Omar Yaghi (Amán, Jordania, 1965) estaba este martes conduciendo por la desértica Arizona cuando recibió la confirmación de que era galardonado con el prestigioso premio Fronteras del Conocimiento de la Fundación BBVA. Los desiertos le sientan bien a este químico de origen jordano que trabaja en Berkeley (California). Son la fuente de inspiración de las sustancias más prometedoras para la industria del futuro en las que trabaja desde los años 90. La química reticular que ha desarrollado puede obtener agua del aire del desierto. Pero, también, atrapar moléculas del contaminante CO2 o retener hidrógeno, capaz de mover coches eléctricos que no emiten más que agua por sus tubos de escape.



Así funcionan estos polvos casi mágicos que permiten sacar agua del desierto, capturar CO2 o almacenar hidrógeno. El profesor Yaghi nos lo explica desde su laboratorio. | Vídeo: M.Viciosa y U.C. Berkeley

 

Los llamados MOF (Metal Organic Frameworks) y los COF (Covalent Organic Frameworks) son una especie de esponjas de cristal a escala molecular. Han desarrollado más de 20.000 variedades con diferentes aplicaciones. Son tan porosos y ligeros, que 1g de esa sustancia ocupa, extendido en un plano de un átomo sin poros, el equivalente a 60 canchas de tenis. En su interior, los átomos se disponen en forma de una red ordenada de celdas de tamaño controlable.

Estas sustancias "tienen muchas de las propiedades más deseadas por los químicos, entre ellas una gran capacidad de absorber otros compuestos" señalaba Yaghi en conexión telefónica desde Estados Unidos tras el anuncio del premio. "Cuando era estudiante la creación de nuevos materiales se basaba simplemente en mezclar cosas y lo que obtenías era básicamente lo que te proporcionaba la naturaleza; no tenías control sobre lo que obtenías". Ahora se puede manejar el tamaño de los poros, de manera que podemos crear almacenes microscópicos a medida de la mercancía a guardar.

Agua del desierto en unos cinco años

El propio químico reconoce que el sector privado ya anda detrás de sus investigaciones. Sin embargo, "la más prometedora" es la aplicación para obtener agua. La esponja del desierto puede llegar a absorber en sus poros hasta 3 litros de agua del ambiente (dependiendo del grado de sequedaz) a lo largo de 12h con sólo un kilo de polvos de MOF.

Gotas de agua retenidas por MOF al cabo de 12 h

Gotas de agua retenidas por MOF al cabo de 12 h Berkeley

"El problema del agua afecta a un tercio de la población mundial". Según Naciones Unidas, la contaminación de aguas puede hacer que en 2050 sólo dispongamos de un tercio del agua limpia que tenemos hoy. "Hay miles de millones de litros de agua en la atmósfera y la posibilidad de capturarla supondría una enorme transformación tanto para países con zonas áridas, por ejemplo en el Mediterráneo, como para zonas húmedas pero con agua contaminada", ha explicado Yaghi.

No es la primera vez que se usan diferentes técnicas para obtener agua del aire del desierto. La más conocida, quizás, la del ingeniero retirado Enrique Veiga. En 2015 empezó a fabricar industrialmente una máquina frigorífica capaz de condensar agua en climas con humedades inferiores al 10%. La gran diferencia con los MOF es que, para los últimos, no hacen falta máquinas ni electricidad. Son unos simples polvos.

En opinión de Yaghi, su técnica podría estar disponible en los próximos cinco años: "varias entidades" de todo el mundo están contactando con él para convertirlo en un "producto real".

Estrategias contra el cambio climático

Aunque hay cierto consenso en que la reducción de emisiones es la primera estrategia de lucha contra el cambio climático, los MOF pueden servir para atrapar el dióxido de carbono (CO2) y evitar que se esparza por la atmósfera. "La dificultad aquí estriba en separar el CO2 de otros gases, incluyendo el agua", dice Yaghi. Los MOF son capaces de extraerlo y separarlo, frente a técnicas actuales que resultan tóxicas e ineficientes. Los procesos actuales pueden consumir entre el 30% y el 40% de la energía que produce una central; requieren calentar agua a altas temperaturas.

Los MOF, que se fabrican de forma sencilla y limpia. "Todos los experimentos que hemos realizado en nuestro laboratorio han demostrado que el uso de MOF para la captura de CO2 es viable, aunque no me atrevo a predecir el tiempo que tardaremos todavía en poder aplicarlo en la industria". Una solución de impacto, pero con limitaciones a largo plazo. Los MOF no destruyen el CO2, sólo lo almacenan. La ventaja es que ocupan muy poco y que el CO2 no es tóxico: está en nuestra respiración pero, también, en nuestras bebidas de gas o en cualquier extintor de incendios.