España arrastra una sequía desde hace tres años, especialmente en zonas del sur de España como Málaga y en Cataluña, lo que ha llevado a restricciones y a la puesta en marcha de proyectos como la llegada de desaladoras a Barcelona. Los embalses que almacenan el agua para consumo humano y la agricultura se encuentran al 43,2%, según los datos más recientes del Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico. Hacen falta nuevos desarrollos tecnológicos para paliar esta situación, y cada vez son más las alternativas disponibles gracias a inventos que acabarán con la sequía y el agua embotellada, capaces de producir hasta 500 litros al día.

La última novedad llega desde Corea del Sur, donde un equipo de científicos del Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM) ha desarrollado un sistema portátil de captación de humedad, que la recoge del aire y la purifica para producir agua potable. Lo más destacado es su capacidad para hacerlo con un peso de sólo 3 kg, una gran eficiencia energética y una capacidad que duplica la de dispositivos similares mucho más voluminosos. Eso abre la puerta a todo tipo de aplicaciones, desde operaciones militares hasta acampadas o la producción de agua para supervivencia en zonas remotas y montañosas.

"Esta tecnología es un avance significativo porque permite producir agua potable en situaciones de escasez", ha declarado Hyuneui Lim, directora del Centro de Investigación Inspirada en la Naturaleza del KIMM, y una de los líderes de la investigación, en declaraciones recogidas en un comunicado de prensa de la propia institución. "Estamos comprometidos con la creación de un sistema de captación que permita a personas de todo el mundo acceder al agua potable de forma segura, solucionando problemas como las sequías".

Aire convertido en agua

Esta investigación, apoyada por el Instituto Coreano de Industria y Tecnología Medioambientales del Ministerio de Medio Ambiente, se basa en el interés por invertir en tecnología biomimética (es decir, que imita a formas y seres vivos) para gestionar la contaminación ambiental.

Desarrollado de forma independiente a raíz de una investigación de Sunjong Oh, ingeniero del KIMM, el prototipo se ha inspirado en la naturaleza para conseguir una notable mejora de los sistemas anteriores tanto en la eficiencia como en la capacidad de conversión de la humedad del aire en agua potable del dispositivo final.

El sistema portátil funciona bien en entornos de baja temperatura y humedad KIMM Omicrono

Los resultados han sido todo un éxito, como demuestran los certificados de organismos públicos que han evaluado su rendimiento y la seguridad del agua potable que produce. El siguiente paso, una vez transferido el conocimiento a la empresa Puresys, es comercializar la tecnología tanto en forma de cosechadoras portátiles de agua como en dispositivos de gran capacidad para el riego agrícola o para comunidades numerosas.

El sistema se basa en el ciclo de recogida de humedad que ya se ha probado con éxito anteriormente, con cuatro pasos fundamentales: adsorción, desorción, condensación y esterilización. La novedad frente a otros dispositivos que recogen la humedad del ambiente, como los deshumidificadores de tipo refrigerante y los aires acondicionados, es su manera de lograrlo. 

Estos últimos están construidos sobre la base de un condensador, un evaporador y un compresor, que se encarga de evitar la sobresaturación de humedad. Eso implica graves problemas de ruido y peso, además de la contaminación medioambiental producida por el uso de refrigerantes.

Para acabar con estos inconvenientes, científicos de todo el mundo están desarrollando sistemas de captación de humedad que utilizan módulos termoeléctricos, dispositivos capaces de convertir energía térmica en energía eléctrica y viceversa. Sin embargo, su desventaja hasta ahora era su eficiencia energética, mucho menor que las de los equipos que sí usan compresor.

Más eficaz que otros métodos

Los ingenieros coreanos han conseguido mejorar esa eficiencia y duplicar la capacidad de recogida de humedad con su dispositivo en gran parte utilizando la superficie de calentamiento del módulo termoeléctrico como placa de absorción de humedad. Esta luego se transfiere a la placa de condensación en el modo de calentamiento, aumentando así la eficacia de la recogida de humedad, aunque no precisan la cantidad de litros de agua que puede producir al día.

La energía térmica de alta temperatura generada por la superficie de calentamiento se utiliza para desorber la humedad, y eso contribuye a reducir la emisión de aire caliente de la superficie de calentamiento. De esta manera, además de aumentar su capacidad producción de agua, el módulo termoeléctrico no necesita energía durante el proceso de absorción de la humedad.

El prototipo de cosechador de agua con forma de mochila KIMM Omicrono

Así, uno sólo de estos módulos puede encargarse de la absorción de agua, la condensación y la esterilización. Eso reduce considerablemente el tamaño y el peso del dispositivo, hasta el punto de que los investigadores lo han integrado en una mochila de tamaño estándar.

El otro componente clave de este nuevo equipo de conversión de humedad del aire en agua potable es un filtro ecológico fabricado con diatomita (un tipo de alga fosilizada) y polímero biodegradable. Además, el filtro se puede personalizar en tamaño, grosor, forma y número de capas, lo que lo permite desarrollar diferentes aplicaciones específicas.

Gracias a esta pieza, que se descompone de forma natural y no deja residuos, el sistema de purificación puede eliminar por completo sustancias potencialmente nocivas como los iones de metales pesados o los microplásticos.

Las bacterias que suelen aparecer en la superficie de las aletas de refrigeración de dispositivos similares, donde se condensa la humedad, se esterilizan en un sólo minuto calentándolas a 80 ºC. Eso permite mejorar la seguridad y garantiza la estabilidad del agua purificada.

"El sistema de recogida de humedad recién desarrollado es una tecnología híbrida que integra los principios de los sistemas convencionales de condensación y absorción de humedad", resume el propio Sunjong Oh. "Presenta un enfoque sostenible que minimiza el consumo de energía y utiliza materiales ecológicos", concluye.