Ingenieros del MIT desarrollaron un dispositivo ultrasónico que vibra a alta frecuencia. Al colocar un material absorbente (“sorbente”) sobre el dispositivo, las ondas ultrasónicas sacuden las moléculas de agua y las liberan en minutos.

• Agua potable a partir del aire, incluso en zonas áridas.
• Ultrasonidos para extraer agua en minutos, no en horas.
• Ahorro energético muy por encima de las tecnologías térmicas clásicas.
• Dispositivo compacto, compatible con placas solares pequeñas.
• Potencial clave para comunidades rurales y zonas con estrés hídrico extremo.

Dispositivo ultrasónico que acelera drásticamente la obtención de agua del aire

La atmósfera está llena de agua. Incluso sobre un desierto, siempre hay algo de humedad flotando en forma de vapor. El gran reto no es solo capturarla, sino liberarla rápido y con poca energía para convertirla en agua potable utilizable cada día.

En los últimos años se han desarrollado materiales “esponjosos” (sorbentes, hidrogeles, estructuras porosas avanzadas) capaces de atrapar moléculas de agua del aire. Este enfoque, conocido como captura atmosférica de agua o atmospheric water harvesting (AWH), se ve cada vez más como un complemento a la desalinización y a las redes de agua convencionales, especialmente en regiones sin ríos, lagos ni acceso sencillo a agua salada.

El problema es que casi todos estos sistemas se apoyan en el calor: el sol calienta el material, el agua se evapora poco a poco y después se condensa en forma de gotas. Un ciclo lento, que puede tardar muchas horas en completarse. En un mundo con 2,2 mil millones de personas sin acceso seguro a agua potable, perder medio día en cada ciclo es un lujo que muchas comunidades no pueden permitirse.

El nuevo dispositivo del MIT se mete justo ahí, en el cuello de botella: no cambia la forma de capturar el agua, sino la forma de sacarla del material. En lugar de calentar, hace vibrar el sistema con ondas ultrasónicas, como si el agua “bailara” hasta desprenderse del sorbente.

Horas muy valiosas

El grupo de Svetlana Boriskina en el MIT lleva años trabajando con materiales que interactúan con la luz, el calor y el sonido de formas poco convencionales. Dentro de esa línea, su equipo se interesó por tecnologías AWH que pudieran funcionar en condiciones muy secas, donde las opciones tradicionales (pozos más profundos, trasvases, desalinización) resultan caras, frágiles o directamente inviables.

Los diseños AWH más extendidos siguen un patrón muy rígido:

• por la noche, el material absorbe humedad,
• durante el día, el sol calienta el sistema,
• el agua se evapora y se condensa en un colector.

Ese esquema de una sola carga y descarga al día limita la producción, incluso si el material es muy bueno capturando agua. Es como tener una esponja magnífica pero poder escurrirla solo una vez cada 24 horas.

Los estudios de potencial global muestran que, si estos dispositivos funcionaran en ciclos continuos y con mayor rendimiento, podrían llegar a cubrir las necesidades de agua de bebida de hasta mil millones de personas, especialmente en regiones tropicales con alta humedad pero infraestructuras precarias.

Ahí entra la propuesta ultrasónica: en lugar de depender del ciclo día-noche y de la intensidad del sol, el sistema de Boriskina y su equipo desacopla la fase de captura de la fase de liberación. El material sigue absorbiendo agua del aire como antes, pero el “escurrido” no depende de la radiación solar sino de un pequeño actuador ultrasónico que, con muy poca energía, libera el agua en cuestión de minutos.

El resultado es que, en un mismo día, el mismo panel sorbente podría pasar por varios ciclos de captación y extracción, aumentando significativamente la cantidad de agua producida sin necesidad de grandes superficies ni instalaciones complejas. Para una comunidad rural o un refugio humanitario, eso no es un detalle: son litros extra de agua cuando más falta hace.

El baile del agua

Los ultrasonidos son ondas de presión con frecuencias superiores a 20 kilohercios, es decir, más de 20.000 ciclos por segundo. El oído humano no los percibe, pero muchos sistemas técnicos –desde ecógrafos a sensores industriales– se apoyan en ellos.

En este proyecto, el equipo de Ikra Shuvo ha diseñado un pequeño actuador basado en un anillo cerámico piezoeléctrico. Cuando se aplica voltaje, el anillo vibra a frecuencias ultrasónicas. Sobre él se coloca el sorbente cargado de agua y, alrededor, una estructura con microboquillas por donde las gotas liberadas caen hacia recipientes de recogida.

La clave está en la escala microscópica:

• las moléculas de agua están unidas al material por enlaces relativamente débiles,
• las vibraciones ultrasónicas generan una especie de “sacudida dirigida” que rompe esos enlaces sin necesidad de calentar todo el sistema,
• las moléculas se reorganizan, ganan momento y acaban expulsadas en forma de gotas visibles.

Los ensayos de laboratorio con pequeñas muestras ya saturadas de humedad muestran que el dispositivo es capaz de secar completamente el material en pocos minutos, mientras que el mismo sorbente, liberando agua solo con calor, necesitaría decenas de minutos o incluso horas. La comparación energética es aún más interesante: la extracción por vibración mecánica alcanza una eficiencia unas 45 veces mayor que la evaporación térmica, situándose incluso por debajo de la energía asociada al calor de evaporación del agua, algo que hasta hace poco se consideraba el límite físico de este tipo de procesos.

Dicho en llano: el dispositivo no solo va más rápido, sino que consume mucha menos energía por litro de agua extraída. Y eso abre un abanico de posibilidades que van bastante más allá de un simple experimento de laboratorio.

Más allá del laboratorio: integración con renovables y otros sistemas de agua

Este tipo de extracción ultrasónica no compite en vacío. Llega a un ecosistema donde ya existen soluciones de generación de agua a partir del aire, como los equipos comerciales que enfrían el aire para condensar humedad (por ejemplo, los sistemas de la empresa Watergen) o los dispositivos basados en materiales avanzados como los marcos metal-orgánicos (MOF), que han ganado peso en los últimos años.

La diferencia es el enfoque energético:

• los condensadores activos que enfrían el aire suelen requerir mucha electricidad por litro de agua, lo que limita su uso en zonas rurales sin red eléctrica fiable,
• los dispositivos basados en materiales sorbentes y calor solar son más frugales, pero lentos,
• el sistema del MIT propone una vía intermedia: sorbentes eficientes + extracción ultrasónica, alimentados por una pequeña placa solar o una batería de baja potencia.

En paralelo, otro equipo del MIT ha demostrado un dispositivo pasivo del tamaño de una ventana capaz de producir agua potable en lugares tan extremos como el Valle de la Muerte, utilizando hidrogeles que absorben agua y la liberan de forma rítmica con la ayuda del sol y una arquitectura tipo “burbuja negra”.

La propuesta ultrasónica se podría acoplar a este tipo de soluciones:

• paneles de hidrogel o sorbentes que capturan agua continuamente,
• actuadores ultrasónicos que, cuando un sensor detecta saturación, activan un breve “ciclo de baile” para extraer el agua,
• energía procedente de pequeñas células fotovoltaicas, integradas en la propia estructura.

Nada de plantas gigantescas ni tuberías interminables: sistemas modulares, de escala doméstica o comunitaria, que se puedan instalar en fachadas, azoteas o pequeñas torres de captación.

Retos reales: materiales, mantenimiento y coste

Por prometedor que suene, el camino hacia un despliegue masivo de esta tecnología no está libre de obstáculos. Los principales retos pasan por:

• Durabilidad de los sorbentes: muchos materiales pierden capacidad con los ciclos, se ensucian o se degradan con contaminantes del aire. Hacen falta formulaciones robustas y reciclables.
• Fiabilidad mecánica: el actuador ultrasónico tendrá que soportar miles de ciclos diarios durante años, en ambientes con polvo, arena o niebla salina. La ingeniería de detalle aquí manda.
• Coste total del sistema: no basta con que el prototipo sea eficiente; debe ser asequible para comunidades con pocos recursos, y su mantenimiento no puede depender de personal altamente especializado.
• Calidad del agua: aunque el agua atmosférica suele ser muy pura, siempre habrá que considerar partículas, contaminantes gaseosos o biológicos, e integrar filtros y etapas de potabilización sencillas cuando sea necesario.

Al mismo tiempo, los avances en materiales sorbentes –desde hidrogeles complejos hasta MOF de última generación– muestran que el campo se está moviendo rápido, con soluciones cada vez más específicas para distintos rangos de humedad, climas y necesidades.

Potencial para un futuro más sostenible

En el contexto de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, esta línea de investigación se cruza de lleno con el ODS 6 (agua limpia y saneamiento) y el ODS 13 (acción por el clima). La idea de poder generar agua potable de forma distribuida, con dispositivos compactos, de bajo consumo y fáciles de mantener tiene implicaciones muy concretas:

• Refuerza la resiliencia local: escuelas rurales, pequeños centros de salud o refugios climáticos podrían disponer de agua de emergencia sin depender completamente de infraestructuras lejanas.
• Complementa otras soluciones: no sustituye a la recogida de lluvia, la gestión eficiente del riego o la protección de acuíferos, pero añade una capa más al “mix hídrico” de una comunidad.
• Reduce vulnerabilidad ante sequías extremas: cuando los embalses bajan a mínimos y los pozos se salinizan, la humedad atmosférica sigue allí. Menor, pero presente. Tener una tecnología capaz de aprovecharla con buena eficiencia energética marca la diferencia.

En paralelo, ciudades y regiones pueden integrar este tipo de sistemas en estrategias de adaptación climática, por ejemplo:

• incorporándolos a edificios públicos en zonas secas,
• destinándolos a puntos críticos (hospitales, centros de coordinación de emergencias),
• combinándolos con instalaciones fotovoltaicas ya existentes.

El dispositivo ultrasónico del MIT no es, todavía, un producto listo para instalar en cualquier tejado. Pero demuestra algo importante: la eficiencia teórica de la captura de agua del aire se puede empujar mucho más allá de lo que marcaban las tecnologías térmicas clásicas. Y eso cambia el juego.

Si en los próximos años se consigue abaratar los materiales, robustecer los actuadores y diseñar sistemas pensados para fabricación en masa y mantenimiento sencillo, esta tecnología podría convertirse en una pieza discreta pero clave de un futuro más sostenible: hogares y comunidades capaces de producir parte de su propia agua, con muy poca energía y casi sin impacto directo sobre ríos, mares y acuíferos. Al final, de eso va todo esto: de vivir mejor, sin seguir exprimiendo un planeta que ya está al límite.

Vía MIT News | Massachusetts Institute of Technology

Más información: «High-efficiency atmospheric water harvesting enabled by ultrasonic extraction», Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-65586-2