Obtener agua del aire

La recuperación de agua del aire podría suponer una alternativa en situaciones de escasez extrema de recursos hídricos y de dificultades para el suministro. La naturaleza muestra ejemplos de obtención del agua del aire que han servido de inspiración para desarrollar materiales capaces de recuperar la humedad ambiente o el agua evaporada en torres de refrigeración.

[Grupo de Procesos y Sistemas de Ingeniería Ambiental, Universidad Autónoma de Madrid]

La atmósfera juega un papel fundamental en el ciclo del agua, permitiendo que ésta pueda pasar de los mares a las zonas continentales en forma de precipitaciones. Ancestralmente la vista se levanta al cielo en busca de indicios de nubes y lluvia cuando los suministros de agua escasean. Sin embargo, las precipitaciones son sólo una fracción de la inmensa cantidad de agua que almacena la atmósfera. Se estima que la atmósfera contiene en torno a 11.500 km³ de agua, lo que supone aproximadamente un 0,04% sobre el agua dulce total en la tierra. La concentración del agua en la atmósfera es muy variable según región, época del año y altura, con una concentración media del 0,4% que puede alcanzar del 1 al 4% en la superficie de la tierra.

La magnitud de los recursos hídricos existentes en la atmósfera no han escapado de la atención de científicos, visionarios y escritores. Algunas películas y libros de culto como Star Wars y Dune ponen en escena equipos que permiten condensar la humedad del aire para el riego de cosechas en el desierto (Figura 1), o trajes que permiten la supervivencia en entornos sin agua condensando la humedad evaporada por el cuerpo y la respiración (Figura 2).

La superficie del cuerpo del escarabajo del Desierto de Namib ha servido de inspiración para el desarrollo de materiales sintéticos que imitan su funcionamiento y que colocados a modo de paneles sobre las viviendas podrían servir para recoger agua y aumentar su disponibilidad en zonas áridas. La UNEP (United Nations Environment Programme) ha reconocido la idea entre las “Nature’s 100 Best” que podrían contribuir en el siglo XXI a una economía más sostenible. Un equipo de la Universidad de Oxford y la empresa Británica de investigación para la defensa QuinetiQ han diseñado una superficie que imita las protuberancias y las partes bajas que atraen el agua de las placas de las alas del escarabajo y que permiten al insecto recolectar gotas de agua que son más delgadas que un cabello humano. Las pruebas realizadas muestran la posibilidad de obtener agua del ambiente o de torres de enfriamiento. En Estados Unidos un programa con subvención oficial estudia el desarrollo de carpas que puedan servir de sistema de repueración de agua de la humedad ambiente.

Lo cierto es que obtener agua del aire por condensación no es fácil, pues requiere de un consumo energético considerable y del desarrollo de materiales muy específicos y duraderos que faciliten la condensación. Sin embargo, en determinadas situaciones puede pasar a convertirse en una alternativa factible. Así por ejemplo, el ejército estadounidense en las campañas militares llego a asumir costes de hasta 30 dólares por galón en la logística de transporte de agua a las tropas, por lo que estableció un contrato con la empresa Aqua Sciences para el desarrollo de equipos móviles autónomos que puedan obtener agua de la humedad de la atmósfera. AquaSciences dispone de equipos capaces de producir 12.000 galones diarios de agua a un coste de unos 30 céntimos de dólar por galón (Figura 4)

Esquema del condensador de humedad accionado por energía eólica de Eole Water.

Tabla 1. Equipos de condensación de humedad accionados por energía eólica y producción de agua en función de las propiedades del aire 

Figura 1. “GX-8 moisture vaporator” en Star Wars

Figura 2. Trajes “stillsuit” para la recuperación de humedad en Dune.

Sea o no descabellada la idea de obtener agua del aire, lo cierto es que como suele ocurrir la naturaleza la desarrolló primero y existen animales, como el escarabajo del Desierto de Namib (Figura 3), que consiguen el agua para su supervivencia mediante la condensación de la humedad ambiente. Este animal aprovecha el amanecer, momento en el que la humedad relativa es máxima, para beber las gotas de rocío formadas sobre su cuerpo. El fenómeno está favorecido por la “sabia” combinación de materiales hidrófilos e hidrófobos y protuberancias que forman su exoesqueleto.

Figura 3. Escarabajo del Desierto de Namib.

La superficie del cuerpo del escarabajo del Desierto de Namib ha servido de inspiración para el desarrollo de materiales sintéticos que imitan su funcionamiento y que colocados a modo de paneles sobre las viviendas podrían servir para recoger agua y aumentar su disponibilidad en zonas áridas. La UNEP (United Nations Environment Programme) ha reconocido la idea entre las “Nature’s 100 Best” que podrían contribuir en el siglo XXI a una economía más sostenible. Un equipo de la Universidad de Oxford y la empresa Británica de investigación para la defensa QuinetiQ han diseñado una superficie que imita las protuberancias y las partes bajas que atraen el agua de las placas de las alas del escarabajo y que permiten al insecto recolectar gotas de agua que son más delgadas que un cabello humano. Las pruebas realizadas muestran la posibilidad de obtener agua del ambiente o de torres de enfriamiento. En Estados Unidos un programa con subvención oficial estudia el desarrollo de carpas que puedan servir de sistema de repueración de agua de la humedad ambiente.

Lo cierto es que obtener agua del aire por condensación no es fácil, pues requiere de un consumo energético considerable y del desarrollo de materiales muy específicos y duraderos que faciliten la condensación. Sin embargo, en determinadas situaciones puede pasar a convertirse en una alternativa factible. Así por ejemplo, el ejército estadounidense en las campañas militares llego a asumir costes de hasta 30 dólares por galón en la logística de transporte de agua a las tropas, por lo que estableció un contrato con la empresa Aqua Sciences para el desarrollo de equipos móviles autónomos que puedan obtener agua de la humedad de la atmósfera. AquaSciences dispone de equipos capaces de producir 12.000 galones diarios de agua a un coste de unos 30 céntimos de dólar por galón (Figura 4).

Figura 4. Equipo móvil de Aqua Sciences para la obtención de agua de la humedad de la atmósfera.

En situaciones más comunes de baja disponibilidad de agua, como puedan ser zonas desérticas y aisladas, el propio suministro de la energía para la operación de los equipos de obtención de agua a partir de la humedad ambiente puede suponer un importante problema. Alternativas como la desarrollada por la empresa Eole Water combinan la obtención de energía y de agua del aire. El dispositivo desarrollado (Figura 5) consiste en un aerogenerador que alimenta una máquina frigorífica que efectúa la condensación de la humedad del aire. En función del tamaño del equipo y de las condiciones del aire se comercializan unidades capaces de producir más de 33 m³ de agua diarios (Tabla 1).

Figura 5. Esquema del condensador de humedad accionado por energía eólica de Eole Water.

Tabla 1. Equipos de condensación de humedad accionados por energía eólica y producción de agua en función de las propiedades del aire.