El nanomaterial que bebe del aire: cómo una estructura de grafeno puede aliviar la crisis mundial del agua

Unos 13 millones de gigalitros de agua flotan en la atmósfera terrestre, una cantidad descomunal que, sin embargo, sigue fuera del alcance de buena parte de la población. En muchas zonas del planeta, el problema no es que falte el recurso, sino que resulta inaccesible en condiciones seguras para el consumo humano.

La desigual distribución hídrica afecta con más fuerza a áreas rurales, entornos áridos y territorios con infraestructuras obsoletas. Según Naciones Unidas, cerca de 2.200 millones de personas viven sin acceso garantizado a agua potable. A partir de ahí surge una búsqueda constante de soluciones viables que permitan revertir esa escasez estructural.

Un material innovador permite captar agua del aire con una eficacia inédita

En ese contexto, un equipo internacional dirigido por Sir Kostya Novoselov y Rakesh Joshi ha desarrollado un material que puede absorber agua del aire con una eficacia superior a cualquier sistema comercial previo. La investigación, recogida en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, parte de una estructura basada en óxido de grafeno, al que se le han añadido iones de calcio para potenciar la formación de enlaces de hidrógeno. La combinación logra capturar más agua de la que cada componente consigue por separado.

Los ensayos han demostrado que el material es capaz de almacenar más de tres veces su peso en agua y hacerlo a una velocidad considerablemente mayor que otros métodos conocidos. Para optimizar su rendimiento, el equipo lo ha transformado en aerogel, un sólido extremadamente poroso que permite acelerar tanto la absorción como la liberación del líquido. Con apenas 50 grados Celsius, el sistema expulsa el agua retenida sin necesidad de procesos complejos ni consumo energético elevado.

Esa eficiencia no solo se basa en la estructura física del material, sino también en una interacción molecular clave. Según explicaron desde la Universidad de Nueva Gales del Sur, el análisis mediante teoría funcional de la densidad reveló que la inserción de calcio altera la polarización en la superficie del óxido de grafeno. Esa alteración fortalece los enlaces de hidrógeno y mejora la capacidad del material para atraer moléculas de agua.

La coautora Daria Andreeva, del Instituto de Materiales Funcionales Inteligentes de Singapur, explicó que este comportamiento solo requiere una fuente de calor suave para recuperar el agua absorbida, lo que refuerza la viabilidad del sistema: “El único consumo energético necesario consiste en calentar la estructura hasta unos 50 grados para liberar el agua del aerogel”.

Además de los ensayos prácticos, el estudio se apoyó en simulaciones realizadas con el superordenador del Centro Nacional de Computación de Australia. Esa parte del trabajo estuvo coordinada por Amir Karton, profesor de la Universidad de Nueva Inglaterra, que detalló cómo los modelos digitales fueron esenciales para comprender las interacciones moleculares implicadas. En sus palabras, “las simulaciones explicaron las interacciones sinérgicas a nivel molecular, y ahora permiten diseñar sistemas aún mejores para la generación de agua atmosférica”.

El desarrollo busca adaptarse a las condiciones reales de las comunidades más afectadas

El equipo ha comenzado a trabajar con empresas tecnológicas para desarrollar prototipos funcionales que puedan usarse en regiones con alta humedad y escasa disponibilidad de agua potable. Joshi, apuntó que el alcance potencial del invento va más allá de zonas desérticas y se extiende a comunidades sin infraestructuras fiables: “Nuestra tecnología puede aplicarse en cualquier región con suficiente humedad, pero con acceso limitado o nulo a agua limpia y potable”.

Aunque la tecnología aún se encuentra en fase inicial, el avance representa un ejemplo tangible de cooperación científica internacional con impacto social. El director del Centro de Excelencia para Ciencia del Carbono e Innovación de la ARC, Liming Dai, defendió el valor del hallazgo como punto de partida para cambios estructurales: “Lo que hemos hecho es desvelar la base científica del proceso de absorción de humedad y el papel de los enlaces de hidrógeno, lo que ayudará a proporcionar agua potable a gran parte de los 2.200 millones de personas que carecen de ella”.