En la Tierra hay alrededor de 1.386 millones de kilómetros cúbicos de agua, pero se estima que tan sólo el 0,007% es apta para consumo. El acceso a ella sigue siendo uno de los principales retos a los que se enfrenta el ser humano, y más tras un año marcado por una importante sequía en España. Para combatir esta situación existen proyectos como un dispositivo que permite desalar sin usar energía u otro que jubila al agua en botella al producir 30 litros al día. La última revolucionaria idea viene de la mano de unos estudiantes, quienes han creado un invento capaz de convertir en potable el agua del mar.

Un grupo de cuatro estudiantes de secundaria, formado por Laurel Hudson, Gracie Cornish, Kathleen Troy y Maia Vollen, colaboró con expertos del Instituto Politécnico y Universidad Estatal de Virginia -conocida como Virginia Tech- (EEUU), para crear un invento con el que pretenden que el acceso al agua potable esté disponible para todo el mundo. Se trata de una nueva botella desalinizadora capaz de convertir el agua del mar en apta para consumir de forma rápida; aunque se encuentra aún en fase teórica, ya que ni siquiera se ha fabricado un primer prototipo.

En el año 2020 y durante un campamento tecnológico, al grupo de estudiantes se le encomendó la tarea de transformar un objeto común y corriente en un diseño innovador. Ahí se cuestionaron si una botella de agua normal con pajita podría incorporar un filtro y los principios de la gravedad para desalinizar el agua salada. Y en ese momento, conocieron al profesor Jonathan Boreyko, del Departamento de Ingeniería Mecánica de Virginia Tech, quien aceptó ser su mentor. Dos años después idearon una prometedora solución para resolver la crisis global del agua.

Una botella desalinizadora

En un artículo publicado el año pasado en la revista Soft Matter, titulado 'Botella de agua desalinizadora impulsada por transpiración', el grupo de estudiantes señala que para su invento se basaron en los manglares; unos ecosistemas propios de latitudes tropicales y subtropicales de vital importancia para el medioambiente que crecen en pantanos y en zonas de mareas, por lo que están muy bien adaptados al agua salada e, incluso, poseen la capacidad de desalinizar el agua a través de sus raíces y los poros de sus hojas.

Su dispositivo, que imita los procesos de los manglares, usa una membrana de ósmosis inversa y una hoja sintética nanoporosa para filtrar y desalinizar el agua. "Presentamos el diseño teórico y el análisis de una botella portátil desalinizadora de agua alimentada por transpiración. Esta incluye una aleta anular para absorber el calor solar, que se utiliza para aumentar la velocidad de evaporación del agua de la hoja sintética interior", explica el grupo de estudiantes en el artículo.

Esquema del funcionamiento de la botella. Jonathan Boreyko/Virginia Tech Omicrono

Una hoja sintética que está formada por una película nanoporosa depositada sobre una micromalla de soporte. El funcionamiento de esta innovadora botella es más sencillo de lo que pudiera parecer. Para ello, el agua del mar se introduce en la cámara superior y pasa a través de la membrana de ósmosis inversa, donde se retienen las sales y otros minerales. En ese momento el agua libre de sales se acumula en la cámara de agua filtrada, mientras que la aleta solar facilita la evaporación del líquido, ayudando a crear una presión negativa y asegurando que el proceso sea más rápido.

Después llega el momento de la hoja sintética, que ayuda en la última etapa de filtración. Una vez completados todos estos pasos, el agua potable se recoge en una cámara de salida inferior, estando totalmente lista para beber. Una de las claves de este mecanismo es la evaporación, ya que juega un papel crucial en este proceso. Esto se debe a que ayuda a generar una diferencia de presión que permite que la succión sea lo suficientemente fuerte para superar la ósmosis inversa, es decir, para hacer que el agua salada sea apta para consumir.

[El invento contra la sequía para tener agua potable barata: una desaladora portátil sin electricidad]

La principal ventaja de este sistema híbrido de desalinización es que la ósmosis inversa se activa espontáneamente mediante la transpiración; y el proceso de evaporación térmica se mejora mediante la localización del calor y se hace más duradero mediante el filtrado previo de la sal. "Calculamos que una botella de 9,4 centímetros de diámetro, con una aleta anular de 10 cm de ancho, podría recoger aproximadamente un litro de agua dulce al día a partir del agua del océano", explica el grupo de estudiantes en su artículo.

Inspirada en otro invento

Esta botella surge como una alternativa capaz de proporcionar un medio para que las comunidades donde escasea el agua potable puedan recurrir a fuentes de agua salada para cubrir sus necesidades. Incluso destaca por ser más portátil que los métodos actuales. El grupo de estudiantes también se inspiró este proyecto en otro invento, concretamente en LifeStraw, una pajita que permite beber directamente desde agua sucia y sin peligro.

Una persona utilizando LifeStraw.

LifeStraw es básicamente un dispositivo, en forma de tubo de plástico de 22 centímetros de longitud y 3 cm de diámetro, similar a una pajita que filtra el agua para hacerla potable al instante. Un invento desarrollado en el año 2005 por la compañía sueca Vestergaard Frandsen y que está destinado sobre todo a los países en desarrollo y a poblaciones afectadas por crisis humanitarias, como pueden ser terremotos, inundaciones o catástrofes naturales. 

Este producto incluye un sistema de filtración del agua capaz de eliminar protozoos y bacterias. Un mecanismo filtrante exclusivamente físico que se basa en un filtro de fibra hueca por la que solamente pueden pasar partículas con un diámetro inferior a 0,02 micras. Por lo tanto, el agua puede transcurrir, pero los contaminantes mayores de esa medida, como las bacterias y los parásitos, permanecen atrapados.

Unos niños usando LifeStraw en agua sucia.

La compañía indicó en su momento que un sólo dispositivo puede filtrar un máximo de 4.000 litros de agua, que es suficiente para el consumo de una persona durante tres años. Incluso elimina el 99,99% de las bacterias presentes y el 99,9% de los parásitos; y las últimas versiones de la pajita también suprimir compuestos químicos, como cloro y pesticidas, y metales disueltos. Pero estos dos no son los únicos inventos de este tipo, ya que también se puede encontrar uno que elimina microplásticos y otra botella que convierte en potable el agua recogida de fuentes naturales.

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