Cómo recolectar agua en el desierto… con escarabajos y cactus

Las púas de los cactus pueden acumular agua.

Uno de los grandes retos del hombre sigue siendo obtener agua en zonas áridas del planeta empleando distintas técnicas tan rudimentarias como revolucionarias. Una de las más recientes procede de la Universidad de Berkeley (California), donde se fabricó una recolectora capaz de trabajar a temperatura ambiente -con luz solar y sin energía adicional- y de obtener agua del aire en el desierto con un material metalorgánico: agua a bajo coste. En 2015, tres ingenieros chilenos pusieron en práctica otro invento para obtener agua del aire, proyectos muy similares a los desarrollados en Israel y España y que están funcionando en distintos puntos áridos del planeta. El año pasado, Evelyn Wang y un grupo de colaboradores del Instituto Tecnológico de Massachusetts fabricaron agua potable con ayuda del calor y de la luz del sol por el principio de la condensación.

El último método para conseguir el líquido vital en el desierto ha tenido como referencia el comportamiento de las plantas e insectos que han logrado sobrevivir durante años y años en las zonas más áridas de la Tierra: cactus, escarabajos y una serie de hierbas capaces de recoger el agua condensada de la niebla nocturna. El equipo de Bharat Bhushan, profesor de ingeniería mecánica de la Universidad de Ohio State, estudió el comportamiento de cada uno de estos elementos y llegó a la conclusión de que podían desarrollar un sistema similar, aunque más amplio, para permitir a los humanos extraer el agua de la niebla o la condensación durante la noche. El estudio se publicó en Philosophical Transactions of the Royal Society.

Para enfocar su tesis, los investigadores se fijaron en las protuberancias en la espalda del escarabajo, en las puntas de las hierbas del desierto y en las púas del cactus. Entonces comenzaron a estudiar las formas en que las diferentes superficies podrían acumular agua y cuáles serían las más eficientes. Usando una realidad virtual con impresoras 3D, construyeron superficies con protuberancias y púas, y luego crearon ambientes cerrados y con niebla utilizando un humidificador comercial para ver qué sistema recolectaba la mayor cantidad de agua. El resultado les sorprendió. Dedujeron que las formas cónicas recogen más agua que las formas cilíndricas. Esto se debe a un fenómeno físico llamado gradiente de presión de Laplace: el agua se acumula en la punta del cono y luego fluye por su pendiente hasta el fondo, donde le aguarda un reservorio.

La superficie del escarabajo cuenta con manchas hidrófilas.

La superficie del escarabajo cuenta con manchas hidrófilas. CSIC

En los experimentos, las superficies ranuradas acumularon aproximadamente el doble de agua que aquellas sin ranurar. Sobre los materiales, las superficies hidrófilas, aquellas que permitían que el agua formara gotas en lugar de absorberla, acumulaban la mayor cantidad de agua. El material de la superficie del escarabajo es heterogéneo, con manchas hidrófilas rodeadas de regiones hidrófobas, lo que permite que el agua fluya más fácilmente hacia la boca del animal. El equipo también investigó 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.

“El suministro de agua es un tema de importancia crítica, especialmente para las personas de las partes más áridas del mundo. Al utilizar tecnologías de inspiración biológica, podemos ayudar a enfrentar el desafío de proporcionar agua limpia a personas de todo el mundo de la manera más eficiente posible”, sostiene Bhushan.