Los hidropaneles Source condensaban agua potable del aire sin necesidad de enfriador

Se calcula que 2200 millones de personas en todo el mundo carecen de agua potable segura, y la respuesta habitual —represar un río y bombear el agua cientos de millas— nunca llega hasta ellas. Cody Friesen, profesor de ciencia de materiales en la Universidad Estatal de Arizona y doctor en películas metálicas delgadas por el MIT, quería producir agua donde se necesita usando solo recursos disponibles gratuitamente y energía renovable. Para 2014 ya tenía un prototipo funcional en su laboratorio de la ASU y fundó Zero Mass Water en un antiguo concesionario Volvo en Tempe.

El hidropanel Source parece un panel solar grueso: ocho por cuatro pies y unos 300 libras. Unos ventiladores solares introducen aire en su interior, donde el vapor de agua se adsorbe sobre un material higroscópico diseñado a escala nanométrica para atraer el agua de forma selectiva. Después, el calor solar eleva la presión de vapor hasta que el punto de rocío interior supera la temperatura ambiente: una «condensación pasiva» que no necesita enfriamiento, ni siquiera en aire árido. El agua se acumula en un depósito de 30 litros, se trata con ozono y pasa por cartuchos de calcio y magnesio. Los sensores envían datos a un centro de operaciones de red que resuelve la mayoría de los problemas de forma remota.

Cada panel produce hasta cinco litros de agua potable al día, y los paneles han demostrado su valía en los casos difíciles: los dos del tejado de Friesen en Arizona abastecen a su familia de cuatro miembros y dos perros durante 110 días al año con temperaturas de tres dígitos; una matriz de 40 paneles en la Samburu Girls Foundation de Kenia acabó con un trayecto diario de dos millas —pasando junto a hombres, huellas de hienas y un río infestado de cólera— para ir a buscar agua. Se han enviado paneles a campamentos de refugiados sirios y a Puerto Rico tras el huracán María, en 37 países en total, con el respaldo de 65 millones de dólares en financiación de capital riesgo.

Invertir el condensador: el calor solar eleva el punto de rocío del vapor por encima de la temperatura ambiente, de modo que el agua pura se condensa de forma pasiva: sin refrigeración, sin red eléctrica, sin tuberías.

Los generadores de agua atmosférica convencionales enfrían un condensador por debajo de la temperatura ambiente, lo que consume mucha energía fuera de la red; Friesen, en cambio, elevó el punto de rocío del vapor usando el calor solar captado.

El desecante diseñado a escala nanométrica atrae selectivamente las moléculas de agua, de modo que incluso el aire contaminado produce agua de alta pureza.

Convertir el agua en paneles la transformó en un electrodoméstico de estilo solar: se monta, se orienta al sol y se monitorea de forma remota, sin tuberías, red eléctrica ni perforaciones.

El monitoreo remoto hizo viable una flota distribuida: la mayoría de las fallas se corrigen de forma inalámbrica y solo se envía a socios locales para el mantenimiento físico.

Atacar un paso de la física en lugar de sortearlo con ingeniería: elevar el punto de rocío superó a construir enfriadores para obtener agua fuera de la red en desiertos.

Para abril de 2020, Zero Mass Water había recaudado 65 millones de dólares e instalado paneles en 37 países, desde la selva hasta el desierto, en hospitales, escuelas, hoteles, campamentos de refugiados y zonas de desastre. El problema pendiente era el costo: a 2500 dólares por panel —hasta 6500 dólares instalados por un par— la mayoría de las matrices eran financiadas por gobiernos, fundaciones y ONG, y la empresa lanzó una unidad de la mitad del tamaño para integrarse con la energía solar residencial. Friesen enmarcó la trayectoria en la de la energía solar fotovoltaica, comprimiendo décadas de mejoras de costo y rendimiento en cinco años. Los climas de congelación seguían fuera de su alcance.