Un nuevo sistema integrado bioinspirado para la recolección de niebla y el suministro simultáneo de energía

Convertir la niebla en un recurso útil

En muchas regiones áridas, las personas afrontan dos problemas a la vez: escasez de agua limpia y falta de electricidad fiable. Este estudio explora un dispositivo novedoso que aborda ambos desafíos al extraer agua de la niebla y, a la vez, convertir las gotas que caen en pequeños impulsos de energía. Inspirado en plantas e insectos del desierto, el sistema está diseñado para funcionar en lugares remotos y fuera de la red, donde incluso cantidades modestas de agua y electricidad pueden marcar una gran diferencia para la producción de alimentos.

Aprendiendo de la vida en el desierto

La naturaleza ya ha resuelto el problema de atrapar agua del aire. El escarabajo del desierto de Namib, las espinas de los cactus y el borde de las plantas jarro recogen y guían diminutas gotas con gran eficiencia. El equipo de investigación copió rasgos clave de estos organismos para crear una superficie metálica cubierta de ranuras ramificadas. Estas ranuras están afinadas cuidadosamente para que algunas zonas atraigan el agua y otras la repelan. A medida que la niebla pasa, las microgotas aterrizan, se fusionan y son arrastradas a lo largo de estos caminos sin quedarse atrapadas, de manera similar al movimiento del agua por las venas de una hoja.

Cómo funciona la superficie colectora de niebla

El corazón de la parte de captación de agua es una lámina de titanio con un patrón llamada superficie dendrítica biomimética sinérgica. Se fabrica mediante grabado láser y tratamiento con luz para crear pequeñas crestas y un cambio suave en la afinidad por el agua entre distintas regiones. Cuando la niebla incide sobre esta superficie, las gotas se forman primero en las ramificaciones laterales superhidrofílicas y luego son atraídas hacia un tronco principal y conducidas hasta un punto de recolección. La forma de las ranuras, la pendiente de las ramas y el cambio gradual en la humectabilidad se combinan para empujar las gotas en una única dirección. Las pruebas mostraron que el mejor diseño recolectó casi diez gramos de agua por centímetro cuadrado por hora, más de cuatro veces que una lámina de titanio lisa.

Convertir las gotas que caen en electricidad

La segunda parte clave del sistema es un nanogenerador triboeléctrico basado en gotas, un dispositivo que transforma el movimiento de las gotas de agua en señales eléctricas. Tras acumularse y gotear del colector, el agua de niebla impacta en una placa inclinada hecha de un material gomoso blando mezclado con un compuesto conductor llamado MXene. Cuando cada gota golpea y se extiende sobre esta placa recubierta, las cargas eléctricas se reorganizan en la superficie y fluye un pequeño pulso de corriente entre capas metálicas ocultas. Al elegir el tamaño adecuado de las gotas, la altura de caída y el ángulo de inclinación, el equipo incrementó tanto la corriente como el voltaje manteniendo la superficie tan repelente al agua que las gotas ruedan en lugar de formar una película pegajosa.

Poner el agua y la energía al servicio de las plantas

Para demostrar que el colector de niebla combinado con el generador puede realizar trabajo real, los investigadores construyeron una pequeña cámara revestida con veinticinco de las unidades metálicas estampadas. En condiciones similares a la niebla, este módulo acumuló alrededor de 1,6 litros de agua durante la noche por cada un tercio de metro cuadrado de área, suficiente para cubrir la mayor parte de las necesidades diarias de bebida de una persona en un clima seco. El agua almacenada fluyó por gravedad a través de una línea de goteo hacia la placa productora de energía y, finalmente, al suelo que contenía semillas de cebada. Los pequeños impulsos eléctricos se usaron para encender lámparas de baja potencia que simulan iluminación para crecimiento vegetal, mientras que el agua recolectada regaba las semillas. Tras varios días, la cebada regada con agua de niebla creció más alta y saludable que los controles sin riego.

Una nueva herramienta para lugares secos pero húmedos

El sistema completo demuestra que la niebla puede utilizarse simultáneamente como fuente de agua y como fuente de energía suave. La superficie especial captura y guía las gotas con gran eficiencia, y la placa impulsada por gotas produce de forma fiable electricidad de bajo nivel adecuada para sensores o pequeñas luces. Dado que el enfoque depende únicamente de la humedad local y de la gravedad, es apropiado para desiertos costeros y otras zonas donde el aire es húmedo pero escasean el agua líquida y las líneas eléctricas. Aunque hace falta trabajo adicional para añadir purificación completa del agua y protección de largo plazo de las piezas metálicas, este diseño bioinspirado ofrece una vía práctica hacia unidades pequeñas y autosuficientes que apoyen la agricultura y la vida cotidiana en regiones con estrés hídrico.

Cita: Gao, H., Li, L., Hu, Y. et al. A novel bioinspired integrated system for simultaneous fog harvesting and energy supply. Microsyst Nanoeng 12, 174 (2026). https://doi.org/10.1038/s41378-026-01240-1

Palabras clave: captación de niebla, agua y energía, superficies bioinspiradas, nanogenerador triboeléctrico, agricultura fuera de la red