El acceso a un suministro de agua limpia es vital para la salud humana, y como tal, se ha reconocido el agua como un derecho humano básico. Sin embargo, la escasez de agua afecta a más del 40 por ciento de la población mundial y se prevé que aumente.
En la actualidad se estima que aproximadamente 800 millones de personas no tienen acceso a agua limpia, lo que hace evidente que el suministro de agua potable debe complementarse para satisfacer las necesidades futuras.
Inspirados en la naturaleza
Todos los seres vivos requieren agua. Por lo tanto, después de unos 3 mil millones de años de evolución, muchas especies exhiben soluciones eficientes para garantizar su seguridad hídrica. Estas soluciones generalmente involucran especies que poseen una química y una estructura única en su cuerpo que le permiten alcanzar su propósito: obtener agua en ambientes inhóspitos.
Tres especies que recolectan agua de la niebla, el escarabajo del desierto de Namib (Stenocara gracilipes), la hierba del desierto de Namib (Stipagrostis sabulicola) y el cactus (Opuntia microdasys), son buenos ejemplos de adaptación evolutiva.
En este sentido, e inspirados en estos ejemplos, dos investigadores de la Universidad Estatal de Ohio ofrecen una posible solución al suministro de agua en zonas desérticas.
El cactus, el escarabajo y las hierbas del desierto recogen agua condensada de la niebla nocturna, recogiendo gotitas del aire y filtrándolas a las raíces o reservorios, proporcionándoles suficiente hidratación para sobrevivir.
En los escarabajos, las gotas de agua se acumulan en las protuberancias repelentes al agua de la parte posterior de sus cuerpos, y luego se deslizan hacia la boca del escarabajo. Las hierbas del desierto recogen el agua en sus puntas, luego canalizan el agua hacia sus sistemas de raíces, y los cactus recolectan agua en la puntas de sus púas antes de guiar las gotitas por las espinas cónicas hasta la base de la planta.
Diseñando estructuras eficientes
El equipo de investigadores estudió cada uno de estos seres vivos y notaron que podían construir un sistema similar más grande, que les permita a los humanos extraer agua de la niebla o la condensación nocturna.
A tal fin, los investigadores comenzaron a estudiar las formas en que las diferentes superficies podrían acumular agua y qué superficies podrían ser las más eficientes. Usando impresoras 3D, construyeron superficies con protuberancias y púas, y luego crearon ambientes cerrados y con niebla para ver qué sistema recolectaba la mayor cantidad de agua.
El equipo de investigación encontró que las formas cónicas recogen más agua que las formas cilíndricas. En complemento, los científicos experimentaron en una estructura que incluía múltiples conos y descubrió que se acumulaba más agua cuando las gotas de agua podían unirse entre los conos que estaban separados por uno o dos milímetros.
Si bien hasta ahora, el trabajo se ha realizado sólo a nivel de laboratorio, los autores prevén que el trabajo se ampliará, con estructuras en el desierto que podrían acumular agua de la niebla o la condensación nocturna, lo que representaría un suministro de agua que bien podría complementar los sistemas o pozos públicos, en casa individuales o a nivel comunitario.
Referencia: Designing bioinspired surfaces for water collection from fog. Philosophical Transactions of the Royal Society, 2018. https://doi.org/10.1098/rsta.2018.0269