Problema del agua, la escasez de agua en el mundo es un grave problema para la humanidad. Más de 2.800 millones de personas no tienen acceso a ella y otras tantas millones no cuentan con fuentes potables ingeribles.
Los responsables del Observatorio de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, advierten que la agenda para salvar al mundo de la crisis del agua se está retrasando. Pero aún hay tiempo y hay tareas por hacer para resolver el problema.
Existen tres revolucionarias tecnologías para desalinizar el agua del mar, para proveer agua a partir de un panel solar y para obtener el preciado recurso natural a través de un gel. Conozcamos los tres inventos que podrían resolver la crisis mundial del agua resolviendo al menos uno de los dos principales desafíos del problema del agua. Te los contamos a continuación.
1. Dispositivo Portátil que Extrae Agua Potable del Mar
Investigadores del Instituto de investigación de Manchester de Inglaterra trabajan en un dispositivo de desalinización portátil capaz de producir agua potable sin filtros ni bombas de alta presión, el dispositivo pesa menos de 10kg, es del tamaño de maleta y para funcionar necesita el equivalente de energía que demanda un smartphone al cargarse.
El resultado superó las pautas de calidad de la Organización Mundial de la Salud (OMS) y la unidad redujo la cantidad de solidos suspendidos en al menos un factor de 10, el prototipo genera agua potable a una velocidad de 0,3 litros por hora y requiere solo 20 vatios de energía por litro generado. El dispositivo goza de una simplicidad muy practica para funcionar, se carga al enchufarse a cualquier toma corriente o con paneles solares portátiles y comienza a funcionar al oprimir un botón.
Llevar a cabo este invento tomo a los investigadores más de 10 años, para comprender la física detrás de los procesos de desalinización y como incorporar el desalinizador en una maleta portátil.
La clave del invento contra la escasez del agua
La clave del invento ingles es que no necesita filtros ni bombas, el principal método de desalinización es la ósmosis inversa, en esta técnica se utiliza membranas para filtrar la sal del agua del océano. El problema es que requiere de bombas para mantener optima la presión alta para empujar el agua a través de la membrana, el problema es que con estas bombas se ensucia el filtro y se bloquean los poros produciendo agentes contaminantes del agua producida.
En cambio el revolucionario invento para la contaminación del agua se basa en una técnica de polarización por concentración de iones, conocida como ICP por sus siglas en inglés, esta técnica separa las sales y los microbios del agua repeliéndose mediante la electroestática.
Dicho proceso funciona separado de la membrana selectiva de iones del sistema, por lo que el agua que fluye nunca atraviesa la membrana, el sistema funciona a escala microscópica con materiales como la silicona que es impulsada por la gravedad, el agua salada se invierte en la parte suprior mientras que el agua dulce y la salmuera concentrada salen por la parte inferior.
Y en lugar de filtrar el agua el proceso ICP aplica un campo eléctrico a las membranas, estas se colocan por encima y por debajo de un canal de agua, a medida que pasa el agua por su interior repelen particulas cargadas con carga positiva o negativa incluyendo moléculas de sal, baterías y virus.
Luego las partículas cargadas se drenan hacia una segunda corriente de agua y finalmente se descarga el proceso elimina los solidos disueltos como los suspendidos y requiere una bomba de baja presión lo que posibilita que demande menos energía que otras técnicas.
¿Cómo el invento para la escasez del agua elimina la sal?
A la par de este proceso se utiliza un segundo proceso conocido como electrodiálisis con el que se elimina iones de sal restantes, el desarrollo de este dispositivo necesito de aprendizaje automático para encontrar la combinación ideal del proceso ICP y los módulos de electro diálisis.
La configuración optima incluye un proceso ICP de dos etapas, donde el agua fluye por seis módulos en la primera etapa, luego en dos módulos en la segunda hasta el final que implica solo un proceso de electrodiálisis.
Esta división del proceso en módulos y etapas permitió minimizar las necesidades energéticas y desarrollar un sistema eficiente capaz solucionar un problema del agua.
2. Paneles que Extraen Agua del Aire
Los hidro paneles son una nueva tecnología de agua renovable autosuficiente capaz de solucionar los problemas del agua como es el abastecimiento con técnicas ya conocidas.
La organización OL PEJETA CONSERVANCY Y POWER FUNDATION PACK SOLUTIONS pretende usar la tecnología para abastecer de agua potable a los turistas que ingresan a la conservación y a las comunidades circundantes. Con este proyecto se pretende también fomentar nuevas formas para proporcionar agua limpia de manera sostenible.
La tecnología son unos hidro paneles para extraer agua de la atmosfera utilizando para ello las bases de la energía solar, esta diseñada para satisfacer la demanda de agua de una de las regiones preservadas donde se hallan los rinocerontes negros los mas grandes del este de África y los dos últimos rinocerontes blancos del norte.
Estos animales habitan en 360km de tierra semiárida tanto como la vida silvestre como para el consumo humano, el abastecimiento de los ríos cercanos no es suficiente como tampoco lo son los escasos pozos y represas.
Los hidro paneles usan la energía del sol para extraer agua aprovechando su ciclo natural. el del agua es un ciclo biogeoquímico la circulación del agua ocurre en la hidrosfera, litosfera y en la atmosfera mediante distintos cambios de estado, se transforma por medio de la evaporación, condensación, precipitación y la escorrentía superficial. Los paneles absorben el agua de la atmósfera evaporada en el ambiente y lo hacen de forma sostenible al aprovechar la energía solar.
¿Cómo funcionan los hidro paneles para resolver un problema del agua?
Los hidro paneles tienen una vida útil de 15 años, tienen filtros que toman aire atmosférico absorbido por un material higroscópico y sensores para monitorear y optimizar en tiempo real la calidad del agua producida.
El agua producida por los hidro paneles depende de las condiciones climáticas locales principalmente de la humedad relativa y la energía solar, esta energía es encargada de alimentar el panel fuera de la red convierte el vapor de agua en agua liquida pura, que finalmente es recolectada en un deposito.
Ya en el deposito el agua se mineraliza con calcio y magnesio componentes vitales para cuerpos orgánicos y que mejoran el sabor del agua. Un hidro panel puede producir en promedio de 2 a 5 litros de agua por día, el agua producida se bombea con una bomba también alimentada por energía para ser transportada a un dispensador para que luego pueda ser embotellada.
Un dato interesante es que este invento podría ser valioso para las comunidades y para el planeta en cuanto a la contaminación plástica. Gracias a que con un hidro panel se podría prescindir de más de 50mil botellas de plástico durante sus 15 años de vida útil.
3. Una Tecnología que Extrae Agua del Desierto con un Gel
Una lamina de gel es capaz de extraer agua potable directamente del aire del desierto esta membrana fue descubierta por científicos e ingenieros de la universidad de tejas de Austin en estados unidos. Este gel seria una solución de dos dólares por kilo para proveer de agua potable a regiones áridas y con severa escases.
Los investigadores creen que está tecnología puede evolucionar para ser comprada en cualquier ferretería y así solucionar los problemas de abastecimiento de agua potable de la gente común. El rendimiento del gel es superlativo, con 1kg se puedne producir más de 6 litros de agua esta cantidad de extrae en areas que poseen el 15% de humedad relativa, mientras que en areas donde la humedad alcanza 30% se pueden generar hasta 13 litros de agua.
6 litros podría parecer poca agua, pero los investigadores trabajan en una lamina más gruesas para aumentar la cantidad de extracción de agua producida.
Diferencia con otras tecnologías para el problema del agua
El problema de otras tecnologías para extraer agua del aire del desierto estaba en su excesivo consumo de energía y la poca producción del agua por un tiempo se evaluó la posibilidad de extraer agua de la atmosfera así como aplicar esta tecnología para crear un suelo de riego automático. Estas tecnologías fueron diseñadas principalmente para ambientes de humanidad relativamente alta.
La extracción de agua atmosférica es un sistema sostenible, pero sigue siendo un desafío ya que la producción de agua diaria todavía es limitada con respecto a las necesidades.
Esta lamina o membrana de bajo costo es el resultado del esfuerzo de investigaciones del equipo de científicos del departamento de ingeniería Mecánica Walker. Su objetivo es desarrollar un dispositivo sencillo para que millones de personas puedan utilizarlo en ambientes con limitado acceso al agua.
¿Cuáles son los problemas del agua?
Hay muchas causas y diversos problemas del agua que causan principalmente su escasez del agua, el cual es el principal desafío del sigo 21. Y probablemente lo seguirá siendo en los próximos años con las sequías extremas que se han dado en el 2022. Los principales problemas son:
- Degradación de los ecosistemas reguladores en las cuencas altas por el sobrepastoreo.
- Sobreexplotación del suelo por la ganadería y agricultura.
- Deforestación.
- Incremento de la temperatura de la tierra.
- Contaminación de las aguas superficiales y de los acuíferos
- Agua residuales no tratadas
- Derrames de combustible
Consecuencias de la Contaminación del Agua
La contaminación del agua se consideraría como el segundo desafío del siglo a tratar en el problema del agua, teniendo efectos negativos para el medio ambiente, salud y economía global. El deterioro de la calidad del agua frena el crecimiento y exacerba la pobreza en muchos países.
- Mayor Enfermedades por beber agua potable contaminada contrayendo enfermedades como hepatitis, cólera, entre otras.
- Contaminación de alimentos, así como la utilización de aguas residuales en la ganadería y la agricultura, pueden transmitir toxinas a alimentos.
- Destruye la biodiversidad ya que empobrece los ecosistemas facilitando la proliferación de algas fitoplanctónicas
Conclusiones
El problema del agua será un factor muy importante que influirá en el costo de vida en los países, el cual cada año se va acumulando. Pese a que en los últimos años se ha generado una conciencia social a favor del medio ambiente y afortunadamente esta tendencia va en aumento, aún queda un largo camino por recorrer.
Incluso hay quienes se atreven a decir que la próxima guerra mundial será por el control del agua, un camino donde muchas empresas se han sumado a la carrera con el único fin de lucrar. Lo que podemos asegurar es que no hay ninguna posibilidad de que nuestros países avancen hacia un desarrollo sostenible si no se garantiza primero el acceso al agua potable, en la calidad y cantidad necesaria que se requiere para el consumo y tratar con la contaminación hídrica.
