuestos de sal y polímeros absorbentes. Sin embargo, estos materiales, conocidos como hidrogeles, se degradaban hasta ahora con demasiada rapidez para resultar prácticos o rentables.

Investigadores han descubierto una forma de obtener agua del aire utilizando energía solar y un hidrogel que dura ocho meses o más. Este material de larga duración, adherido a una superficie metálica recubierta para prevenir la corrosión, puede producir agua a bajo costo prácticamente en cualquier lugar.

“Hay mucha gente que no tiene acceso al agua o que tiene que caminar cientos de horas al año para conseguirla”, afirmó Carlos Díaz-Marín, profesor adjunto de ciencias e ingeniería energética en la Escuela de Sostenibilidad Doerr de Stanford y coautor principal de la investigación, publicada el 7 de mayo en Nature Communications . “Además, existen industrias que consumen grandes cantidades de agua, como la fabricación de semiconductores y los centros de datos, que ejercen aún más presión sobre los sistemas hídricos. Creemos que esta podría ser una forma de proporcionar recursos hídricos adicionales”.

Nuevos hidrogeles más eficaces

“Estos nuevos hidrogeles son excepcionalmente interesantes porque nos brindan una manera de producir agua potable en condiciones realmente extremas”, dijo el coautor principal Chad Wilson, quien trabajó en el hidrogel como estudiante de posgrado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts.

En un trabajo anterior, publicado en 2025, el equipo llevó un dispositivo de hidrogel —un cuadrado del tamaño aproximado de una bandeja para hornear galletas con un marco de metal— a Chile para probarlo en el desierto de Atacama, uno de los lugares más secos del mundo. Utilizaron un hidrogel compuesto de cloruro de litio, una sal superabsorbente, y poliacrilamida, un polímero comúnmente utilizado en pañales.

Incluso en el árido desierto de Atacama, el hidrogel se llenó de agua durante la noche. Los investigadores utilizaron una lámina de aluminio pintada de negro para absorber el calor del sol y calentar el hidrogel. A medida que se calentaba durante el día, el hidrogel liberaba agua en forma de vapor, que luego se condensaba en agua líquida y se recolectaba para beber. El gel demostró ser altamente absorbente, capaz de retener entre dos y cuatro veces su peso en agua.

Si bien el gel era eficaz para atraer la humedad incluso en zonas con poca disponibilidad, los investigadores pronto descubrieron un problema. Solo duraba unos 30 ciclos de llenado y liberación de agua antes de degradarse. Esto representa un problema no solo para la producción de agua a bajo costo, sino también para la seguridad. «Cualquier degradación podría provocar que la sal o el polímero se filtren al condensador», explicó Díaz-Marín. «Eso, básicamente, comprometería la potabilidad del agua».

Construcción de un adsorbente estable

Durante los últimos cuatro años, los investigadores han realizado experimentos de laboratorio para estudiar la degradación del hidrogel. Descubrieron que los problemas surgen al entrar en contacto con una superficie metálica, como la lámina pintada utilizada en el experimento del desierto de Atacama. La carcasa metálica es fundamental para impulsar el proceso de captación de agua mediante el calor solar, pero también libera iones que generan radicales en el hidrogel y atacan las largas cadenas del polímero. El gel se convierte en una sustancia viscosa a medida que fragmentos de polímero se filtran al agua.

“Los radicales son muy eficaces para corroer el polímero”, afirmó Díaz-Marín. “Hasta donde sabemos, nadie había considerado la durabilidad y la degradación de estos materiales, a pesar de ser un parámetro crítico para la producción de agua”.

Los investigadores probaron diferentes métodos para bloquear los iones metálicos. Al aplicar un recubrimiento anticorrosivo al metal, la vida útil del hidrogel se prolongó considerablemente. En una prueba, el hidrogel se mantuvo estable durante más de ocho meses a 167 grados Fahrenheit, una temperatura diseñada para someter el material a pruebas de resistencia en condiciones extremas. Los investigadores también descubrieron que el hidrogel sobre el metal recubierto se mantuvo estable durante más de 190 ciclos de recolección de agua.

Hidrogeles duraderos, agua barata

Este nivel de durabilidad permite que el hidrogel produzca agua a un costo competitivo. Las mejoras “podrían permitirnos llegar a un punto en el que produzcamos agua a tal vez un centavo por litro”, dijo Díaz-Marín. Esto representaría aproximadamente el 1% del costo del agua embotellada y unas 10 veces la tarifa que pagan los hogares estadounidenses por el agua del grifo. “Vemos un camino para que esta tecnología incluso pueda competir con el agua del grifo”.

A un precio adecuado, un futuro sistema de agua basado en hidrogel podría llevar agua potable a comunidades rurales que sufren escasez hídrica en regiones áridas del interior, donde otras tecnologías como la desalinización no son viables. Al funcionar con energía solar, no necesita conexión a la red eléctrica y tendría un impacto ambiental mínimo en comparación con el agua que requiere bombeo o transporte en camiones cisterna.

Aún no está lista para abastecer a las comunidades, pero el equipo se muestra optimista. Díaz-Marín y sus estudiantes trabajan para mejorar aún más la eficiencia y reducir los costos. Su diseño actual puede producir hasta dos litros, o un poco más de medio galón, de agua al día con una fina capa de material extendida sobre un panel del tamaño aproximado de una toalla de baño. Esta cantidad de agua es la que generalmente se necesita por persona al día para mantener la salud básica durante emergencias. Díaz-Marín comentó que su objetivo es aumentar la producción a cinco litros diarios. «Sobre todo estando en Stanford», dijo, «creo que podríamos llevar esto al mercado global, ya sea mediante una empresa emergente o mediante la concesión de licencias».

Fuente : Universidad de Stanford