La máquina inventada por un premio Nobel que es capaz de extraer 1.000 litros de agua en pleno desierto

En 2018, un equipo de la Universidad de California en Berkeley presentó un invento que parecía desafiar las condiciones extremas del desierto: un dispositivo capaz de extraer agua potable directamente del aire utilizando únicamente la luz solar. El desarrollo, liderado por el químico Omar Yaghi, ha terminado convirtiéndose en una de las investigaciones reconocidas con el Premio Nobel de Química, que comparte con Susumu Kitagawa y Richard Robson por sus trabajos en torno a las estructuras metalorgánicas.

La tecnología fue puesta a prueba en condiciones reales en el desierto de Arizona. Allí, los investigadores instalaron uno de sus primeros prototipos en el patio trasero de una vivienda para comprobar si podía funcionar fuera de un laboratorio. El resultado demostró que era posible obtener agua del aire durante el ciclo día-noche sin necesidad de una fuente externa de electricidad, incluso en un entorno caracterizado por una humedad extremadamente baja.

El secreto se encuentra en unos materiales altamente porosos conocidos como MOF (metal-organic frameworks o estructuras metalorgánicas). Estas estructuras funcionan como auténticas esponjas microscópicas capaces de atrapar moléculas de agua presentes en el aire. Durante la noche, cuando las temperaturas descienden y aumenta la humedad relativa, el material absorbe el vapor de agua. Cuando llega el día, la radiación solar calienta el dispositivo y provoca que el MOF libere el agua retenida, que posteriormente se condensa y puede ser recogida.

La prueba en Arizona supuso un paso importante porque permitió demostrar que la tecnología podía funcionar en un escenario real y no únicamente bajo condiciones controladas. En esa región, la humedad relativa puede alcanzar aproximadamente el 40 % durante la noche y descender hasta apenas un 8 % durante el día.

«No hay nada como esto: funciona a temperatura ambiente con la luz solar ambiente, sin aporte energético adicional», explicó Yaghi. Para el investigador, demostrar que el sistema podía pasar del laboratorio al desierto representaba un avance decisivo para convertir la captación de agua atmosférica en una tecnología práctica.

Una caja que funciona como una fábrica de agua

El dispositivo utilizado por los investigadores presenta una estructura aparentemente sencilla: una caja dentro de otra caja. En el interior se coloca una capa de MOF expuesta al aire para que pueda absorber la humedad. Esta estructura queda protegida dentro de una segunda caja con paredes transparentes.

Durante la noche, la parte superior permanece abierta para facilitar la entrada del aire húmedo. Con la llegada del día, el sistema se cierra y la radiación solar eleva la temperatura en su interior. El calor provoca entonces que el MOF libere el agua capturada durante la noche. El vapor entra en contacto con las paredes interiores, donde se enfría, se condensa y termina cayendo hasta el fondo del recipiente para ser recogido.

El primer prototipo utilizado en Arizona empleaba MOF-801, una estructura fabricada a partir de circonio. En condiciones óptimas, los investigadores estimaron que podía obtener alrededor de 200 mililitros de agua por cada kilogramo de material.

Pero el equipo ha desarrollado posteriormente una alternativa más económica. Se trata del MOF-303, fabricado con aluminio, cuyo coste es al menos 150 veces inferior al de la primera versión. Además, en las pruebas realizadas en laboratorio, este nuevo material consiguió duplicar aproximadamente la capacidad de captación, con una producción potencial superior a 400 mililitros diarios por kilogramo de MOF.

Una de las características más prometedoras de esta tecnología es que puede funcionar incluso cuando la humedad ambiental es muy baja. Los investigadores han comprobado que el sistema puede seguir captando agua en condiciones en las que el punto de rocío se encuentra por debajo de cero, algo especialmente relevante para regiones áridas.

Además, el sistema podría ampliarse aumentando la cantidad de material utilizado. Esto permitiría adaptar la capacidad de producción a las necesidades de cada lugar sin modificar necesariamente el principio básico de funcionamiento.

La tecnología abre así una posible vía para obtener agua en regiones afectadas por una creciente escasez hídrica, especialmente en lugares donde otras técnicas de captación resultan difíciles o demasiado costosas.

El reconocimiento del Nobel de Química a Yaghi, Kitagawa y Robson pone precisamente el foco en el enorme potencial de las estructuras metalorgánicas, materiales que permiten diseñar estructuras a medida con propiedades específicas. En el caso de la investigación de Yaghi, una de esas propiedades podría contribuir en el futuro a afrontar uno de los grandes desafíos de muchas regiones del planeta: conseguir agua allí donde apenas la hay.