Tomar el agua de los pozos del aire con WFA

Todo el aire, desde los desiertos áridos hasta las ciudades húmedas, contiene vapor de agua: a nivel mundial, se estima que se han suspendido unos 12 mil 900 kilómetros cúbicos de agua como humedad en el aire que nos rodea, eso es más que toda el agua en el lago Superior, el segundo lago más grande del mundo con 11 mil 600 kilómetros cúbicos, o cinco veces del Lago Victoria, el gran lago de África, a 2 mil 700 kilómetros cúbicos y hasta unas 418 veces el enorme Loch Ness.

Pero no estamos hablando de nubes, ni de lluvia, esta es la humedad en el aire que respiramos, que reaparece como gotas de agua en el lado de una bebida fría, o como el rocío de la mañana en las hojas de hierba y está en curso una carrera tecnológica para cosecharlo como agua potable, si los dispositivos emergentes de “agua desde el aire” o WFA, pueden descifrarlo, podría ayudar mucho a resolver el problema del agua dulce en el mundo.

Para el año 2025, se proyecta que dos tercios de la población mundial, que se encuentra en rápido crecimiento, vivirán en condiciones de estrés hídrico severo, pues ya, 2.1 mil millones de personas viven sin agua potable y los más pobres del mundo reciben una sobrecarga por el agua que saben que no es segura, pero no tienen otra opción que beberla, el agua potable contaminada causa medio millón de muertes por diarrea cada año, mientras que en los países más ricos, que consumen más agua que las naciones más pobres, debido a la agricultura y la industria intensivas, el agua de los acuíferos subterráneos y las cuencas hidrográficas se está agotando más rápido de lo que se está reponiendo.

Aunado a esto, existe el problema de la confianza, ya que los ciudadanos dudan de la calidad del agua que las autoridades les dicen que es segura, en la ciudad de Flint, Michigan, se ha encontrado que el agua del grifo incluye materiales radiactivos, arsénico y plomo, los consumidores de clase media están recurriendo al agua embotellada, por lo que el mercado global de agua embotellada ha crecido un 10% cada año desde 2013, alcanzando los 391 mil millones de litros vendidos en 2017, el equivalente a más de 150 mil piscinas de tamaño olímpico.

Se necesita desesperadamente una fuente viable de agua dulce, fuera de la red, para reducir la enfermedad y la pobreza, y también es muy atractiva para los consumidores más ricos, y es que sacar agua del aire ligero no es un concepto novedoso y es posible que tenga una máquina deshumidificadora en casa que haga precisamente eso, pero el agua que capta no es limpia, no contiene los minerales que necesitamos , y la energía requerida no es realista para cumplir con los requisitos de agua de un hogar, y mucho menos de la comunidad.

Sin embargo, hay varias compañías que adaptan la tecnología del deshumidificador para el agua potable, los deshumidificadores mecánicos contienen bobinas de metal refrigeradas llenas de un gas refrigerante, muy parecido a una nevera o congelador de cocina, que crea un «punto de rocío» artificial, la temperatura a la que el vapor de agua en el aire se satura, pasando de un gas a un líquido, esas pequeñas gotas en el costado de tu bebida helada, el vapor de agua que ingresa a una máquina WFA se condensa en una bobina fría de la misma manera, pero una vez recolectado, se filtra, esteriliza con luz ultravioleta, se mineraliza y se almacena en un tanque de calidad alimenticia listo para beber.

Hay unos 71 sistemas diferentes de WFA probados en el mundo para obtener agua

Roland Wahlgren, un consultor de agua canadiense, mantiene un directorio actualizado de las últimas innovaciones de WFA en su sitio web atmoswater.com, de las 71 compañías activas en su base de datos, 64 están enfocadas en la refrigeración mecánica, lo que la convierte en la tecnología dominante en el mercado, Wahlgren estima que el consumo de energía típico es de alrededor de 0,4 kilovatios por hora por litro, considere la firma sudafricana Water from Air, que fabrica un enfriador de agua WFA para hogares que es capaz de producir 32 litros de agua al día.

La ventaja sobre los enfriadores de agua tradicionales es que no es necesario que reemplace constantemente los barriles de agua de plástico; este sigue reponiéndose de, bueno, el aire fino o la compañía india WaterMaker, que vende una gama de unidades pequeñas a grandes modelos de camiones «ideal para pueblos y comunidades cerradas», sin embargo, existen algunas condiciones importantes para que muchos de estos dispositivos funcionen de la mejor manera posible.

La eficiencia, por ejemplo, a menudo depende de la humedad relativa, la cantidad de agua presente en el aire, como un porcentaje de la cantidad necesaria para alcanzar la saturación, para la mayoría de los dispositivos, esa cifra es superior al 60% para un funcionamiento óptimo, lo cual está bien si vives en Costa Rica, donde la humedad es a menudo del 90% o más, pero no tan buena si vives en Irán, donde puede caer hasta 17%, pero una nueva compañía británica, Requench, ingresará al mercado más tarde este año, con una unidad que literalmente tiene el tamaño de un contenedor de envío y, según los informes, puede funcionar a una humedad relativa de solo 15%. El prototipo produce 2 mil litros por día en condiciones húmedas y no menos de 500 litros, incluso en climas secos.

Otra solución puede provenir de una tecnología WFA completamente diferente, en lugar de serpentines de refrigeración, un material «desecante» absorbe agua del aire como una esponja química, y no necesita energía para hacerlo, dicha tecnología ha surgido recientemente de I+D en productos comerciales, según Wahlgren, «los sistemas desecantes pueden fabricarse con materiales menos costosos, por lo que el precio de la misma capacidad de producción de agua tiene el potencial de ser menor … y puede funcionar con menor humedad que los deshumidificadores mecánicos».

Zero Mass Water fue fundada por Cody Friesen, profesor asociado de ciencias de los materiales en la universidad estatal de Arizona, en 2014, produjo el Source, que utiliza un desecante dentro de un pequeño panel solar en el techo que llama hydropanel, «nuestro desecante se desarrolló dentro de mi grupo de investigación en la universidad», explica Friesen, cuya infancia en el desierto de Arizona le dio una afinidad natural para la conservación del agua, «necesitas algo que absorba agua a una humedad ultra baja, incluso un 5% de humedad, por ejemplo, cuando dejas la tapa del azucarero, se pone un poco grumoso, el azúcar es un desecante natural, pero lo hace muy lentamente, ahora imagine un material de ingeniería que lo haga muy rápido».

Su material es un secreto comercial, pero puede decir que incluye una mezcla de cloruro de litio e iones orgánicos, el panel solar en sí contiene algo de material fotovoltaico, que funciona con un pequeño ventilador para extraer aire a través del sistema, pero es en gran parte térmico solar, que evapora el agua de la esponja química para condensarse y recogerse, no necesita una bobina enfriada para condensarse porque puede usar la temperatura exterior «ambiente», que es más fría que el calor dentro de la energía solar térmica.

Pero existe un enfoque más WFA que requiere cero electricidades, solar o de otro tipo, y está diseñado para las regiones más pobres del mundo, en las zonas rurales de Etiopía, Togo y pronto en Haití, se encuentra la Torre Warka de casi 10 metros de altura, pareciendo a una escultura, un marco de bambú en forma de jarrón gigante que soporta cientos de metros cuadrados de fina malla de poliéster, esta recoge la neblina de la mañana y cae a un tanque subterráneo a través de un sistema de filtración a base de piedra, es el diseño del arquitecto italiano, Arturo Vittori, que tuvo la idea al diseñar una base lunar para la NASA.

«Cuando diseñas para un entorno tan extremo como el espacio exterior, tienes que traer agua de la Tierra y luego reciclar y reutilizar el agua en un sistema cerrado», explica Vittori, «lo mismo sucede en el planeta Tierra: el ciclo del agua lo hace de forma natural para nosotros», una torre Warka, construida en Italia, captura la humedad de las brumas de la mañana, la primera torre Warka se erigió en Etiopía en 2015, cuando llegan las nieblas estacionales, la torre produce agua constantemente, «pero incluso cuando no llueve ni hay niebla, la condensación nocturna todavía ocurre», afirma Vittori, «la capacidad del tanque de agua oscila entre los 1 mil 600 litros y 100 mil litros», la torre fue construida por los aldeanos locales utilizando métodos tradicionales y el bambú que es un material local.

«Ahora en Haití y Togo, estamos experimentando con materiales locales … incluidas hojas de palma», pero la Torre Warka es «un enfoque diferente» de WFA, afirma, «es comprender las tradiciones y materiales locales… Es mucho más que una máquina entregada en la parte trasera de un camión, es energía cero, no hay partes mecánicas, todo es por gravedad, por aire, por viento».

Tal cosecha de rocío, sin embargo, depende de la humedad y la niebla muy altas, Wahlgren sostiene que este enfoque, también conocido como «enfriamiento radiativo», es «extremadamente específico del sitio … solo hay un número limitado de sitios en la Tierra que son adecuados», para esos sitios limitados, el enfoque de Warka es admirable, muy fácil de mantener, utilizando las mismas habilidades materiales locales utilizados para colocarlo, Vittori espera que los artesanos construyan más en las ciudades y pueblos de los alrededores sin su aporte.

El objetivo final es servir a los 2 mil 100 millones de personas que carecen de acceso al agua potable, Warka Towers nunca podría ser una solución por sí mismos, Vittori estima que una sola torre satisface las necesidades de agua de alrededor de 50 personas, por un costo de construcción inicial de 3 mil dólares, para una torre de 5m, una torre más grande, de 25 m de altura, costaría 30 mil dólares y podría abastecer aproximadamente a 250 personas, aunque claramente eso implicaría un cambio significativo en el paisaje.

En las noches más secas, la Torre no agrega agua al tanque de abajo, los refrigerantes y los desecantes, mientras tanto, pueden cosechar agua constantemente a un volumen mucho mayor, pueden no ser de energía cero, pero las soluciones solares como Zero Mass Water pueden ser neutrales a la energía y estar fuera de la red, podrían ser importantes proveedores de agua dulce en el futuro cercano.