La atmósfera de la Tierra contiene alrededor de 13 billones de toneladas de agua. Esa es una gran cantidad de agua para ayudar a las personas que luchan contra la sequía, la sobrecarga de los ríos y la reducción de los acuíferos.

De hecho, están surgiendo tecnologías que recogen vapor de agua y lo convierten en agua pura y líquida para afrontar los desafíos hídricos mundiales y, para ayudar, industrias como la farmacéutica y la fabricación de semiconductores están invirtiendo dinero en investigación y pruebas piloto.

En la Universidad Estatal de Arizona, expertos en la materia se reunieron recientemente para la segunda Cumbre Internacional sobre Captación de Agua Atmosférica, organizada en colaboración con las Escuelas de Ingeniería.

Si bien el clima de Arizona es conocido por su sequedad, aún existe una cantidad considerable de vapor de agua en el aire. La humedad relativa suele fluctuar entre el 10 % y el 40 %, con niveles más altos durante la noche y en ciertas épocas del año, especialmente de mayo a octubre. Estas condiciones permiten capturar el vapor de agua mediante tecnología desecante, el método más prometedor para climas secos como el de Arizona. Un desecante como el gel de sílice, el que se encuentra en los paquetes de cajas de zapatos y frascos de medicamentos, absorbe la humedad del aire. Máquinas avanzadas utilizan ventiladores para mover el aire a través de desecantes de estructura metalorgánica de última generación y luego liberan el agua recolectada mediante calor solar u otras fuentes de energía.

Gracias a los rápidos avances en la tecnología desecante, en los últimos cuatro años han surgido en Arizona numerosas empresas de captación de agua atmosférica.

Al utilizar la captación de agua atmosférica, básicamente recuperamos parte del agua que se evapora naturalmente de fuentes de agua existentes, como los ríos Salt, Verde y Colorado.

Esto resalta el potencial de la recolección de agua atmosférica como una fuente de agua viable y sostenible, incluso en un clima árido como el de Arizona.

Hoy en día, el costo de la captación de agua atmosférica es inferior a 1$ por galón (1€ por 3,79 litros), lo que ya es más económico que el agua embotellada. Con los avances continuos, los costos podrían reducirse al menos 50 veces en un futuro próximo, convirtiéndola en una fuente de agua viable a gran escala. Las innovaciones en tecnología basada en desecantes están mejorando rápidamente la eficiencia y reduciendo los costos. Un avance importante es que el vapor de agua libera calor al absorberse, lo que puede aprovecharse para reducir el consumo de energía. Al igual que la desalinización oceánica mejoró con mejores membranas y sistemas de recuperación de energía, la captación de agua atmosférica sigue una trayectoria similar.

Actualmente, si bien aún no es práctico para usos a gran escala como el riego, ya es competitivo en costos para aplicaciones de agua ultrapura. Industrias como la fabricación de semiconductores, la producción de baterías y la farmacéutica dependen del agua purificada.

Los expertos proyectan que, dentro de cinco a diez años, la captación de agua atmosférica alcanzará un coste equivalente al del agua municipal, incluso en regiones áridas como Arizona. A medida que los costes sigan bajando y la eficiencia mejore, esta tecnología podría convertirse en una fuente de agua sostenible y fiable tanto para el uso diario como para aplicaciones industriales.

 

Sobre las consecuencias nocivas e indeseadas

Las investigaciones y los estudios de modelado indican que el impacto ambiental general es mínimo. La atmósfera es muy dinámica, y el viento redistribuye constantemente la humedad. Incluso hoy en día, muchos edificios utilizan sistemas de deshumidificación como parte de su sistema de aire acondicionado, eliminando el vapor de agua que simplemente se drena.

Por ejemplo, el estadio de hockey de la Universidad Estatal de Arizona (ASU) utiliza tecnología de deshumidificación basada en desecantes, y si bien afecta el aire interior, los efectos no se extienden más allá del edificio.

Estudios realizados en bases militares donde se utiliza la captación de agua atmosférica han demostrado que los cambios en la temperatura, la humedad y los patrones de viento ocurren solo a pocos metros de los dispositivos. Esto sugiere que, incluso cuando se implementan a gran escala, el impacto permanece muy localizado.

Si se integra estratégicamente en las ciudades, la captación de agua atmosférica podría ofrecer beneficios al reducir la humedad exterior, lo que a su vez podría reducir el estrés térmico general en las zonas urbanas. Esto es especialmente relevante en lugares como Phoenix, donde la humedad excesiva puede contribuir a condiciones incómodas.

Además, el área metropolitana de Phoenix cuenta con una zona de mezcla que se extiende entre 100 y 300 metros sobre el suelo, lo que significa que cualquier reducción localizada de la humedad se compensa rápidamente con la mezcla atmosférica natural. Esto garantiza que el clima en general no se vea afectado, ya que se introduce continuamente nueva humedad.

 

Algún dato sobre la calidad del agua recolectada

El agua del aire es extremadamente pura y prácticamente no contiene sales, en comparación con la desalinización de aguas subterráneas o oceánicas. Sin embargo, el proceso puede capturar algunas sustancias químicas presentes en el aire, en particular compuestos orgánicos volátiles que provienen de prácticamente cualquier olor, como perfumes, productos de limpieza, plantas y aerosoles de cocina.

Afortunadamente, las tecnologías modernas de filtración y purificación ya están abordando estos problemas. Agencias estatales y federales, junto con organizaciones de investigación independientes, están realizando pruebas exhaustivas para garantizar la seguridad y viabilidad a largo plazo del agua atmosférica. En los próximos años, es probable que las pequeñas comunidades que luchan contra la escasez de agua comiencen a adoptar la captación de agua atmosférica como una parte importante de su suministro de agua, no necesariamente como un sustituto, sino como una valiosa fuente complementaria. A medida que la tecnología mejore y los costos disminuyan, este método podría convertirse en una importante solución hídrica sostenible, especialmente para las regiones áridas que carecen de fácil acceso a las fuentes de agua tradicionales.

 

La evolución de esta tecnología

La tecnología de captación de agua atmosférica ya no es solo un concepto emergente; ya se está implementando. Cientos de hogares en Arizona cuentan con sistemas comerciales, algunos de los cuales funcionan con energía solar, mientras que otros son sistemas enchufables diseñados específicamente para agua potable.

Sin embargo, las mayores oportunidades económicas para la adopción a gran escala residen en las aplicaciones de agua ultrapura para la fabricación industrial, la producción de bebidas y las aplicaciones comerciales. A diferencia de las fuentes de agua tradicionales, que requieren una extensa infraestructura de tuberías y distribución, el agua atmosférica puede generarse in situ, lo que reduce los costos y los desafíos logísticos. En esencia, la propia atmósfera actúa como la tubería, suministrando agua donde y cuando se necesita.

Ya han surgido desarrollos emocionantes y notables: el año pasado se crearon al menos seis nuevas empresas. Una de estas startups ha conseguido más de 2 millones de dólares en financiación de capital riesgo, mientras que otra ha empezado a cotizar en el NASDAQ. Estados Unidos lidera actualmente el desarrollo tecnológico, con más de 30 startups emergentes en los últimos años que han conseguido más de 500 millones de dólares en financiación de capital riesgo. El mercado en sí está valorado actualmente en unos 800 millones de dólares anuales y crece a un ritmo estimado del 8-12 % anual.

Esta tecnología está lista para revolucionar el acceso al agua, no solo en regiones áridas como Arizona, sino en todo el mundo. El objetivo es proporcionar agua en el momento oportuno, en el lugar oportuno, con la calidad adecuada y al precio justo, transformando el paradigma global de la sostenibilidad hídrica.