Los científicos del MIT presentan un dispositivo ultrasónico que acelera drásticamente la recolección de agua en el aire

Incluso en condiciones desérticas, existe cierto nivel de humedad que, con el material adecuado, se puede absorber y exprimir para producir agua potable limpia. En los últimos años, los científicos han desarrollado una serie de prometedores materiales similares a esponjas para esta «captación de agua atmosférica».

Sin embargo, recuperar el agua de estos materiales suele requerir calor y tiempo. Los diseños actuales se basan en el calor del sol para evaporar el agua de los materiales y condensarla en gotas. Pero este proceso puede tardar horas o incluso días.

Ahora, ingenieros del MIT han ideado una forma de recuperar agua rápidamente de un material atmosférico de captación de agua. En lugar de esperar a que el sol la evapore, el equipo utiliza ondas ultrasónicas para extraerla.

Los investigadores han desarrollado un dispositivo ultrasónico que vibra a alta frecuencia. Al colocar un material captador de agua, conocido como sorbente, sobre el dispositivo, éste emite ondas ultrasónicas sintonizadas para extraer las moléculas de agua del sorbente. El equipo descubrió que el dispositivo recupera agua en minutos, frente a las decenas de minutos u horas que requieren los sistemas térmicos.

A diferencia de los diseños basados en calor, este dispositivo sí requiere una fuente de energía. El equipo prevé que podría alimentarse con una pequeña célula solar, que además funcionaría como sensor para detectar cuándo el sorbente está lleno. También podría programarse para encenderse automáticamente cuando el material haya absorbido suficiente humedad para su extracción. De esta manera, un sistema podría absorber y extraer agua del aire durante varios ciclos en un solo día.

«Se han buscado formas de captar agua de la atmósfera, lo que podría ser una gran fuente de agua, sobre todo para las regiones desérticas y los lugares donde ni siquiera hay agua salada que desalinizar», afirma Svetlana Boriskina, investigadora principal del Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT. «Ahora tenemos una forma de recuperar agua de forma rápida y eficiente».

Boriskina y sus colegas informan sobre su nuevo dispositivo en un estudio publicado hoy en la revista Nature Communications.

La danza del agua para extraerla del aire

El ultrasonido, u ondas ultrasónicas, son ondas de presión acústica que viajan a frecuencias superiores a 20 kilohercios (20 000 ciclos por segundo). Estas ondas de alta frecuencia no son visibles ni audibles para los humanos. Y, como descubrió el equipo, el ultrasonido vibra a la frecuencia justa para extraer el agua de un material.

“Con ultrasonido, podemos romper con precisión los enlaces débiles entre las moléculas de agua y los lugares donde se encuentran”, explica Ikra Shuvo. “Es como si el agua bailara con las olas, y esta perturbación dirigida crea un impulso que libera las moléculas de agua, y podemos ver cómo se desprenden en forma de gotitas”.

Shuvo y Boriskina diseñaron un nuevo actuador ultrasónico para recuperar agua de un material de captación atmosférica. El núcleo del dispositivo es un anillo plano de cerámica que vibra al aplicarle voltaje. Este anillo está rodeado por un anillo exterior con diminutas boquillas. Las gotas de agua que se desprenden del material caen a través de las boquillas y caen en recipientes de recolección ubicados por encima y por debajo del anillo vibratorio.

Probaron el dispositivo con un material diseñado previamente para la captación de agua atmosférica. Utilizando muestras del material del tamaño de una moneda de veinticinco centavos, el equipo colocó cada muestra en una cámara de humedad, configurada a diferentes niveles de humedad. Con el tiempo, las muestras absorbieron humedad y se saturaron. Posteriormente, los investigadores colocaron cada muestra sobre el actuador ultrasónico y lo encendieron para que vibrara a frecuencias ultrasónicas. En todos los casos, el dispositivo logró eliminar suficiente agua para secar cada muestra en tan solo unos minutos.

Los investigadores calculan que, en comparación con el uso del calor del sol, el diseño ultrasónico es 45 veces más eficiente para extraer agua del mismo material.

«La ventaja de este dispositivo es que es totalmente complementario y puede integrarse a casi cualquier material absorbente», afirma Boriskina, quien imagina un sistema doméstico práctico compuesto por un material de rápida absorción y un actuador ultrasónico, cada uno del tamaño aproximado de una ventana. Una vez saturado el material, el actuador se activaría brevemente, alimentado por una célula solar, para expulsar el agua. El material estaría entonces listo para captar más agua en múltiples ciclos a lo largo del día.

“Todo se reduce a cuánta agua se puede extraer al día”, explica. “Con ultrasonido, podemos recuperar agua rápidamente y repetir el ciclo una y otra vez. Eso puede suponer una gran cantidad diaria”.

Fuente: MIT, Massachusetts Institute of Technology

Referencia

Shuvo, I.I., Díaz-Marín, C.D., Christen, M. et al. High-efficiency atmospheric water harvesting enabled by ultrasonic extraction. Nat Commun 16, 9947 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-65586-2