La captación de agua atmosférica (AWH, por sus siglas en inglés) parte de una idea tan simple como práctica: incluso cuando el ambiente parece seco, el aire guarda una “reserva” invisible de humedad. Si se usa el material adecuado, esa humedad puede atraparse y convertirse en agua potable. Durante años, distintos equipos han desarrollado materiales porosos, parecidos a esponjas muy sofisticadas, capaces de absorber moléculas de agua del aire y almacenarlas temporalmente.
El problema no suele estar en “atrapar” el agua, sino en “soltarla”. Es como una toalla que seca de maravilla pero luego te obliga a retorcerte con fuerza para sacar una cantidad aceptable de líquido. En muchos sistemas actuales, el paso de recuperación se apoya en el calor: se calienta el material con el sol para evaporar el agua y luego se condensa en forma líquida. Funciona, sí, pero con una penalización clara: el proceso puede tardar horas y, según el diseño, alargarse todavía más.
En una investigación reciente liderada por Massachusetts Institute of Technology, el foco se desplaza justo a ese cuello de botella: cómo liberar el agua del material de forma rápida, controlable y eficiente.
Un giro de enfoque: sacar el agua “a golpes” en lugar de “cocinarla”
La propuesta del equipo es una alternativa que cambia la lógica del proceso. En vez de esperar a que el calor convenza al agua para marcharse del material, usan ultrasonidos para “sacudir” el líquido y separarlo de los puntos donde queda adherido. La imagen cotidiana sería la de un mantel al que se le han pegado migas: puedes pasarle calor (y esperar) o darle una sacudida bien dirigida para que se desprendan.
La clave está en que el agua, cuando se fija a un sorbente (el material que la absorbe), queda retenida por enlaces relativamente débiles. Con vibraciones a la frecuencia adecuada, esas uniones pueden romperse sin necesidad de elevar la temperatura del conjunto. Es un matiz importante, porque en AWH el material “ideal” para capturar humedad suele ser precisamente el que más se resiste a liberarla: captura mucho, pero lo entrega lento.
Qué significa “ultrasonido” aquí y por qué puede funcionar
Por ultrasonido se entiende un tipo de onda acústica por encima de los 20 kHz, inaudible para las personas. No es magia: es física de vibración. Si alguna vez has visto cómo un altavoz hace temblar un papel apoyado sobre él, ya tienes la intuición básica. Solo que aquí hablamos de frecuencias más altas y de un diseño pensado para actuar sobre la interfaz entre el agua y el material.
El equipo describe el mecanismo como una liberación selectiva: las vibraciones generan presión y movimiento suficientes para despegar moléculas y formar gotas. En lugar de calentar todo el sistema para que el agua pase a vapor, se busca que el agua salga en forma de gotitas, ya en estado líquido, listas para ser recogidas.
La investigación se publicó en Nature Communications, con autoría liderada por Ikra Iftekhar Shuvo y supervisión científica de Svetlana V. Boriskina, entre otros coautores. Como divulgación, la noticia fue difundida por ScienceDaily a partir de materiales institucionales.
El dispositivo: un actuador cerámico y una “salida” para las gotas
La arquitectura del sistema es interesante porque no pretende reinventar los materiales de captación, sino acoplarse a ellos. En el centro hay un actuador: un anillo cerámico plano que vibra cuando recibe voltaje. Alrededor, un segundo anillo incorpora pequeñas boquillas por donde pueden caer las gotas liberadas hacia recipientes de recolección situados arriba y abajo.
Esto tiene un valor práctico: en el mundo real, la captación de agua suele depender de la combinación de material, geometría y condiciones ambientales. Un componente que se pueda añadir como “módulo de extracción” es más fácil de integrar en diseños existentes, sin obligar a cambiar el sorbente cada vez que aparece una mejora mecánica.
También hay una idea de automatización que encaja bien con entornos aislados: el sistema puede alimentarse con una celda solar pequeña. Esa misma celda, en la visión del equipo, podría actuar como sensor indirecto para detectar cuándo el material está suficientemente saturado y conviene activar la vibración. Dicho de forma cotidiana: un funcionamiento tipo lavadora, con ciclos cortos y repetidos, en lugar de un único ciclo largo que te obliga a esperar.
Las pruebas: minutos frente a horas
Para evaluar la propuesta, los investigadores utilizaron materiales de AWH desarrollados previamente y los sometieron a distintos niveles de humedad en una cámara controlada hasta saturarlos. Luego colocaron muestras pequeñas del sorbente sobre el actuador ultrasónico y aplicaron vibración a frecuencias ultrasónicas.
El resultado que destacan es el salto en tiempos: la liberación del agua se produce en cuestión de minutos, frente a los enfoques térmicos que pueden moverse en escalas de decenas de minutos o de varias horas, dependiendo del sistema. Desde el punto de vista de productividad diaria, el matiz es enorme: cuando la extracción tarda mucho, haces pocos ciclos; cuando tarda poco, multiplicas el número de tandas de captación y liberación a lo largo del día.
Energía y eficiencia: la comparación que importa
Al no usar calor, el sistema necesita electricidad. Esa es una de las primeras preguntas razonables: ¿no estaremos cambiando “tiempo” por “energía”? El equipo estima que el método ultrasónico puede ser unas 45 veces más eficiente que la extracción basada en calor solar para el mismo material, al menos en el contexto de sus pruebas.
Traducido a una imagen simple: si el método tradicional es como calentar una habitación entera para secar una taza de agua, el ultrasónico sería como aplicar una herramienta puntual justo donde hace falta para que el agua se desprenda. En ingeniería, esa focalización suele ser sinónimo de menos pérdidas.
La idea de alimentarlo con una energía solar mínima y usar ciclos repetidos también tiene implicaciones prácticas en lugares con infraestructura limitada. No se trata solo de “funciona”, sino de “funciona con lo que hay”: un panel pequeño, una electrónica sencilla y un mecanismo que se active cuando realmente convenga.
Hacia un sistema doméstico: tamaño “ventana” y ciclos continuos
Una de las proyecciones más llamativas del trabajo es el formato: un conjunto sorbente–actuador del tamaño aproximado de una ventana. Ese tamaño sugiere un enfoque doméstico o comunitario a pequeña escala, más cerca de un electrodoméstico que de una planta industrial.
El argumento central es el rendimiento por día. Si un material captura agua durante la noche, pero solo la suelta lentamente durante el día, el balance final puede quedar limitado. Si la extracción se acelera, el sorbente vuelve a estar “vacío” antes y puede capturar otra ronda de humedad. Es el mismo principio que hace eficiente a una cafetera de cápsulas en una oficina: no porque cada café sea gigantesco, sino porque puede repetir la operación rápidamente cuando hay demanda.
Lo que falta por ver: del laboratorio a la vida real
Este tipo de resultados suelen abrir varias preguntas antes de cantar victoria. El rendimiento real dependerá del clima (humedad, temperatura, polvo), de la durabilidad del sorbente, del mantenimiento del módulo ultrasónico y del balance energético completo en escenarios diarios. También importa cómo se gestiona la calidad del agua recolectada en un entorno abierto: los sistemas de AWH suelen requerir filtrado y medidas sanitarias apropiadas para garantizar agua potable de forma consistente.
Aun así, el enfoque tiene una ventaja: no compite con los materiales existentes, sino que intenta hacer más útil lo que ya se ha avanzado. La propia investigación subraya ese carácter complementario, como un accesorio que mejora el “exprimido” sin cambiar la “esponja”.
El trabajo contó con apoyo de MIT Abdul Latif Jameel Water and Food Systems Lab y del MIT-Israel Zuckerman STEM Fund, un detalle que sugiere interés institucional en aplicaciones con impacto social.