Sostenibilidad
Cómo el Agua del Aire Podría Redefinir la Seguridad Hídrica
La infraestructura de servicios públicos como la energía eléctrica y la energía en general está avanzando progresivamente de un modelo centralizado (una gran central eléctrica, decenas de miles de clientes) a uno descentralizado, donde tecnologías como la fotovoltaica y pequeñas turbinas eólicas ayudan a los pequeños productores a tomar en sus propias manos la independencia energética.
Un proceso similar podría ocurrir con el agua, ya que la producción de agua a partir de la humedad atmosférica se está convirtiendo en una opción cada vez más viable económicamente. Esto no reemplazará los sistemas municipales para grandes ciudades, pero podría cambiar radicalmente la ecuación de la seguridad hídrica, especialmente en áreas remotas o países en desarrollo, de la misma manera que la producción descentralizada de electricidad con paneles solares lo hizo. Por lo tanto, se convierte en una tecnología complementaria más creíble para el suministro de agua resiliente, fuera de la red y integrado en edificios.
El potencial de esta tecnología fue analizado recientemente en un estudio realizado por investigadores de la BRAC University (Bangladesh) y la Swinburne University of Technology (Australia). Publicaron sus hallazgos en Applied Thermal Engineering1, bajo el título “From air to water: science, technology, and future of atmospheric water harvesting (AWH)”.
¿Agua del Aire?
En general, el agua dulce es un recurso escaso en la Tierra, con la inmensa mayoría del agua atrapada en los océanos en forma de agua de mar, y la mayor parte del agua dulce atrapada en glaciares, principalmente sobre Groenlandia y la Antártida.
Fuente: OpenEdu
Este problema es, por supuesto, más agudo en regiones desérticas y áridas, pero no solo allí.
“La escasez de agua no es solo un problema en regiones áridas; incluso las áreas ricas en agua están experimentando escasez estacional debido a una mala gestión del agua y variaciones climáticas. Se espera que la situación empeore por el cambio climático, el crecimiento poblacional, la expansión industrial y la sobreexplotación de aguas subterráneas.”
Actualmente, más de 1.600 millones de personas viven en ciudades que enfrentan escasez de agua, y se espera que ese número se duplique en las próximas tres décadas, ya que la contaminación y la sobreexplotación de los recursos de aguas subterráneas lo hacen insostenible.
“Regiones como India, Oriente Medio, el norte de África y partes de los Estados Unidos están presenciando alarmantes disminuciones en los niveles de aguas subterráneas debido al uso excesivo. En muchos casos, los acuíferos no pueden recuperarse, lo que lleva a una pérdida permanente de agua dulce.”
La desalación del agua es una opción para regiones costeras, pero es un proceso muy intensivo en energía que también puede dañar los ecosistemas marinos. Algunas innovaciones en torno a energía solar y co-generación de hidrógeno con agua dulce podrían ayudar, pero sigue siendo un trabajo en progreso.
El agua desalinizada también suele retener concentraciones de boro, cloruro y sodio que pueden superar los niveles de tolerancia de los cultivos para la agricultura. Además, la desalación es necesariamente un proceso muy centralizado y con una infraestructura pesada.
Fuente: Applied Thermal Engineering
Por eso la Generación de Agua Atmosférica (AWG) se considera, en cambio, una tecnología que extrae la humedad del aire y la convierte en agua utilizable, ya que el agua atmosférica ya es agua dulce.
No se trata de una tecnología completamente nueva, ya que civilizaciones en regiones áridas utilizaban métodos rudimentarios como la recolección de rocío, la captura de niebla y técnicas de condensación pasiva. También existen métodos basados en compresión y electricidad, aunque no se han desplegado eficazmente a gran escala. Pero están surgiendo nuevos métodos.
En conjunto, esta tecnología no está limitada por la geografía ni por fuentes de agua existentes, lo que la hace ideal para:
- Regiones desérticas donde la lluvia es escasa.
- Comunidades aisladas sin infraestructura de agua.
- Zonas afectadas por desastres donde el suministro de agua ha sido interrumpido.
¿Cómo Funciona la Captación de Agua Atmosférica?
La Captación de Agua Atmosférica (AWH) opera principalmente a través de dos mecanismos: condensación basada en enfriamiento y extracción de agua basada en sorción.
Métodos basados en condensación son similares a cómo funciona una bomba de calor, excepto que el foco del diseño está en maximizar la condensación del agua:
“El aire ambiente húmedo se enfría a una temperatura por debajo de su punto de rocío, lo que hace que el vapor de agua se condense en gotas líquidas sobre una superficie enfriada, que luego se recogen como agua potable.”
Fuente: Applied Thermal Engineering
En extracción de agua basada en sorción, se utilizan materiales desecantes que capturan el vapor, y el agua se libera mediante fluctuaciones naturales de temperatura.
Entre otros sistemas también pueden mencionarse la Recolección de Rocío Radiativo, donde paneles especializados facilitan la condensación del agua mediante enfriamiento radiativo pasivo, y la Captación de Niebla que utiliza estructuras con mallas para capturar y coalescer gotas de agua suspendidas en la niebla.
La sorción, la radiación y la captación de niebla son métodos pasivos que explotan fenómenos naturales como la radiación solar directa o los gradientes térmicos y no requieren energía de alto nivel.
También existen sistemas híbridos, que combinan métodos pasivos con ciclos activos de Compresión de Vapor (VCRC) o enfriamiento termoeléctrico.
Lo Que Encontró el Estudio
Primero, el estudio analizó el potencial geográfico de AWH, encontrando que la concentración de humedad puede variar desde fracciones de un gramo de agua en regiones polares hasta decenas de gramos por metro cúbico en climas cálidos y húmedos.
Sin embargo, la humedad relativa por sí sola es insuficiente y no es la única métrica determinante, especialmente para sistemas pasivos. La temperatura, el contenido absoluto de humedad, la disponibilidad solar y los costos locales de energía determinan la viabilidad técnica y económica del sistema AWH.
El costo del propio sistema también puede ser un factor determinante para las tasas de adopción, especialmente en regiones con escaso acceso a capital.
Captación de Agua por Sorción
Los sistemas basados en sorción utilizan ciertos materiales, como gel de sílice, zeolitas y marcos metal-orgánicos (MOFs), que pueden absorber eficientemente el vapor de agua del aire incluso en condiciones de baja humedad.
Al ser más rentables y energéticamente eficientes que el método basado en condensación, la sorción dio nuevo impulso al concepto de captación de agua atmosférica.
Fuente: Applied Thermal Engineering
Las iteraciones modernas de estos sistemas ahora incorporan mecanismos de suministro de aire a alta temperatura capaces de alcanzar hasta 128 °C mediante colectores de tubo de vacío de doble extremo, asegurando una regeneración eficiente del desecante incluso bajo irradiancia solar errática. Algunos diseños alcanzaron rendimientos de 4,40 L/día a un costo reducido de 0,092 $/L.
“Redes poliméricas núcleo-corteza hidratables, que podrían cosechar 6,5 litros de agua por kilogramo de material al día bajo luz solar, incluso en condiciones de baja humedad.”
La naturaleza pasiva de estos sistemas, que pueden ser alimentados completamente con energía solar, facilita su despliegue, especialmente porque también requieren bajo mantenimiento y pocas habilidades técnicas.
Medir la Contaminación es Crucial
Al igual que con cualquier fuente de agua, asegurar que no ocurra contaminación bacteriana es importante. Pero como el agua se cosecha del aire, también se pueden capturar contaminantes del aire.
Esto es especialmente un problema para la absorción de compuestos orgánicos volátiles (COV). Aquí, la sorción basada en sal (SAWH) logra una calidad de agua superior con concentraciones de COV significativamente más bajas que los generadores de agua atmosférica tradicionales basados en condensación (AWG).
Otros metales potenciales, contaminantes disueltos y contaminaciones derivadas del propio sistema también deben medirse y monitorearse para que el sistema de captación de agua sea confiable y se utilice de forma segura a gran escala.
Adoptar un Enfoque Integrado
Un sistema híbrido también puede integrar materiales de cambio de fase (PCM) para mejorar la gestión térmica y la estabilidad operativa. Los PCM pueden almacenar el exceso de energía térmica durante períodos de alta radiación solar y liberarla durante períodos de baja radiación, permitiendo una operación prolongada y una mejor utilización de la energía.
Por ejemplo, un sistema logró un rendimiento máximo de agua de 4,25 L/día y un costo de producción de aproximadamente 0,11 $/L.
Los autores del estudio recomiendan un enfoque más holístico que centrarse en una tecnología específica.
Por ejemplo, especialmente en regiones más desarrolladas, al extraer humedad del aire de admisión o del aire recirculado, los sistemas AWH pueden actuar como módulos activos de deshumidificación, lo que reduce sustancialmente la carga de calor latente en los sistemas principales de aire acondicionado. Al hacerlo, no solo producen agua dulce, sino que también reducen el consumo energético de los sistemas HVAC.
Esta salida dual puede mejorar drásticamente el Costo Nivelado del Agua (LCW) y cambiar la ecuación económica más allá de los casos de uso en regiones remotas o pobres.
Recomendaciones para la Adopción de AWH
Los sistemas AWH basados en condensación logran el mayor rendimiento de agua, lo que los hace atractivos para aplicaciones donde la alta producción de agua es esencial, como el uso residencial o industrial.
Los sistemas AWH basados en sorción son particularmente útiles en climas de baja humedad, donde los métodos tradicionales de condensación fallan. Sin embargo, los materiales sorbentes costosos (como MOFs o compuestos desecantes) pueden incrementar los costos operativos. Materiales más avanzados como los hidrogeles tienen mayor potencial, pero la investigación apenas comenzó en 2023.
Los sistemas híbridos AWH muestran altas puntuaciones en rendimiento de agua y adaptabilidad climática, lo que los convierte en soluciones versátiles adecuadas para diversas condiciones ambientales. Pero requieren una cuidadosa integración de múltiples componentes (p. ej., sorbentes, unidades de enfriamiento, sistemas de control), lo que aumenta sus costos de diseño y mantenimiento.
Mercado y Futuro de AWH
La oportunidad a corto plazo para los sistemas de captación de agua atmosférica probablemente se centre en instalaciones remotas, respuesta a desastres, infraestructuras insulares y aplicaciones militares/logísticas, ya que estos casos de uso son los más propensos a enfrentar necesidades críticas de agua que no se pueden resolver fácilmente mediante desalación, largas tuberías o aguas subterráneas. En estos casos, el costo de construir infraestructuras alternativas o la menor preocupación por la optimización de costos pueden ayudar a que los sistemas AWH se construyan en mayores cantidades, impulsando la escalada y maduración de esta tecnología.
A largo plazo, los sitios industriales y los edificios urbanos de alta humedad probablemente proporcionen un mercado mucho mayor, especialmente a medida que sorbentes avanzados como los hidrogeles y los sistemas híbridos aporten mayor eficiencia al combinarse con los sistemas HVAC existentes. Esto puede proporcionar un suministro adicional de agua de bajo costo, pero tampoco representará un reemplazo masivo de las redes de agua centralizadas, sino un complemento muy útil a recursos ya escasos y tensionados.
Invertir en la Captación de Agua
Carrier Global
(CARR )
Carrier es un líder en HVAC (comercial y residencial), cadena de frío y seguridad contra incendios, con más de 58 000 empleados. Fue fundada en 1915, adquirida por United Technologies en 1979 y escindida nuevamente en 2020, antes de la fusión de United Technologies con Raytheon.
Aunque no vende solo bombas de calor, es una categoría de producto que es el foco de la compañía y que considera el futuro de la industria. Incluye la marca Carrier, pero también otras marcas importantes como el negocio de HVAC de Toshiba (adquirido en 2022) y Viessmann.
Se centra principalmente en América, con HVAC representando más de la mitad de sus ventas.
Cuenta con una base instalada de más de 330 000 sistemas HVAC comerciales, 33 millones de HVAC residenciales, 1,8 millones de equipos de refrigeración y más de 90 millones de sistemas de incendio y seguridad. También está expandiéndose al almacenamiento de baterías, bajo la marca Viessmann.
Carrier no es una empresa puramente dedicada a la captación de agua atmosférica. Pero como líder en sistemas HVAC, se beneficiaría directamente de mercados que se muevan hacia sistemas integrados en edificios donde la captación de agua pueda compensar cargas de enfriamiento latente, recuperar calor residual y formar parte de la infraestructura inteligente de edificios.
La compañía también está comprometida a reducir drásticamente sus emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) para 2030, lo que la convierte en una buena acción para inversores que buscan exposición al control climático y al desarrollo sostenible.
Últimas Noticias y Desarrollos de las Acciones de Carrier Global (CARR)
Estudio Referenciado
1. Gourab Saha. De aire a agua: ciencia, tecnología y futuro de la captación de agua atmosférica (AWH). Applied Thermal Engineering. Fecha: agosto de 2026. Artículo: 132073. Volumen: Volumen 302, Parte 5. 10.1016/j.applthermaleng.2026.132073
