Este químico acabará con la sed en el mundo: su invento extrae agua del aire del desierto

AUTOR:ANTONIO VILLARREAL. El investigador creó los llamados MOF (marcos metal-orgánicos), materiales que ofrecen posibilidades alucinantes, que ya funcionan y que le han valido un premio Fronteras del Conocimiento. Morir de sed es probablemente la forma más angustiosa de irse de este mundo.

El cuerpo humano puede aguantar varias semanas sin comer, pero sólo tres días sin agua: puede tirar de grasa corporal para compensar la falta de comida, pero el líquido elemento es insustituible. Cuando alguien está cerca de la deshidratación total, el sistema ni siquiera puede transportar nutrientes o sangre alrededor del cuerpo, la presión sanguínea se desmorona y, en esas condiciones, tan solo levantarse de la cama puede ser un esfuerzo suficiente para palmarla en el acto.

En el mundo, millones de personas están expuestas a este riesgo, no sólo aquellas que viven en zonas desérticas y cada vez más impactadas por el cambio climático. También quienes tienen agua cerca pero está tan contaminada que beberla equivaldría igualmente a morir. Según el último informe de Naciones Unidas, aún hay 844 millones de personas sin acceso a una red de agua potable.

De repente, la semana pasada, un estudio publicado en 'Science Advances' abrió la puerta a una nueva dimensión: una en la que los habitantes de zonas desérticas pudieran acceder a agua potable gracias a una máquina llamada 'cosechadora de agua', en definitiva, una caja que aprovecha los cambios de humedad entre el día y la noche para amanecer cada día con nuevas reservas de agua cristalina. La clave de este invento, que no requiere mantenimiento y funciona con energía solar, está en el milagroso material que lleva dentro.

El MOF, acrónimo de 'metal organic framework' o estructuras metal-orgánicas es un polímero que contiene un laberinto microscópico con aplicaciones muy variadas. En este caso, el aire húmedo del desierto penetra por los poros y el agua se queda dentro. Otro de los potenciales usos del material es almacenar dióxido de carbono, el principal causante del cambio climático.

Los 1,2 kilogramos de MOF-801 instalado en el desierto de Arizona fueron capaces de producir cada mañana 100 gramos de agua potable. Su inventor, Omar Yaghi, químico estadounidense de origen jordano en la Universidad de California en Berkeley, ha estado esta semana en Madrid para recibir el Premio Fronteras del Conocimiento de la Fundación BBVA.

Pregunta. ¿Está satisfecho con los resultados de este estudio o esperaba obtener más agua?

Respuesta. Mucho, estoy muy feliz. Nunca ha habido un material capaz de extraer agua de una atmósfera de baja humedad. La gente ha diseñado sistemas que pueden atrapar niebla y agua con la humedad alta, pero con una cantidad baja de humedad era especialmente difícil. Sin embargo es lo que más necesitábamos, porque eso es lo que encuentras en regiones áridas del mundo, tales como el Mediterráneo o áreas desérticas. Es un diseño que creamos en Berkeley y consiste en una caja dentro de una caja, que es un condensador, y solamente usa la luz del sol. Y sobre todo, funciona, la hemos probado en el desierto y produce agua. Así que sí, estamos muy emocionados.

P. Sólo para que nuestros lectores lo entiendan mejor. La caja aprovecha los cambios de humedad en el desierto, que por la noche llegan al 40% pero de día...

R. ...de día baja hasta el 5%

P. ¿Por tanto, lo que la caja hace es acumular esa humedad nocturna gracias a la energía que ha recogido del sol durante el día?

R. Durante la noche abrimos la caja y el agua de la atmósfera va hacia el MOF, lo satura, y durante el día cerramos la caja. Cuando eso ocurre, el interior se calienta, y entonces el agua sale. Dado que hay una diferencia de temperatura entre el interior y el exterior, se condensa en las paredes y podemos recogerla. Eso es lo que hemos hecho.

P. Hasta el momento, la productividad del MOF es de 200 mililitros, es decir, ¿una botellita pequeña de agua al día, por cada kilogramo de material?

R. Podría decirse así, pero actualmente sólo estamos accediendo a la mitad del material. Así que en realidad sería más.

P. Entiendo, ha sido como una prueba de concepto.

R. Sí, bueno, en realidad es producción práctica de agua, porque ese agua es totalmente pura, no tiene contaminación.

P. ¿Hay que tratarla antes de su consumo?

R. Solamente hay que mineralizarla, es potable pero es agua destilada.

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El químico jordano-estadounidense, durante la entrevista (FBBVA)


P. ¿Cómo de escalable sería esto? ¿Podríamos tener a todos los países desérticos del mundo utilizando este sistema?

R. Esto funciona en la mayoría de desiertos del mundo, porque en todos ellos la humedad sube hasta el 40% durante la noche y baja a menos del 5% durante el día. La única diferencia es la del flujo solar. En nuestro 'paper' mostramos las relaciones matemáticas que ayudan a configurar exactamente la caja y que sea adecuada para ese ambiente concreto, usando el mismo MOF.

P. Entiendo, pero mi pregunta iba más por si su uso masivo podría afectar, por ejemplo, de alguna forma a los ciclos globales de precipitaciones.

R. Comprendo. Recuerde que el agua es reciclable, es decir, no desaparece. Si más adelante se utilizaran áreas como grandes granjas, llenas de cosechadores para recoger agua de la atmósfera... podría haber cambios, no lo sé. Es algo que estamos estudiando con algunos climatólogos que trabajan en modelos para ver si afectaría de alguna forma. Pero la atmósfera cambia, por tanto no es mi preocupación en este momento, lo que me preocupa es llevar agua a gente que se muere de sed, es un problema más urgente, pero a largo plazo, dependiendo de la escala, tendremos que pensar en el clima o si hay un impacto.

P. Actualmente el agua es un origen de conflicto entre diferentes pueblos y países, una situación que el cambio climático está agravando...

R. Yo no busco problemas, yo busco soluciones.

P. Lo sé, a eso me refería, sólo decía que su invento podría llegar a reducir esas fricciones...

R. Hay 160 países que importan su agua, por tanto lleva razón. Es un problema, es la próxima frontera en guerras, ¿verdad?

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Yaghi, esta semana en Madrid (FBBVA)


P. ¿Qué hay de las islas, que también necesitan agua potable? ¿Pueden los MOF servir de algo allí?

R. Atrapar agua de atmósferas húmedas es más fácil. Podemos diseñarlos para atrapar agua con humedades de más del 60% por lo que se vuelven muy interesantes por su potencial uso como desaladoras. Es una aplicación en la que nosotros y otros grupos estamos trabajando muy seriamente.

P. Otra de las cosas que quieren mejorar es su coste. Actualmente están hechos de zirconio, un material muy caro, ¿están probando otros materiales?

R. Hemos descubierto el MOF de aluminio y lo hemos probado con la misma configuración. Funciona incluso mejor que el zirconio. Es un candidato muy bueno, es barato... es ideal.

https://www.elconfidencial.com/tecnologia/ciencia/2018-06-15/omar-yaghi-agua-desierto_1578459/