¿Qué hacemos con el problema del agua?

“La sequía ha provocado un descenso de un 50% de la cosecha de miel en Aragón. En 2016 debido a la falta de lluvias y a un invierno más caluroso de lo habitual, se ha reducido la floración en primavera, con el consiguiente perjuicio en la cosecha, que ha provocado que la la producción haya bajado significativamente pasando de un millón de kilos a la mitad”.

“La sequía ha provocado en la Comunidad Valenciana la muerte de casi un millón de pinos en los dos últimos años debido a la falta de humedad y las consiguientes plagas de insectos como el escarabajo tomicus. Esto ha llevado a que se tengan que realizar importantes talas de árboles enfermos para evitar la proliferación de insectos y la posteriores quemas de los ejemplares afectados”.

“La sequía ha paralizado la producción de azúcar, trigo, maíz y soja en Bolivia. De acuerdo con datos de la Asociación de Productores de Oleaginosas y Trigo cerca del 95% de los cultivos de trigo, el 80% de maíz, el 85% y el 70% de girasol, fueron afectados por la sequía durante la campaña de invierno.”

“La escasez de lluvias que se han registrado en México durante este año, hace prever que en 2017 se produzca una severa sequía, por lo tanto resulta indispensable que las autoridades gubernamentales tomen medidas que garanticen la seguridad alimentaria de la población. Ahora los fenómenos meteorológicos son más intensos, situación que genera incertidumbre en las fuentes de abastecimiento, seguridad hídrica y alimentaria. Ante esta situación es necesaria una mayor vinculación entre las instituciones científicas y el gobierno para formular estrategias encaminadas a predecir cambios atmosféricos”.

“Un nuevo estudio publicado en la revista oficial de la Academia Nacional de Ciencias de EE.UU. destaca que las sequías derivadas del cambio climático aumentan el riesgo de conflictos en comunidades agrícolas de países pobres. Otro estudio realizado por la Universidad de Columbia indica que la gran sequía que asoló Siria entre los años 2006 y 2010 pudo ser el germen para que un año después estallara la revolución. Según los investigadores, esa sequía estuvo provocada por el cambio climático”.

Todas estas son noticias publicadas recientemente en los medios de comunicación, hablan de una gran problemática, que afecta a multitud de lugares del mundo y muestran la necesidad de que la actividad científica y tecnológica desarrollarse con una mayor intensidad, para afrontar el gran reto al que se enfrenta la humanidad por la falta de agua para el consumo humano y para el riego de los cultivos. Frente a esta situación vamos a conocer a continuación una serie de iniciativas que van encaminadas a mejorar la problemática del agua ocasionada por el cambio climático y las sequías.

Iniciativas empresariales dedicadas a mejorar la problemática del agua a nivel mundial

Lluvia sólida es un invento del ingeniero químico mexicano Sergio Rico y consiste en un polvo granulado de acrilato de potasio biodegradable no tóxico que tiene la capacidad de absorber hasta 200 veces su peso en agua, por lo que está siendo usado con éxito por muchos agricultores para hacer frente a la escasez de agua, utilizado en los sectores agrícolas y forestales así como en floricultura, horticultura e hidroponía. Esta sustancia actúa como un reservorio de agua que permite que entre el 65% y 80% del agua almacenada sea tomada por el sistema radicular de las plantas de acuerdo con sus necesidades. Gracias a ello se asegura un crecimiento estable y saludable de los cultivos. Los agricultores utilizan el acrilato de potasio para almacenar el agua de lluvia y usarla posteriormente como método de riego, para ello esparcen la sustancia en el suelo de sus cultivos para que cuando llueva el producto se convierta en gel y de esta forma pueda almacenar el agua, que va siendo liberada durante seis semanas. Si tenemos en cuenta que el sector agrícola consume entorno al 70% del agua dulce de todo el mundo y que cerca del 80% de ese agua es desperdiciado por la utilización de sistemas de riego ineficientes, entendemos la gran aportación que puede realizar este invento para mejorar la problemática mundial del agua. Gracias a la lluvia sólida se pueden planificar las cosechas de un año para otro, asegurar la producción ante sequías inesperadas y mejorar tanto la cantidad de la cosecha como su calidad.

thepipe

The Pipe es un proyecto ideado por la empresa canadiense de Khalili Engineers para participar en el concurso Land Art Generator Initiative, que organiza el estado de California, con el objetivo de encontrar nuevas formas de generación de energía limpia y purificación del agua. La idea que han desarrollado consiste en una estructura con aspecto de tubo que será fabricada en plata y aluminio. Dicha estructura contaría en la parte exterior con paneles solares capaces de generar hasta 10.000 MWh de energía anualmente, lo que serviría a su vez para alimentar un sistema de filtración electromagnética capaz de desalinizar hasta 5.600 millones de litros de agua al año, los cuales se distribuirían en la ciudad como agua potable para consumo. La instalación además podrá generar “agua clara”, la cual contiene el 12% de salinidad y que podrá ser usada para integrar baños termales en el interior de la estructura y así poder generar ingresos adicionales por recibir visitantes. Además esta estructura cuenta con un diseño de aspecto atractivo que le permitirá convivir con la imagen de Santa Mónica y se instalaría a pocos metros del muelle, debido a que es donde se cuenta con la infraestructura necesaria para canalizar el agua potable hacia el sistema principal de abastecimiento de la ciudad.

Watly es un sistema de energía solar especialmente pensado para ser utilizado en los países en desarrollo, con el objetivo de obtener electricidad, purificar el agua y conectar a los residentes locales a Internet. La empresa fundada en Barcelona por el emprendedor italiano Marco Attisani, ha llevado a cabo un programa piloto con un prototipo del sistema en Ghana y se prepara para crear Watly 3.0, una máquina más grande con capacidad para generar más energía renovable. Para su desarrollo la empresa ha contado con el apoyo del instrumento de financiación específico para las pymes Horizonte 2020 de la Unión Europea. La máquina se alimenta exclusivamente de energía solar y utiliza el principio de destilación por compresión de vapor para purificar el agua. Gracias a ello se obtiene un agua completamente pura, de baja mineralización y con un equilibrio de pH adecuado. La máquina puede desalar el agua marina con eficacia y elimina todos los patógenos y microorganismos de aguas contaminadas como virus, bacterias, parásitos y hongos y compuestos inorgánicos y veneno. Para ello utiliza la destilación por compresión de vapor utilizando medio de motores térmicos diseñados y reglados para lograr un nivel de eficacia del 97 %, una cifra muy superior a los entre 30 y 70 % de los métodos estándar.

Zeromasswater es una iniciativa de Cody Friesen, profesor de ingeniería en la Universidad Estatal de Arizona, en la que han desarrollado un panel de extracción de aire del agua utilizando la energía solar. El panel está formado por el material absorbente del agua, los filtros de purificación, los paneles solares que generan la electricidad necesaria para que todo el proceso funciona y un depósito de sales minerales que es necesario proporcionar al agua para enriquecerla. Gracias a esta instalación se puede generar 5 litros de agua potable al día, por lo que resulta de gran utilidad para lugares aislados con dificultad para acceso al agua o zonas con problemas de salubridad del agua.

Sundrop Farms es un fabricante de invernaderos que ha construido en una zona desértica del sur de Australia una gran instalación en la que se utiliza energía solar para desalinizar agua, que posteriormente es utilizada para el cultivo de verduras y hortalizas. Para construir esta instalación se han invertido unos 150 millones de dólares. En la planta de producción de energía solar se redirecciona los rayos del sol con 23.000 espejos hacia una torre para generar la energía que alimenta el sistema de desalinización y sirve también para alimentar el sistema de refrigeración que se utiliza en los invernaderos, que ocupan 20 hectáreas de terreno. El agua se extrae del cercano golfo Spencer y es posible llegar a generar hasta un millón de litros de agua dulce al día. Todo ello sirve para regar los cultivos en invernaderos en los que se espera obtener una producción de más de 15.000 toneladas al año, cuando se alcance su capacidad máxima. Este sistema integral de energía es el primero de su tipo en el mundo y cambia la forma de trabajar en el ámbito de la energía, la desalinización y la agricultura. Además se reduce de manera significativa los costes y las emisiones de CO2. En concreto gracias a este sistema se evitará la emisión de al menos 14.700 toneladas de dióxido de carbono a la atmósfera al año.

Investigaciones encaminadas a reducir los problemas de la sequía y la escasez de agua

No sólo las empresas están realizando avances importantes para mejorar la situación ocasionada por las sequías, también muchos científicos dedican su vida a encontrar soluciones que ayuden a mejorar esta gran problemática. Veamos a continuación algunas de estas investigaciones:

Científicos del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas, del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y la Universitat Politècnica de València investigan los mecanismos moleculares que ayudan a las plantas a sobrevivir ante las sequías y han demostrado que las especies modificadas para sobreexpresar las proteínas RGLG1 y RGLG5 resisten mejor las condiciones de sequía que las no modificadas. De la investigación realizada se desprende que la respuesta de las plantas ante la sequía depende de un delicado equilibrio entre los frenos y los activadores de la señalización hormonal. Los frenos deben estar activos cuando no hay estrés mientras que los activadores han de funcionar cuando hay situaciones de estrés ambiental transitorias o sostenidas. Gracias a esta investigación se han identificado dos proteínas que intervienen en la degradación de varios represores de la ruta de señalización del ácido abscísico, una hormona clave para que las plantas afronten las situaciones de sequía. Consiste en disminuir la vida media de un freno para responder a la sequía. En concreto han descubierto que las proteínas RGLG1 y RGLG5 son las enzimas que facilitan la degradación de las fosfatasas con lo que se completa un doble mecanismo para eliminar la inhibición de las fosfatasas y permitir así activar la ruta de señalización de la hormona para afrontar la sequía.

Investigadores de la Universidad de Alicante realizan ensayos en un avión científico de la NASA, con un experimento dirigido a recuperar el agua de la orina de los astronautas con un innovador catalizador que ofrece el valor añadido de generar energía. El catalizador que han desarrollado podría ser especialmente útil en futuras misiones de larga duración como las que está previsto empezar a realizar Marte en los próximos años y para las estaciones espaciales, ya que los residuos fisiológicos que generan los astronautas se convierten en un problema por la falta de espacio de almacenaje. Este nuevo tipo de catalizador es capaz de eliminar el amoniaco, generado por hidrólisis previa de la urea y permite que el agua sea reutilizable. Para ello se ha diseñado una original estructura microscópica formada por nanocubos de platino, con formas poliédricas de un tamaño de 10 nanómetros. El electrocatalizador convierte el amoniaco en nitrógeno, un gas que se elimina fácilmente, mediante un proceso de oxidación electroquímica en el que se generan electrones, que pueden ser además usados como fuente energética para alimentar algún instrumental a bordo.

El crowdfunding como palanca para impulsar iniciativas relacionadas con el agua

El crowdfunding se está convirtiendo en un gran aliado para todo tipo de nuevas iniciativas relacionadas con la mejora de la situación del agua. Ahora vamos a conocer a una serie de ideas que van a poder convertirse en una realidad gracias al apoyo de la gente a través de las plataformas de financiación colaborativa.

DrinkPure es un proyecto del estudiante de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich, Jeremy Nussbaumer, que ha creado un innovador filtro de agua para su purificación de forma rápida, simple y económica. El filtro se enrosca en la botella que contiene el agua a purificar y puede eliminar bacterias y contaminantes, lo cual resultará de gran utilidad para proyectos de ayuda al desarrollo. Lo que hace único a este nuevo tipo de filtro es que se puede incorporar prácticamente a cualquier tipo de botella de plástico, no requiere de una bomba o un depósito, por lo que es muy fácil de usar, sólo hace falta enroscarlo en la botella con agua contaminada y se puede beber directamente a través del filtro. El proceso de purificación del agua se realiza en tres etapas de filtrado: en primer lugar un pre-filtro captura partículas grandes, tales como arena y fragmentos de plantas; la segunda fase consiste en un polvo de carbón activo que elimina principalmente olores indeseables y contaminantes químicos; la tercera y más importante parte del filtro es una membrana de polímero que elimina las bacterias. Para la financiación del proyecto se ha realizado una campaña de crowdfunding en la plataforma Indiegogo en la que se han logrado recaudar 74.000 dólares por parte de más de 600 patrocinadores.

waterseer

WaterSeer es un invento de Nancy Curtis y Don Zacherl, que se ha financiando a través de una campaña de crowdfunding en Indiegogo, en la que ha recaudadosmás de 170.000 dólares por parte de 1.300 patrocinadores. Se trata de un dispositivo destinado a intensificar la condensación para recoger agua de la atmósfera llegando a conseguir 40 litros de agua potable al día. Para ello no necesita de una fuente de energía externa, ya que aprovecha la energía del viento. El dispositivo se ancla a dos metros bajo el suelo y en la parte superior dispone de una turbina vertical, que hace girar las aspas del ventilador interior para introducir aire en la cámara subterránea. Esta cámara se enfría gracias a la tierra circundante y condensa agua en el depósito para crear un pozo artificial del que se puede extraer agua potable durante todo el día. El proyecto ha sido desarrollado en los laboratorios VICI, en colaboración con Universidad de Berkeley y la National Peace Corps Association, con el objetivo de ayudar a las 2,3 millones personas en el planeta carecen de acceso regular al agua potable, para ello tienen previsto, donar uno de estos dispositivos cada vez que se produzca una venta privada.

Nebia Shower con más de 3 millones de dólares recaudados en la plataforma de crowdfunding Kickstarter es probablemente el proyecto relacionado con el agua que más éxito ha tenido hasta el momento. Se trata de una ducha gracias a la cual se puede ahorrar el 70% del consumo de agua cada vez que la utilizamos. Para su diseño se ha utilizado un sistema de ingeniería aeroespacial destinado a controlar la presión con la que sale el agua a través de la ducha. Cuenta con un cabezal ajustable que está construido a base de polímero de alta densidad. En su interior dispone de diminutas boquillas, que se encargan de fraccionar el agua en miles de gotas mucho más pequeñas que las normales, y que sin embargo, son  capaces de cubrir una superficie hasta 10 veces mayor. La sensación que produce a la persona que lo utiliza es parecida a la de un baño de vapor o de rocío, sin que las gotas pierdan la fuerza necesaria para retirar el jabón del cuerpo, con la misma rapidez que una ducha tradicional, pero de manera más ecológica. Además del gran éxito logrado a través de la campaña de crowdfunding, la empresa ha logrado el apoyo de importantes inversores como Tim Cook, de Apple y Eric Schmidt, de Google.

Altered:Nozzle es un producto con similitudes al comentado anteriormente y que en este ocasión consiste en un complemento para los grifos que permite ahorrar hasta el 98% del consumo de agua. Igualmente ha sido financiado a través de la plataforma Kickstarter logrando el apoyo de 7.000 patrocinadores que han aportado más de medio millón de dólares al proyecto. Gracias a este pequeño dispositivo el agua que sale del grifo lo hace de manera pulverizada, pudiendo aprovechar casi la totalidad del agua sin que acabe perdiéndose, en caso de necesitar más agua, el sistema también dispone de otro modo de pulverización que permite el ahorro de hasta el 75% del agua. Gracias a esto se puede utilizar la mayor cantidad de agua posible que sale del grifo al ser pulverizada, ampliando la superficie del agua y generando pérdidas muchísimo menores que cuando se usan las bocas regulares de los grifos, en las que parte del agua acaba rebotando en las manos o en la superficie o directamente va directa hacia el desagüe.

Fontus es otro de los grandes casos de éxito de uso del crowdfunding para financiar un producto innovador relacionado con el agua. En la campaña realizada en Kickstarter su inventor Kristof Retezar ha logrado más de 300.000 dólares por parte de cerca de 1.500 patrocinadores, que le van a ayudar a crear una botella inteligente que se llena gracias a la condensación del agua que contiene el aire. El dispositivo funciona gracias a la energía solar y a la energía cinética generada a a través del pedaleo cuando va acoplado en una bicicleta. Para obtener el agua dispone de un pequeño refrigerador termoeléctrico que enfría la cámara superior mientras la inferior permanece templada para que la humedad pueda transformarse en agua. El condensador está unido a la botella donde se almacena el agua limpia captada durante el trayecto en bicicleta. Fontus puede producir medio litro de agua en una hora en casos de temperaturas de entre 30 y 40º; y de entre un 80 y un 90% de humedad. El dispositivo cuenta con un filtro para evitar que el polvo y los insectos entren en el mecanismo de la botella y pueda contaminar el agua.

Los niños también están, decididos a solucionar los problemas del agua

Tal y como vimos en el artículo dedicado a niños inventores, estos tienen una gran capacidad para ponerse a trabajar en resolver algunos de los grandes problemas de la humanidad y la problemática con el agua no va a ser una excepción. Seguidamente vamos a conocer a una serie de niños que quieren aportar su grano de arena para mejorar el mundo, al mismo tiempo que ayudan a resolver los problemas que está ocasionando la sequía:

Deepika Kurup ganó con la edad de 14 años el premio Discovery Education 3M Young Scientist Challenge, gracias a la creación de un dispositivo inteligente que utiliza la energía solar para desinfectar agua contaminada. Para ello utiliza un proceso que consiste en exponer óxido de titanio y óxido de zinc a la luz solar, con lo que se inicia una reacción química que forma radicales hidroxilos que pueden atacar y destruir ciertos tipos de bacterias para desinfectar el agua contaminada. En las pruebas, al de contar los niveles de bacterias coliformes, antes y después de aplicar su sistema, su invento es capaz de reducir significativamente la cantidad de bacterias coliformes de 8.000 hasta 50; y de E. coli de más de 1.000 a ninguna, en menos de 8 horas. Además gracias a los materiales con los que está elaborado  el sistema es mucho más económico que con los utilizados anteriormente para el mismo fin. Para realizar este invento la niña se inspiró en un viaje a la India cuando fue testigo de cómo unos niños bebían agua sucia de un charco estancado.

Nguyen Tan Loi es un joven vietnamita que con 17 años ha inventado una máquina que convierte agua salada en agua potable. La idea se le ocurrió tras un viaje a una zona costera donde la población era muy humilde y era necesario ahorrar hasta la última gota de agua corriente. El primer convertidor de agua salada lo puso en marcha en su propio centro educativo. Para su funcionamiento utiliza de paneles solares y ha sido pensado para producir hasta 30 litros de agua al día. Su objetivo es que la máquina tenga un coste inferior a 40 euros para que pueda ser comprada por cualquier familia que tenga dificultades para acceder al agua potable. Para el desarrollo de este proyecto ha formado equipo con dos compañeros de clase y ha recibido ayuda de su profesor de física.

Cynthia Sin Nga Lam es una joven australiana que ha inventado una purificadora de agua residual, que también produce hidrógeno, por lo que puede generar electricidad utilizando únicamente la luz del sol. Gracias a este invento llamado H2Pro ha ganado el concurso Google Science Fair de ciencia y tecnología en el que pueden participar alumnos de todo el mundo, de forma individual y en equipo, de edades comprendidas entre los 13 y los 18 años. La joven inventora ideó esta máquina preocupada por los millones de personas que viven en el mundo sin energía ni agua. La solución que ha aportado a esta problemática es una unidad fotocatalítica de generación de Electricidad y purificación de agua portátil, que produce tanto energía limpia como agua dulce. Gracias a este invento se ayuda a hacer frente a la problemática de acceso al agua potable y electricidad a las personas alrededor del mundo que carecen de ello.

Conclusión

La problemática con el agua es tan importante que debería ser una prioridad a nivel global. Pero no únicamente en la búsqueda de soluciones para el acceso al agua potable. Resulta fundamental trabajar también para mejorar la situación de la sequía que tan gravemente está afectando a muchos bosques y que es la causa de la desertización de muchas zonas que antes eran fructíferas. Si en países como Emiratos Árabes están dispuestos a crear montañas artificiales, para que se produzca lluvia de forma natural, invirtiendo para ello cantidades ingentes de dinero, el resto de países también deberían realizar esfuerzos relevantes. Para ello resultará de gran utilidad el descenso del coste de la producción de energía gracias a las energías renovables, que a su vez facilitará el trabajo de cara a la purificación del agua contaminada de los ríos y la desalación del agua del mar, que podrá ser utilizada para cultivos y bosques que ayuden a su vez a mejorar la problemática del clima.

“Las próximas guerras serán por el agua”, vaticinan funestos quienes no vislumbran aún la dinámica profunda que generan estos cambios. ¡Si algo abunda en este planeta es agua! Sólo que casi toda es salada y desalinizarla es caro porque consume mucha energía. Pero., ¿y si la energía fuera gratis? Si no tuviera costo (o solo un valor fijo, como sucede hoy con Internet), carecería de sentido pelear por petróleo o por agua. Santiago Bilinkis

2 comentarios sobre “¿Qué hacemos con el problema del agua?

  1. […] Nebia Shower – Better experience, 70% less water con más de 3 millones de dólares recaudados es un excelente ejemplo de cómo el crowdfunding puede resultar de gran ayuda para financiar la puesta en el mercado de productos innovadores en todo tipo de sectores, no únicamente en el mundo de la electrónica y los videojuegos, que quizás parezcan los más propicios para la financiación colaborativa. De este producto hablamos en el artículo que dedicamos en Futurizable a reflexionar sobre los problemas con el agua. […]

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