Tico que estudia cómo ‘atrapar’ agua del aire fue premiado en Estados Unidos

Para esto utiliza tecnología en hidrogel, la misma que se ve para la absorción de los pañales o para los lentes de contacto, para capturar las moléculas de vapor de agua y agua que se encuentran en el aire.

“He estado trabajando en conseguir materiales que puedan capturar agua del aire para convertirla en agua potable y generar, a partir de la humedad que tenemos alrededor de nosotros, agua que podamos tomar. Pensar en maneras alternativas, sostenibles y de bajo costo, y en este caso, de algo que está en todas partes, como el agua que puede capturarse del aire”, expresó.

Sus esfuerzos ya le valieron un reconocimiento internacional.

El científico manifestó que al menos dos tercios de la población del mundo tienen un mes (o varios días de ese mes) con problemas para procurar agua potable. Desgraciadamente, eso va a volverse peor porque la población está creciendo y por los efectos del cambio climático. Solo por poner un ejemplo, en nuestro país, el Estado de la Nación arrojó que uno de cada diez costarricenses no tiene acceso a agua potable, una cifra que registró un aumento.

Años que se encuentran bajo la influencia del fenómeno de El Niño (como 2023 y 2024) tienen una particularidad de menor cantidad de agua. De hecho, una investigación de la Universidad de Arlington, en Texas, señaló que en Costa Rica los niveles de agua podrían bajar incluso a la mitad.

Capturar el agua

Para entender el trabajo de Díaz, podemos remontarnos a nuestras clases de ciencia en la escuela cuando veíamos el ciclo hidrológico y cómo el agua se transformaba en vapor al irse evaporando.

El ingeniero mecánico y también físico indicó que, para quienes vivimos en un país tan húmedo como Costa Rica, es fácil de dimensionar.

“Yo estaba en la playa la semana pasada y uno ponía un vaso con hielo y muy rápido comienza a ver uno gotas que se forman en la pared del vaso. Esa es la condensación de ese vapor de agua”, explicó.

“La mayoría de la energía del Sol que entra a la Tierra se utiliza en evaporar agua. Lo que nosotros hacemos es un proceso hasta cierto punto parecido, donde uno pueda capturar esta agua que comienza a evaporarse del aire”, añadió.

El joven afirmó que buscan llegar a esto mediante materiales que puedan utilizarse en cualquier parte del mundo, independientemente de si tienen condiciones de sequía.

El material que los científicos desarrollaron tiene dos componentes. Uno es el hidrogel que puede encontrarse en los pañales para bebé o para incontinencia urinaria. El problema con los pañales, aseguró Díaz, es que son muy buenos en retener líquidos, pero no son tan buenos en capturar líquidos del aire.

Para contrarrestar esta situación, se agregan sales. Díaz explicó que las sales tienen muy buen rendimiento y su costo es muy bajo. Al final, el material es compuesto con el hidrogel y las sales que retienen el agua, pero también la capturan.

Pero para lograr esto, el dispositivo debe calentarse. Entonces, el proceso consta de dos partes. En una primera parte se captura el agua. Esto se hace durante la noche, cuando la humedad es más alta. Lo capturado se pone en una especie de caja, y luego durante el día el calor solar actúa sobre el material y empieza a liberar el vapor para liberar agua potable.

El grupo de investigación del MIT comenzó a trabajar estos prototipos en 2016. Los primeros no funcionaban bien y si acaso capturaban unas gotas. A hoy, un kilo de material puede capturar dos kilos de agua en condiciones de desierto, en Costa Rica podría capturarse el cuádruple.

Díaz es el encargado de buscar el hidrogel que mejor se adapte al proyecto. Él explicó que podemos imaginar como si fuera un plástico gelatinoso que puede estirarse. A eso se le ponen las sales.

“Yo le digo a mis amigos que es como cocinar, vos tenés un contenedor y ponés los polímeros, las sales, un par de otros componentes, se mezcla un poco y en unos 30 minutos ya tenés esta gelatina”, aseguró.

A su juicio, hay dos componentes claves para que esto funcione de manera eficiente. Por un lado, el material debe ser apropiado, y eso involucra cuánta agua se captura, cuán rápido y cuánta energía está asociada a este proceso de captura.

En este momento tienen prototipos para hacer pruebas. Este año tienen presupuesto para hacer pruebas en el desierto de Atacama, en Chile. Si eso puede funcionar en condiciones tan extremas, podría hacerlo en casi cualquier lugar.

Premiado como uno de los mejores investigadores jóvenes

Recientemente, Carlos Daniel Díaz Marín fue nombrado como uno de los mejores investigadores jóvenes en el campo de la Ingeniería. Se trató de un concurso realizado por la prestigiosa Universidad Caltech, en California.

Ellos buscaban premiar a una persona por cada una de las siete ingenierías, y él fue electo por Ingeniería Mecánica.

Para obtener el galardón, tenía que escribir sobre su investigación, los méritos que ha obtenido a través del doctorado y dos cartas de recomendación. El no imaginó que fuera tan competitivo y que le ganara a más de 2.000 personas, pero así fue.

“Como parte del reconocimiento, dábamos una charla sobre nuestra investigación. Vos le estás dando una charla a profesores que son superestrellas y que en sus propios campos están cambiando la tecnología. Poder conversar y reunirme con ellos para mí fue muy enriquecedor”, recordó.

Díaz no es solo ingeniero mecánico, también es físico de profesión. Para él, este proyecto es la forma perfecta de unir sus dos carreras.

“Uno como ingeniero tiene la posibilidad de hacer soluciones que tengan un impacto. Y la Física no solo me ha gustado un montón, es algo que me ha impulsado la curiosidad, la forma de entender la ciencia y de entender cómo funcionan los materiales con los que trabajo como ingeniero mecánico”, expuso.

“Posiblemente mis colegas ingenieros me ven más teórico de lo usual, y los Físicos como muy práctico; pero precisamente esta base teórica nos ha llevado a las innovaciones”, agregó.

Una vida de triunfos

Cuando hizo su quinto año de colegio, en 2012, Díaz estaba indeciso entre estudiar Matemáticas y Física. Su hermano, que es ingeniero mecánico, lo fue enamorando de esta carrera.

Meses después, fue reconocido como el primer promedio de admisión a la Universidad de Costa Rica (UCR) y al cerrar el año cerraba como el promedio de la generación 2012 del Colegio Metodista. Sobra decir que también estuvo dentro de las mejores 30 calificaciones de admisión del Instituto Tecnológico de Costa Rica (Tec).

El primer año de estudios en la UCR lo dedicó exclusivamente a Ingeniería Mecánica y al año siguiente matriculó Física como segunda carrera.

“Lo que hacía era quitar uno o dos cursos fáciles de Mecánica y llevaba un par de Física. Y eso era complicado porque estaba llevando dos cursos difíciles de ‘Meca’ y dos difíciles de Física. Fue pesado, pero se complementan las carreras. Lo disfruté un montón”, recalcó.

Se graduó primero de Ingeniería Mecánica y trabajó un par de años en lo que terminaba Física. Mientras tanto, enviaba aplicaciones a universidades estadounidenses para el doctorado.

A futuro

En los próximos años, le gustaría ver si se tiene un startup con sus compañeros para dispositivos de agua generada con estos dispositivos.

“La realidad del agua va a cambiar dramáticamente como en 25 años. Hay acuíferos sobreexplotados”, precisó.

Y también aplicar esta tecnología del hidrogel y las sales a otros aspectos y proyectos en otras áreas, pero que siempre apoyen al medio ambiente.

“También quiero ser profesor universitario, aquí en Estados Unidos, poder ser el mentor de un grupo de estudiantes, y abrirle ese tipo de puertas a otra gente”, concluyó.