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27 julio 2018

La tecnología aporta soluciones innovadoras para el problema del agua

Cambio Climático | Innovación | Medio ambiente | Recursos Naturales | Tecnología
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Si algún día nos visitara una civilización extraterrestre, probablemente decidiría que el ser humano es una especie de contrastes: más de 2.500 millones de personas en todo el mundo ya poseen un smartphone, mientras que unos 2.100 millones aún no tienen acceso a agua potable en sus hogares. Pero a pesar de la paradoja, la tecnología de vanguardia y un recurso tan básico como el agua no están hoy tan alejados; de hecho, la primera está logrando aportar soluciones novedosas para que la segunda pueda ser más accesible en muchos lugares del mundo donde aún no es posible abrir un grifo y beber.

Actualmente existen numerosas propuestas tecnológicas para expandir el acceso al agua potable, pero a menudo son caras o demasiado complejas para un uso sencillo sobre el terreno. Repasamos aquí algunas de las innovaciones más recientes y prometedoras.

Agua del aire del desierto

En grandes regiones del planeta el problema no es la contaminación del agua, sino su ausencia absoluta. Según Naciones Unidas, más de 2.100 millones de personas viven en regiones áridas, que suman el 41,3% de toda la tierra del planeta, y es previsible que esta cifra aumente con la desertización provocada por el cambio climático. Para paliar la escasez de agua en estas zonas existen sistemas como los condensadores de niebla, pero requieren grandes superficies de captación, fuentes de energía o instalaciones complejas.

El MOF puede convertir agua del desierto en agua potable. Crédito: UC Berkeley

Un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts y de la Universidad de California en Berkeley ha diseñado un sistema pasivo que extrae agua del aire más seco consumiendo solo energía solar, algo que no suele faltar en las regiones desérticas. El sistema se basa en un nuevo tipo de materiales porosos llamados redes metaloorgánicas (Metal-Organic Frameworks o MOF). Embutido entre un panel solar y un condensador de vapor, este material es capaz de recolectar diariamente 100 mililitros de agua por cada kilo de MOF en un ambiente tan seco como el desierto de Arizona (EEUU), donde la humedad del aire desciende hasta el 8% durante el día.

En su forma actual, el único inconveniente del sistema es su precio, ya que el MOF ensayado por los investigadores utiliza circonio, un metal caro. Sin embargo, el mismo equipo ya ha probado en el laboratorio un MOF basado en aluminio, que es 150 veces más barato y que además produce el doble de agua que el anterior. Según el director del proyecto, el químico Omar Yaghi, “hay un tremendo interés en comercializarlo, y ya hay varias startups involucradas en el desarrollo de un dispositivo comercial de recolección de agua”.

Agua dulce del mar

Una gran parte de la población mundial carece de acceso a agua potable a pesar de vivir junto a una inmensa masa oceánica. La desalinización del agua del mar es todavía una opción de utilidad limitada: las grandes plantas que emplean sistemas de filtración por membranas poliméricas son costosas e ineficientes por su abundante consumo de energía.

La ciencia de los nuevos materiales puede ofrecer también una solución alternativa a las actuales desaladoras. Científicos de la Universidad de Manchester (Reino Unido) han creado un tamiz de óxido de grafeno que retiene las sales, dejando pasar solo el agua. El secreto está en el diminuto tamaño del poro, de alrededor de 1 nanómetro. Las moléculas de agua fluyen fácilmente a su través gracias a que forman una especie de tren por medio de sus puentes de hidrógeno; sin embargo, las sales no pueden pasar debido a que están rodeadas por una cáscara de moléculas de agua, con un tamaño total que excede el del poro.

El tamiz de óxido de grafeno retiene las sales, dejando pasar solo el agua. Crédito: Universidad de Manchester

Las ventajas del tamiz de grafeno incluyen la posibilidad de escalarlo a cualquier tamaño y con el diámetro de poro deseado, lo que permite filtrar cualquier ion presente en el agua. Para el director del estudio, el físico de materiales Rahul Nair, esta nueva tecnología “abre nuevas posibilidades para mejorar la eficiencia de la tecnología de desalación”, y será especialmente útil en regiones del mundo donde no puede costearse una gran planta desalinizadora.

Agua potable de bolsillo

De los 2.100 millones de personas que carecen de agua corriente potable en sus hogares, Naciones Unidas estima que 263 millones tienen que gastar media hora diaria en ir a recoger agua, mientras que 159 millones beben de cauces, lagos u otras fuentes que albergan microbios peligrosos. Cada año mueren 361.000 niños por diarreas ocasionadas por la contaminación microbiológica del agua.

En 2005, la compañía suiza de productos de ayuda humanitaria Vestergaard Frandsen introdujo un sencillo pero ingenioso sistema, Lifestraw, un tubo de plástico de 22 centímetros de longitud y 3 de diámetro que se utiliza exactamente igual que una pajita de bebida. Su sistema de filtración elimina protozoos y bacterias, y las versiones más recientes filtran también compuestos químicos y metales disueltos. Cada unidad puede filtrar hasta 4.000 litros de agua, suficiente para el consumo de una persona durante tres años.

El tubo de Lifestraw se utiliza igual que una pajita de bebida. Crédito: Lifestraw

La premiada tecnología de Lifestraw se comercializa también en formato de botella y en sistemas para familias y comunidades. Todos ellos ya han demostrado su utilidad en lugares como Haití, Ruanda, Paquistán o Kenia, donde estos productos se han distribuido para paliar la escasez de agua potable causada por terremotos, inundaciones o sequías. Curiosamente, Lifestraw es también un accesorio de camping muy popular en los países desarrollados, al tratarse de una alternativa cómoda y barata a los tradicionales sistemas de potabilización. Con los ingresos obtenidos de estas ventas, la compañía financia un programa para llevar sus sistemas de filtración a países en desarrollo.

El libro que limpia el agua

Sin duda uno de los sistemas más originales, sencillos y prácticos para purificar el agua es el que ofrece la compañía startup Folia Water, fundada por la química Theresa Dankovich y su marido: un libro cuyas páginas matan los microbios del agua. El producto tiene su origen en la tesis doctoral de Dankovich, que se centró en el desarrollo de filtros de papel con nanopartículas de plata que eliminan bacterias, virus y otros patógenos.

Folia Water ha probado su sistema en numerosos países de África, Asia y Latinoamérica. Crédito: Folia Water

Un parte esencial del proyecto consistió en darle el formato adecuado para facilitar su uso en regiones deprimidas. Así nació el Safe Water Book, un libro cuyas páginas recortables son los propios filtros, impresos con leyendas en el idioma adecuado para facilitar su uso e instruir a sus usuarios sobre consejos básicos de higiene. Cada libro proporciona agua libre de gérmenes durante cuatro años. Folia Water ya ha probado su sistema en numerosos países de África, Asia y Latinoamérica. El objetivo de la compañía es facilitar el acceso al agua potable a 1.000 millones de personas a un coste menor de un céntimo al día.

Javier Yanes

@yanes68

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