El material que creará agua del aire

En dos años, el MOF, un material que funciona como una esponja, podría capturar moléculas de H2O de la atmósfera y convertirlos en agua potable, todo ello de forma limpia.

Crear agua en pleno desierto. Suena a milagro, pero en realidad es ciencia básica. Y no vendrá de la mano de un santero, sino de un químico. Su nombre es Omar Yaghi, científico de origen jordano formado en EE UU y que está a un paso de lograrlo. «De tres a cinco años. Tres, siendo optimistas. Pero en dos, ya veremos enormes progresos», afirmaba ayer. Su campo de trabajo es la ciencia de los materiales. No es de las áreas que acaparan grandes titulares ni de las que generan una enorme expectación en la sociedad. Sin embargo, investigadores como Yaghi pueden cambiar el mundo. Así lo ha estimado el jurado del Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en la categoría de Ciencias Básicas, que ha reconocido su «trabajo pionero en la concepción y síntesis de nuevos materiales cristalinos» con un «gran impacto en la ciencia y en la ingeniería»: los MOFs y los COFs.

¿A qué responden estas siglas? Fascinado desde niño por los dibujos de estructuras de las moléculas –«eran componentes de las cosas que no podemos ver con nuestros ojos», afirma–, Yaghi, doctorado en Química por la Universidad de Illinois, sintetizó a mediados de los noventa materiales sólidos cristalinos hasta obtener el MOF, que son las siglas, en castellano, de «marcos orgánicos de metal». Ya en 2007, obtuvo otro hito creando el COF, que responde a «marcos orgánicos covalentes». Mientras que el MOF es un material híbrido metal-orgánico, el COF es puramente orgánico. Pero en ambos casos se trata de materiales que son como «esponjas cristalinas» a escala molecular, muy porosos, cuyo interior está formado de celdas. Es esa porosidad la que les otorga una gran capacidad de absorber otros compuestos. Además, por su estructura, las celdas se adaptan fácilmente al compuesto que se desea atrapar. De hecho, un solo gramo de MOF, desplegado, y sin poros, podría cubrir hasta 60 campos de tenis. Con Yaghi nació la era de lo que él ha denominado «química reticular»: unir bloques moleculares para crear un material marco.

Y es ahora cuando vamos a comenzar a ver como toda esta investigación se traduce en resultados. «Es un sueño hecho realidad. Nos sentimos como niños en una tienda de caramelos», afirmó ayer el químico durante una videoconferencia en la sede de la Fundación BBVA. La primera aplicación podría paliar «el problema del agua, que afecta a un tercio de la población mundial». En esencia, y como ya han demostrado en el laboratorio, el MOF puede «atrapar» moléculas de agua de la atmósfera, incluso en zonas desérticas y ambientes con menos de un 20% de humedad, y producir agua líquida.

¿Cómo puede hacerse? Como explica Yaghi, «hay miles de millones de litros de agua en la atmósfera. Y es muy difícil atraparla: esta muy aferrada y se requiere una cantidad de energía tal que no es viable económicamente». Sin embargo, ya han creado el dispositivo que puede hacerlo a bajo coste. Se trata de una lámina de MOF situada en una cámara, entre una placa de condensación y un colector solar térmico. Durante la noche, la cámara se mantiene abierta y los poros del COF captan las moléculas de agua que se encuentran en el aire; durante el día, el colector se sirve de la luz solar para calentar las moléculas y generar agua líquida, que es recogida por el condensador. «No requiere energía, sólo radiación solar. Es un progreso enorme. Y el prototipo funciona», asegura el químico.

En breve lo probarán en pleno desierto. Y en dos años tendremos buenas noticias. No sólo para los países donde la sed es causa común de mortandad, sino también en «países del mediterráneo», como España, «donde hay carencia de agua»; o incluso en zonas de alta humedad «en las que, sin embargo, hay problemas de contaminación». De momento, cientos de laboratorios están trabajando en este esperanzador material. También cientos de empresas a nivel mundial que se han lanzado a investigar en esta dirección. «Ya hay más de 60.000 clases de MOF» diferentes desarrollados a lo largo y ancho de todo el mundo.

Eliminar el cO2

No sería el único avance. Aunque Yaghi reconoce que se trata de una aplicación más a largo plazo, también han demostrado que el COF, gracias a este mismo proceso de «atrapar» los compuestos a través de los poros, es capaz de capturar el dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera. Así, podrían paliarse los efectos del calentamiento global. Teniendo en cuenta que otros dispositivos que han intentado llevarlo a cabo con anterioridad emplean compuestos tóxicos, la invención de Yaghi sería «el mejor material para lograrlo». Una vez extraído de los poros, «el CO2 podría ser convertido en combustible o ser bombearlo a lugares lejanos, muy lejos de la atmósfera». Sin embargo, el proceso entraña no pocas dificultades, pues aquí «habría que separar el dióxido de carbono de otros gases, incluido el agua». El MOF no está preparado para hacerlo posible... a escala industrial. Porque en el laboratorio ya ha arrojado resultados positivos. Con todo, «no me atrevo a predecir el tiempo que tardaremos en aplicarlo».

El material poroso tendría una tercera aplicación: como «almacén» de hidrógeno mucho más manejable y menos voluminoso. En un futuro, podría desarrollarse así un futuro combustible limpio para vehículos basado en el hidrógeno.

Ahora bien, todos estos proyectos y esperanzas pueden quedarse en papel mojado si no hay un apoyo político y empresarial detrás. «Todo es muy prometedor y hemos dado un gran paso adelante. Los materiales nos están brindado soluciones que no existían a problemas muy importantes. El material ya está ahí. Pero para desplegarlo a grandes niveles, y de manera factible en lo económico, necesitamos la ayuda de los Gobiernos».