El presidente de Estados Unidos, Donald Trump.

El presidente de Estados Unidos, Donald Trump. Europa Press

Tecnología

EEUU da una lección al mundo: crean una innovadora red cristalina capaz de capturar agua del aire usando luz solar

Científicos desarrollan una revolucionaria "esponja molecular" capaz de extraer agua potable del aire sin consumir electricidad, usando únicamente luz solar.

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La escasez de agua potable ha dejado de ser una amenaza reservada a desiertos remotos o a guiones de películas postapocalípticas. Las sequías extremas, los acuíferos al límite y las olas de calor sofocantes están poniendo en jaque a España y a gran parte del planeta.

Ante un panorama donde la Organización de las Naciones Unidas (ONU) advierte que cerca de 5.000 millones de personas sufrirán estrés hídrico para 2050, la ciencia busca soluciones contrarreloj.

Y la respuesta podría estar flotando, literalmente, a nuestro alrededor. Un equipo de químicos de la Universidad de Iowa (EEUU) ha creado un invento revolucionario: un cristal capaz de extraer humedad directamente del aire utilizando, única y exclusivamente, la luz del Sol.

"Hemos encontrado y validado una forma de capturar y almacenar agua que solo requeriría luz solar", afirma en un comunicado Leonard MacGillivray, profesor adjunto en el Departamento de Química de la Universidad de Iowa. "Puedes transportar la red cristalina y, finalmente, liberar el agua bajo demanda. Por eso es un avance tan grande".

Lejos de las enormes, costosas y energéticamente demandantes plantas desalinizadoras, este avance, publicado en la prestigiosa revista Journal of the American Chemical Society, propone un enfoque totalmente pasivo. Se trata de un material cristalino tridimensional que actúa como una auténtica "esponja molecular".

Para entender este hito hay que fijarse en los MOF (Metal-Organic Frameworks), unas redes híbridas de metales y moléculas orgánicas. El equipo de Iowa diseñó una de estas redes pero, al principio, parecía un fracaso.

"Nuestro diseño tenía enlaces que debían proporcionarnos poros, pero la flexibilidad que habíamos incorporado no permitía que se formaran cavidades", confiesa Nevindee Samararathne Muhandiramge, investigadora principal del estudio.

Concepto del material que captura agua del aire usando solo luz solar.

Concepto del material que captura agua del aire usando solo luz solar. Universidad de Iowa Omicrono

Sin embargo, todo cambió al exponer el material a la radiación solar. "Y he aquí que, cuando observamos la estructura interna del cristal mediante difracción de rayos X, encontramos agua dentro", relata fascinado MacGillivray.

"Cuando la luz golpea el cristal, todas estas cavidades comienzan a abrirse de golpe, el agua migra hacia dentro y luego encuentra un lugar de reposo", añade el científico.

Cada hueco retiene dos moléculas de agua, logrando que el cristal almacene aproximadamente un 5 % de su peso total en líquido. ¿Lo mejor? Estas estructuras tienen el potencial de autoensamblarse. "Se ensamblan solas para nosotros. Hay un número incontable, así que es un buen comienzo", añade el profesor.

La idea de sacar agua del aire no es nueva, pero las tecnologías comerciales actuales tienen un fallo crítico: funcionan de manera muy similar a un aire acondicionado. Requieren condensar la humedad a base de consumir cantidades brutales de electricidad y fracasan en ambientes muy secos.

El cristal de Iowa aplasta a sus competidores porque es un sistema pasivo y controlable a voluntad. No necesita enchufes ni ruidosos compresores. El agua no entra de golpe, sino que la luz activa el proceso justo cuando se necesita.

"La razón por la que usamos la palabra 'inteligente' es porque desencadenamos la captura de agua de forma intencionada con la luz", explica Samararathne Muhandiramge. "La luz ultravioleta está disponible de forma gratuita gracias al sol. Así que el siguiente paso sería determinar los límites de absorción de agua y llevar ese límite lo más lejos que podamos".

Por supuesto, el salto de la mesa del laboratorio al mundo real tiene sus baches. El principal problema de estas tecnologías emergentes es la escalabilidad. Las pruebas actuales se han realizado con cristales milimétricos; para calmar la sed de una comunidad habría que fabricar grandes cantidades de material manteniendo los costes a raya.

Además, hay un importante "elefante en la habitación": como prueba de concepto, el prototipo inicial utiliza cadmio, un metal pesado tóxico. Los investigadores ya están probando alternativas limpias y seguras, un paso innegociable antes de que este invento pueda llegar al mercado comercial o instalarse en nuestros tejados.