Científicos descubren proceso de producción de agua y cómo acelerarlo: podría generarse hasta en otros planetas
Este hallazgo marca un avance crucial con aplicaciones prácticas para la generación de agua en zonas áridas y facilitará futuras misiones espaciales a Marte y otras partes del sistema solar.
Un equipo de científicos ha conseguido, por primera vez, observar la combinación de átomos de hidrógeno y oxígeno para crear agua a escala nanométrica. Empleando paladio como catalizador, descubrieron que este proceso puede acelerarse sin requerir condiciones extremas, lo que abre la posibilidad de aplicarlo tanto en la Tierra como en otros planetas.
Este descubrimiento representa una revolución en la producción de agua y abre nuevas posibilidades para abordar desafíos en entornos áridos, incluyendo futuras misiones espaciales a Marte y otras áreas remotas del sistema solar.
El autor principal del estudio indicó que “estos hallazgos tienen implicaciones significativas para aplicaciones prácticas, como la generación rápida de agua en entornos de espacio profundo utilizando gases y catalizadores metálicos, sin requerir condiciones de reacción extremas”. Foto: Northwestern University
¿Cómo se descubrió el nuevo proceso de generación de agua?
Gracias a un estudio innovador de la Universidad Northwestern, se logró entender cómo el paladio, un metal raro, cataliza la reacción entre hidrógeno y oxígeno para formar agua. Utilizando una nueva tecnología de visualización a escala nanométrica, el equipo de científicos pudo observar en tiempo real la formación de pequeñas burbujas de agua en la superficie del paladio, un fenómeno que nunca antes se había visto con tal precisión.
Según Vinayak Dravid, catedrático de Ciencia e Ingeniería de Materiales en la Universidad Northwestern, este avance permite optimizar la generación de agua en condiciones ambientales, algo que podría tener aplicaciones prácticas en el futuro cercano. “Al visualizar directamente la generación de agua a escala nanométrica, pudimos identificar las condiciones óptimas para la generación rápida de agua en condiciones ambientales”, afirmó Dravid. Este hallazgo marca un hito en la investigación sobre la producción de agua.
Aplicaciones más allá de la Tierra
La relevancia de este descubrimiento no solo se limita a la Tierra. Uno de los aspectos más innovadores de este estudio es su potencial aplicación en misiones espaciales. Al no requerir condiciones extremas como fuego o alta presión, este proceso de producción de agua podría ser implementado en ambientes hostiles como el espacio profundo, donde generar agua potable es crucial para la supervivencia.
En referencia a la película 'The Martian', donde el personaje principal produce agua quemando combustible de cohetes, Dravid señala que su equipo ha desarrollado un método más sencillo y eficiente. “Nuestro proceso es análogo, excepto que evitamos la necesidad de fuego y otras condiciones extremas. Simplemente, mezclamos paladio y gases juntos”, explicó Dravid. Este avance permite pensar en misiones espaciales más autosuficientes, donde los astronautas podrían generar agua potable utilizando recursos limitados.
Con este hallazgo se podría fabricar agua fuera de la Tierra y llegar a otros planetas. Foto: referencial/Kalstein
¿Qué tecnología permitió este descubrimiento?
El éxito de este estudio se debe a la implementación de una nueva tecnología desarrollada en enero de 2024, la cual permite analizar moléculas de gas en tiempo real con una precisión nunca antes vista. Esta tecnología se basa en el uso de una membrana vítrea ultradelgada que encapsula los gases en nanorreactores, lo que permite observar el proceso de reacción con una resolución de hasta 0,102 nanómetros.
Gracias a esta tecnología, los científicos pudieron identificar cómo los átomos de hidrógeno ingresaban en la red del paladio, y observaron la formación de burbujas de agua en la superficie del metal. Yukun Liu, primer autor del estudio, explicó que la burbuja observada es probablemente la más pequeña jamás vista. “Creemos que podría ser la burbuja más pequeña jamás formada que haya sido observada directamente”, declaró Liu, destacando la magnitud del hallazgo.
Esta tecnología permite observar el proceso de reacción. Foto: referencial/Duniavet
¿Cómo optimizaron el proceso?
Uno de los aspectos más importantes de esta investigación fue la optimización del proceso de generación de agua. El equipo de Northwestern descubrió que el orden en que se introducen los gases es fundamental para acelerar la reacción. Primero, los científicos llenaron el paladio con hidrógeno, lo que provocó la expansión de la red atómica del metal. Luego, al introducir oxígeno, los átomos de hidrógeno reaccionaron con los de oxígeno y formaron agua.
Liu explicó que agregar el oxígeno después del hidrógeno permite que la reacción ocurra de manera más rápida y eficiente. "Cuando introdujimos primero el hidrógeno, la reacción comenzó. El hidrógeno sale del paladio para reaccionar con el oxígeno, y el paladio se encoge y vuelve a su estado inicial", comentó Liu. Esta optimización del proceso podría hacer que la producción de agua sea más rápida y viable a mayor escala.
Aparecen y crecen burbujas de agua en la superficie de un nanocubo de paladio. La barra de escala equivale a 20 nanómetros. Foto: Northwestern University
¿Cómo se aplicará esta tecnología en el futuro?
El equipo de científicos visualiza un futuro en el que este proceso podría aplicarse a gran escala en misiones espaciales. El paladio es un metal reciclable, lo que lo convierte en una opción ideal para generar agua en lugares remotos sin agotar los recursos. En futuras misiones, el paladio lleno de hidrógeno podría ser transportado al espacio, donde solo sería necesario añadir oxígeno para producir agua.
"Nuestro proceso no consume el paladio", aclaró Liu y subrayó que este metal puede reutilizarse varias veces. Esto hace que el método sea no solo eficiente, sino también sostenible a largo plazo. Con el hidrógeno siendo el gas más abundante en el universo, este proceso tiene el potencial de transformar la manera en que generamos agua tanto en la Tierra como en otros planetas.
Edición Impresa - La Republica | Lima - Sabado 23 de Noviembre del 2024