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Artículos y estudios recientes sobre el avance en la tecnología de captación y conservación de agua para complementar el conocimiento adquirido en clase.

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Hay muchas tecnologías en el mercado que prometen que te van a hacer ahorrar agua como para que la factura casi te salga a devolver. Pero, ¿qué hay de real detrás de todas ellas?

El agua es un recurso escaso, y cada vez somos más lo que estamos concienciados e intentamos no desperdiciarla. Si este es tu caso, enhorabuena, ese es el primer paso, pero también el más importante y efectivo. De nada sirve una vivienda llena de dispositivos de ahorro, si te dejas el grifo abierto mientras te lavas los dientes (si, hay gente que todavía lo hace).

Si eres de estos últimos, no sigas leyendo, busca información en este blog u otros sobre la importancia del agua y su cuidado, y cuando en una película no puedas prestar atención al diálogo porque el protagonista se ha dejado abierto el grifo de la cocina mientras habla con su madre, ya puedes volver.
Pero la concienciación tiene un límite, y es ahí donde entra la tecnología, que nos permite ir un paso más allá.
En este artículo vamos a hacer una revisión de las 10 mejores tecnologías disponibles para ahorrar agua en una vivienda y a analizar el impacto real que pueden tener en el ahorro (no el que te dice el vendedor, que ya sabemos que siempre tira por lo alto).

1. Aireadores para los grifos

Estos pequeños dispositivos se enroscan en el grifo y reducen el caudal de salida, pero al mezclarlo con aire, no se percibe una reducción de la presión que resulte incómoda. Es posible que, si tus grifos no son muy antiguos, ya vengan incorporados.

El agua pasa a través de unas mallas (habitualmente metálicas) superpuestas, que obligan al agua a seguir un camino más largo. Al disminuir la sección de paso (solo puede pasar por los agujeros de las mallas), aumenta la velocidad y disminuye la presión, y por efecto Venturi, succiona e incorpora aire a su flujo.

Se puede ver como el agua en un grifo con aireador está más enturbiada, por la presencia de aire.

Ahorro: Los fabricantes hablan de ahorros de consumo del 40-60%, pero esa es la reducción de caudal, y bajo ciertas condiciones de presión.

Que el caudal se reduzca un 50 % por ejemplo, no significa que vayamos a consumir la mitad necesariamente. Nadie se lava las manos con un cronómetro, por lo que la cuenta que suelen hacer de: si antes consumía 12 litros por minuto, ahora consumo 6, por lo que el consumo se reduce a la mitad, está un poco forzado.

Incluso en casos extremos, podría pasar que en un grifo con demasiado caudal, tengamos más cuidado de no abrirlo del todo, para no ponerlo todo perdido, pero al añadir un aireador, lo abramos a tope sin miedo, y estemos gastando más agua que antes. Es un caso extremo, pero si el fabricante se pone siempre en el más favorable, también podríamos ponernos en el más desfavorable ¿no?

Siendo razonables, los aireadores son una manera muy sencilla y barata de ahorrar agua. El ahorro que suponen, va a depender mucho del uso que hagamos de los grifos, pero al ser el consumo en grifos un 35% del consumo total de la vivienda (1), el impacto potencial es grande. Existen muy pocos estudios que analicen el impacto real midiendo el consumo y no estimándolo, pero cogiendo de referencia el Cuaderno 06: Potenciales de ahorro, del Canal de Isabel II (2), obtenemos que un ahorro que oscila entre el 11% y el 24% (en un estudio con una muestra muy pequeña, 6 viviendas), cuando el ahorro teórico en ese caso era del 30-35%.

Recomendación: No lo dudes, si no los tienes, instálalos hoy.

2. Duchas eficientes

Los cabezales eficientes pueden suponer un gran ahorro de agua ya que en la ducha se produce alrededor de un 27% del consumo total de una vivienda (1).

Existen infinidad de modelos con múltiples modos de funcionamiento cada uno (un solo chorro más potente, más chorros pero menos intensos, etc.), pensados sobre todo para un mayor confort a la hora de ducharse. Para que una ducha sea confortable, debe tener una buena "presión", aunque en realidad lo que queremos es que el agua salga con buena velocidad, que técnicamente no es lo mismo, pero es así como nos entendemos, y esto se consigue reduciendo la sección de salida a unos pequeños agujeros. Esto provoca otro efecto, y es la reducción de caudal causará a su vez un ahorro de agua.

Ahorro: Al igual que los aireadores, los fabricantes hablan de hasta un 50%, pero suelen hacer más hincapié en el confort y los modos de funcionamiento, que en los ahorros. De hecho, cada modo de funcionamiento, tendrá un ahorro relacionado la velocidad de salida del agua (dato que no te suelen especificar).

Pero los ahorros reales, como en los aireadores, serán menores, ya que si el caudal es muy bajo, por mucho que te haya saltado la alarma del tiempo de ducha, si no has podido quitar todo el jabón vas a seguir un rato más.

Cogiendo de referencia el Cuaderno 06: Potenciales de ahorro, del Canal de Isabel II, obtenemos un ahorro de media de un 21% en las viviendas analizadas. De nuevo, con una muestra corta.
Aunque si lo que te gusta es quedarte debajo de la ducha para relajarte, vuelve a leerte el principio de este artículo.
Extra: Existen algunos modelos de última generación que nebulizan el agua (como la de la primera imagen) y que reducen así el caudal en un 70%. El problema de estas duchas según usuarios que las han probado, es que las gotas son tan pequeñas, que se enfrían muy rápidamente, y hay que tener el agua muy caliente para que la experiencia sea agradable. Ahorrar agua para malgastar energía, no es un negocio medioambientalmente rentable.

Recomendación: Una buena alcachofa de ducha te proporciona confort y ahorro, pero recuerda, no estás en un spa ni eres el cantante de tu grupo favorito, así que úsala con moderación.

3. Grifos inteligentes

Existen grifos hoy en día que se regulan solos para que salga a una temperatura determinada, que pueden encender la ducha a distancia para que esté caliente cuando te vayas a duchar y hasta que se conectan con los asistentes de voz cada vez más presentes en los (Alexa, Siri, Google Assistant). Pero poder encender un grifo con la voz, aparte de vacilarle a tus invitados, no es que sea extremadamente útil, y no es que ahorre mucha agua.
Pero hay otros que estamos más acostumbrados a ver y que son mucho más útiles, los que tienen detectores de manos.
Seguramente todos hemos tenido experiencias con estos grifos en algún que otro baño público (algunas veces después de pasar un buen rato averiguando como usarlo y esperando que nadie nos estuviera viendo).

Con la evolución de la tecnología y su abaratamiento, ya empiezan a surgir grifos de este tipo pensados para el hogar, o pequeños adaptadores que convierten nuestro grifo normal en uno "sin contacto" y que funcionan con baterías. Al fin y al cabo, se usan muchas menos veces al día que en un baño público.

Ahorro: El ahorro de estos aparatos en un hogar es limitado, incluso en casos particulares podríamos terminar gastando más que antes. Es cierto que se puedo ahorra algo por no tener que abrirlos y cerrarlos, ahorrando así el tiempo desde el mando al grifo, y desde el grifo al mando, pero es insignificante.

Lo que puede provocar un ahorro (o un aumento del gasto) es que el caudal de salida siempre va a ser el mismo, el que tu hayas preestablecido. Si has puesto un caudal bajito, suficiente para las tareas cotidianas, te vas a ahorrar las veces que lo abres innecesariamente de más. Pero también puede pasar al contrario, que lo tengas más alto porque alguien de la casa le gusta más fuerte, o porque cuando tiene que llenar un olla con agua, 15 segundos de más le parece un mundo y al final tengas siempre el agua a tope.

Recomendaciones: Es una opción que puede aportar confort y limpieza, al no tener que tocar el grifo con las manos sucias, y en caso de haber niños pequeños, es una facilidad añadida para ellos. Pero si es por ahorrar agua, un aireador es mucho más barato y efectivo.

Si piensas en instalar un adaptador para tu grifo normal, ten en cuentan que ocupan espacio, y que si tu grifo no es muy alto, puede que no quede mucho hueco debajo, especialmente en los lavabos.

4. Cisternas eficientes

Aquí la tecnología es muy importante, ya que va a condicionar mucho el consumo de agua. Mientras que en las cisternas antiguas, todas las descargas eran de entre 9-12 litros, en las modernas más habituales, de doble pulsador, la descarga grande es de 6 litros y la pequeña de 3, aunque existen inodoros que pueden bajar estos valores a 4 y 2 litros respectivamente.

Esto no sólo es posible gracias a que la cisterna descargue más o menos agua, sino que el diseño del inodoro está diseñado para que, con menos agua, funcione igual de eficazmente. En muchas ocasiones, la cisterna del inodoro se puede adaptar simplemente cambiando el mecanismo de descarga simple a uno de doble descarga, y que siga funcionando eficazmente.

Estos inodoros no están exentos de poder darles un mal uso. Hay gente que los usa como si fueran una papelera o un cenicero (los hay aún, desgraciadamente). Esto no solo es un malgasto de agua, sino que atasca el alcantarillado y dificulta la depuración del agua.

Pero lo que es más común de lo que pensamos, es que no se use bien el pulsador. Hay gente que simplemente presiona los dos botones por defecto, haga lo que haga, duplicando el consumo de agua de manera totalmente innecesaria. Incluso hay cisternas en las que no está muy claro que botón corresponde a una descarga corta, y a una larga.

Ahorro: Si partiéramos de una cisterna de 9 litros de descarga única, teniendo en cuenta que los usos del WC pueden estimarse en 6 diarios (3) (supongamos que 1 aguas mayores y 5 aguas menores de media), el ahorro potencial al instalar una cisterna de doble descarga de 6/3 litros sería de 33 litros por persona y día, lo que equivaldría al 60% de ahorro en ese consumo.

Recomendación: Este es otro de los imprescindibles, una vivienda moderna debe tener este tipo de cisternas y sus inquilinos deben saber usarlas.

5. Urinarios para el hogar

Sí, habéis oído bien, adiós a las peleas por no subir la tapa. Y es que muchas marcas comerciales ofrecen versiones para el hogar de los urinarios masculinos que encontramos en cualquier baño público (muchos más estéticos que estos, algunos con su tapa y todo).

Aparte de una cierta comodidad y limpieza, consumen mucha menos agua, en torno 1-0.5 litros por descarga. Ya existen tecnologías, cada vez más extendidas, de urinarios que no usan agua, pero son mucho más habituales en baños públicos, donde su uso es más intensivo y el ahorro se multiplica.

Ahorro: Si instalamos un urinario de estas características, es lógico pensar que nuestro inodoro es al menos de doble descarga con 6/3 litros. Suponiendo que lo van a usar el 50% de los inquilinos de media (los varones) y que el consumo es de 1 litro por descarga, el ahorro que supondría tenerlo sería de 10 litros por varón diario, o 5 litros de media por inquilino. Esto supondría un 24% de ahorro por inquilino sobre los 21 litros que gastaría de media una persona en el WC (1 descarga de 6 litros y 5 de 3 litros).

Recomendación: En este aspecto, el espaciopuede ser un impedimento importante. Pero también ocupa mucho espacio el bidé, incluso más, y hay cuartos de baño en los que no se ha usado en décadas. No estará muy extendido, al menos en los próximos años, pero será cada vez más habitual encontrártelo en la casa de algunos amigos, y les envidiarás por ello. Si tienes sitio y estas diseñando el baño, o remodelándolo, no lo dudes.

6. Electrodomésticos eficientes

En este caso hablaremos tanto de lavavajillas como lavadoras.

Lo primero, como en los apartados anteriores, el buen uso es fundamental. Intentar llenar los electrodomésticos por completo, y si no fuera posible usar las opciones de media carga, pero teniendo en cuenta que normalmente te van a consumir más de la mitad. Es lo que tienen las economías de escala.

En las etiquetas de eficiencia energética obligatorias en la Unión Europea, aparte del consumo energético, aparece el consumo anual de agua. En el caso de los lavavajillas se suponen 280 usos al año y en las lavadoras 220, por lo que habrá que dividir el consumo anual entre los usos para calcular el consumo estimado por uso.

Ahorro: Si comparamos en el mercado español entre lavadoras de 8 kg de carga, podemos encontrar desde modelos que consumen en torno a 6.6 litros por kg de ropa lavada hasta los modelos más eficientes, que consumen alrededor de 4.6 litros/kg, lo que supondría un ahorro del 30% en consumo de agua.

En cuanto a los lavavajillas, la capacidad se mide en cubiertos. Si comparamos lavavajillas de 14 cubiertos, que es el tamaño que nos va a aportar más eficiencia, nos encontramos consumos desde 1.2 litros por cubierto y lavado (16.8 litros por puesta) hasta los modelos más eficientes que consumen 0.6 litros por cubierto (8.4 litros por puesta), lo que supondría un ahorro del 50% en el consumo.

Recomendación: Los cálculos que hemos hecho son entre electrodomésticos nuevos, que ya son muy eficientes comparados con los antiguos, pero comparáramos uno moderno eficiente con uno de hace 15-20 años, los ahorros serían muchísimo más grandes. Así que, si te han dado algún problemilla y ya los tienes amortizados, pásate a unos nuevos, eficientes y silenciosos.

7. Recirculadores de agua caliente

Estos sistemas ya se utilizan en instalaciones como en los hoteles, y es por eso que tienes agua caliente en la ducha casi instantáneamente, aunque la caldera esté 5 plantas más abajo. Pero esto implica tener el agua caliente en las tuberías continuamente, recirculándola cada vez que se enfría por debajo de una temperatura, la vayamos a usar o no. Esto, en un hotel, donde hay muchas duchas a lo largo del día, no es una pérdida tan grande, pero en una vivienda donde la mayor parte del tiempo no estamos usando el agua caliente, es un malgasto innecesario. Y a esto se le añade que no se suelen construir viviendas con este sistema.

Por eso han surgido en el mercado algunas soluciones que recirculan el agua a demanda, para que te vayas a duchar, el agua salga ya caliente, y no desperdicies ni una gota. Además, se pueden instalar en la vivienda con posterioridad.

Ahorro: Dependerá mucho de la distancia entre el punto de consumo y el calentador, y de los hábitos de uso del agua caliente.

Hay gente que se lava las manos siempre con agua caliente, varias veces al día, la usa en la cocina para cualquier enjuague y que se ducha dos veces al día. Otras sin embargo solo usan agua caliente en la ducha, y aprovechan que alguien más se acaba de duchar. Cada persona es un mundo, y establecer un ahorro medio es poco representativo.

Es más una cuestión de concienciación y confort, que una de ahorro puro y duro.

Recomendaciones: No todos los recirculadores tienen las mismas características, debes tenerlo en cuenta a la hora de optar por uno u otro. Las principales tecnologías en España son Ness y Aquareturn.

8. Reutilización de agua de lluvia

Todos hemos pensado alguna vez cuando llueve que es un desperdicio desaprovechar toda esa agua que nos cae encima. ¿Por qué no reconducirla y almacenarla para cuando nos haga falta?

A nivel de una sola vivienda, si vivimos en un piso, es más complicado, pero si vivimos en una casa o lo pensamos a nivel de todo el edificio, es algo factible. Recoger esta agua es relativamente fácil, solo haría falta conectar las bajantes de las cubiertas (tejado y las terrazas) a un depósito enterrado, previo paso de un pequeño sistema de filtración para evitar que entre contaminación (primeras aguas, hojas, animales, etc).

Los usos que se le pueden dar, son principalmente el riego de zonas verdes, limpieza y recarga de cisternas de inodoros. En definitiva, todos aquellos usos que no requieran de agua potable. En muchos lugares de España aún hay casas que tienen cisternas de agua de lluvia que usan para ducharse e incluso beber, pero si estamos conectados a la red de abastecimiento de agua potable, mucho más controlada que nuestro depósito, no merece la pena encontrarnos con una sorpresa desagradable.

Ahorro: Si los demás ahorros tenían algunos dependes, este tiene todos los anteriores y unos cuantos más. Primero habría que especificar para qué se va a usar el agua. Podríamos analizar dos usos: el relleno de cisternas de inodoros, y el riego.

Riego. Si ya tenemos construida nuestra casa o edificio, conectar el riego a un depósito de aguas de lluvia, puede ser relativamente fácil. El problema es que un depósito para riego es poco eficiente en climas en los que hay unas estaciones frías y húmedas, pero luego unas estaciones cálidas y muy secas. En la época de lluvia, el depósito se llena, pero no se vacía porque no hace falta regar. Al estar lleno, mucha agua que sigue cayendo no puede entrar en el depósito y no se aprovecha. Cuando llega el calor y se van las lluvias es hora de hacer uso del agua almacenada, pero ya pocas lluvias nos lo van a volver a llenar. Para conseguir un buen ahorro en estas condiciones, necesitaríamos un depósito excesivamente grande (y caro).

WC. El problema con este uso, si no lo hemos tenido en cuenta a la hora de diseñar la vivienda, es que introducir una segunda red de abastecimiento para llevar agua de lluvia a los WC se antoja difícil y caro. Pero, por otro lado, la eficiencia del tamaño del depósito aumentaría mucho, ya que, aunque esté lloviendo, seguimos necesitando agua en el WC, por lo que continuamente estamos vaciando el depósito y dejando hueco a más agua, que seguiremos aprovechando.

Recomendaciones: Para calcular estos ahorros, es necesario usar modelos que simulen como se van a comportar los aportes (en base a las lluvias y a la superficie de recogida) y los consumos: necesidades de las plantas, gasto en el WC (según si son eficientes o no), gasto en limpieza y baldeos, etc. No te vale una simple formulita que suelen usar para calcular el tamaño del depósito.

Esta tecnología puede requerir una gran inversión, dependiendo del tamaño del depósito que instalemos, por lo que un buen estudio de ahorro/coste es esencial.

Aquí podemos ver algunos ejemplos del cálculo de un depósito para diferentes ciudades y diferentes usos, en los que se puede ver cómo afecta el clima al comportamiento del depósito, y por consiguiente al ahorro.

9. Reutilización de aguas grises

Las aguas grises son aquellas que, aunque no están limpias, no están contaminadas con restos fecales o de comida (y sus bacterias asociadas). En un hogar englobarían el agua de los grifos, la ducha, e incluso si se tiene cuidado de que detergente usar, de la lavadora.

Estos usos, si tenemos en cuenta solo grifos y ducha, suman el 62% del consumo total de un hogar (1).

Distribución de los usos en una vivienda plurifamiliar. Canal de Isabel II.

El principal problema a la hora de usar esta tecnología, es que deberíamos tener un doble sistema de desagüe (por un lado las aguas negras y por otro las aguas grises), y un doble sistema de abastecimiento, si lo que queremos es alimentar las cisternas del WC y la limpieza (uno para agua potable y otro de aguas grises regeneradas). Algo que a no ser que haya una rehabilitación muy drástica, es inviable en viviendas ya construidas.

Existen modelos de sanitarios que hacen algo parecido, por ejemplo, combinando el lavabo y el WC de diferentes maneras, para solucionar el problema de la instalación, pero obviamente, tienen una repercusión en el ahorro limitado.

Lo ideal sería un sistema de reciclado de agua grises a nivel de toda la vivienda (o el edificio). Al estar más contaminadas normalmente que las aguas de lluvia, el sistema de depuración es más complejo, pero al generar aguas grises todos los días, la necesidad de almacenar agua es menor, por lo que ocupa menos espacio.

Ahorro: Los usos son similares a los del agua de lluvia. Podríamos analizar dos, el relleno de cisternas de inodoros, y el riego.

Riego. La ventaja del uso de aguas grises para riego, es que se generan todos los días, incluso en verano, cuando más falta hacen, al contrario que las aguas de lluvia. El ahorro dependerá mucho del clima de la zona, de la superficie y las especies plantadas.

WC. El uso de cisternas es un 23%, y la generación de aguas grises, es al menos de un 62%, por lo que, si solo depuráramos un poco más de un tercio de estas, eliminaríamos el gasto del WC (1).

Recomendaciones: Al igualque en el caso de las aguas de lluvia, es necesario un estudio en profundidad, especialmente si lo que se quiere es usarlas para riego de zonas verdes, que varían mucho dependiendo de la época del año. El ahorro puede ser muy grande, pero requiere una planificación y mantenimiento mayor que otras medidas. Sin duda, es posiblemente la tecnología con más recorrido y cuyo potencial de ahorro es mayor.

10. Tu consumo de agua, en el móvil

Y no estamos hablando de tener la factura en el móvil en vez de en papel, sino en saber minuto a minuto cuanto estás gastando tú y los tuyos.

Empiezan a aparecer dispositivos (aún pocos) que ponen a tu disposición esta información con una instalación relativamente sencilla y conectividad inalámbrica.

Ahorro: Aparte de la gracia de saber cuánto has gastado en tu última ducha, estos sistemas pueden tener dos consecuencias directas en el consumo y provocar un ahorro importante.

Concienciación. La información es poder, y tener en tu mano los consumos, te permite ser más consciente de tus acciones y te hace estar más concienciado de lo escaso del recurso. Y además es una herramienta de educación de los más pequeños de la casa, aunque muchas veces son ellos los que están de verdad concienciados y lo transmiten a los padres.

Detección de consumos excesivos. Un miembro de la familia que toma duchas demasiado largas, una lavadora vieja que consume demasiado, ganar una discusión sobre si el lavavajillas gasta mucho menos que lavar a mano (bastante menos, por cierto), son casos que se pueden dar y detectar con la ayuda de estos dispositivos.

Detectar fugas. No es extraño conocer amigos y familiares que han tenido una fuga que cuando han descubierto ya les había provocado grandes daños, o que han descubierto al llegar una factura por un importe exorbitante. Estos sistemas permiten detectarlas, e incluso cortar el agua remotamente para evitar mayores daños si no estamos en casa.

Recomendaciones: Son dispositivos relativamente fáciles de instalar y manejar, que ayudan mucho en el factor principal a la hora de ahorrar agua, estar concienciado. Económicamente pueden amortizarse muy rápidamente en caso de fuga.

Es un servicio que en el futuro deberían brindar directamente las compañías suministradoras, pero mientras tanto (puede que pase mucho tiempo), es una opción muy interesante.

Referencias

1 Cuadernos de I+D+i. Número 4. Microcomponentes y factores explicativos del consumo doméstico de agua en la Comunidad de Madrid. Canal de Isabel II.

2 Cuadernos de I+D+i. Número 6. Potenciales de ahorro de agua en usos residenciales de interior. Canal de Isabel II.

3 E. J. M. Blokker, J. H. G. Vreeburg, and J. C. van Dijk (2009). "Simulating Residential Water Demand with a Stochastic End-Use Model". Water Resources Planning and Management, Vol. 136

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Las 10 mejores tecnologías para ahorrar agua, a revisión

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Hay muchas tecnologías en el mercado que prometen que te van a hacer ahorrar agua como para que la factura casi te salga a devolver. Pero, ¿qué hay de r...

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Desarrollo de un proyecto individual sobre la gestión sostenible de recursos hídricos en una cuenca local, incluyendo análisis de datos y propuestas de mejora.

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Sesión de reflexión sobre lo aprendido, con preguntas dirigidas a resaltar los puntos clave de la lección y su importancia para la gestión sostenible del agua.

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Quiz sobre los conceptos claves del ciclo hidrológico, cuencas hidrológicas, y gestión de recursos hídricos, basado en rubricas de evaluación y guías de elaboración de evidencias.

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Observaciones y discusiones en clase para monitorear la comprensión de los estudiantes sobre el ciclo hidrológico y las cuencas hidrológicas.

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Proyecto de investigación sobre métodos innovadores de captación y conservación del agua en zonas áridas, promoviendo la reflexión sobre soluciones sustentables.

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Si algún día nos visitara una civilización extraterrestre, probablemente decidiría que el ser humano es una especie de contrastes: más de 3.600 millones de personas en todo el mundo ya poseen un smartphone, mientras que unos 2.200 millones aún no tienen acceso a agua potable en sus hogares. Pero a pesar de la paradoja, la tecnología de vanguardia y un recurso tan básico como el agua no están hoy tan alejados; de hecho, la primera está logrando aportar soluciones novedosas para que la segunda pueda ser más accesible en muchos lugares del mundo donde aún no es posible abrir un grifo y beber.

Actualmente existen numerosas propuestas tecnológicas para expandir el acceso al agua potable, pero a menudo son caras o demasiado complejas para un uso sencillo sobre el terreno. Repasamos aquí algunas de las innovaciones más recientes y prometedoras.

Condensación de vapor

Los destiladores solares para purificar el agua se han empleado en América desde tiempos precolombinos. La técnica es sencilla: se evapora el agua gracias a la energía solar y el vapor se condensa en una superficie para recoger el agua limpia. A este método milenario la tecnología actual está aportando soluciones que mejoran su rendimiento y eficiencia.

Un ejemplo son las soluciones creadas por los ingenieros Qiaoqiang Gan, de la Universidad Estatal de Nueva York en Búfalo, y Zongfu Yu, de la Universidad de Wisconsin, y desarrolladas a través de su compañía Sunny Clean Water . Los sistemas propuestos incluyen el uso de evaporadores de papel carbón y condensadores de un material llamado polidimetilsiloxano , que incluso a plena luz del sol emiten más energía de la que absorben, reduciendo la temperatura por debajo del punto de rocío para lograr la condensación del vapor.

Agua del aire del desierto

En grandes regiones del planeta el problema no es la contaminación del agua, sino su ausencia absoluta. Según Naciones Unidas, más de 2.100 millones de personas viven en regiones áridas, que suman el 41,3% de toda la tierra del planeta, y es previsible que esta cifra aumente con la desertización provocada por el cambio climático. Para paliar la escasez de agua en estas zonas existen sistemas como los condensadores de niebla, pero requieren grandes superficies de captación, fuentes de energía o instalaciones complejas.

El MOF puede convertir agua del desierto en agua potable. Crédito: UC Berkeley

Un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts y de la Universidad de California en Berkeley dirigido por el químico Omar Yaghi ha diseñado un sistema pasivo que extrae agua del aire más seco consumiendo solo energía solar, algo que no suele faltar en las regiones desérticas. El sistema se basa en un nuevo tipo de materiales porosos llamados redes metaloorgánicas ( Metal-Organic Frameworks o MOF). Embutido entre un panel solar y un condensador de vapor, este material es capaz de recolectar diariamente 100 mililitros de agua por cada kilo de MOF en un ambiente tan seco como el desierto de Arizona (EEUU), donde la humedad del aire desciende hasta el 8% durante el día.

En su forma original, el inconveniente del sistema era su precio, ya que el MOF ensayado por los investigadores utilizaba circonio, un metal caro. Sin embargo, el mismo equipo ya ha probado un MOF basado en aluminio que reduce el precio de 160 a 3 dólares por kilo y que en el desierto californiano de Mojave ha logrado producir 0,7 litros de agua por kilo de MOF al día, diez veces más que la versión anterior. El nuevo sistema incluye un ventilador alimentado por energía solar para aumentar el contacto del aire con el material. A través de su nueva Water Harvesting , Yaghi y sus colaboradores trabajan en un dispositivo del tamaño de un microondas capaz de cosechar de 7 a 10 litros de agua al día, escalable a un sistema que producirá 20.000 litros diarios, suficiente para el consumo de una aldea.

Agua dulce del mar

Una gran parte de la población mundial carece de acceso a agua potable a pesar de vivir junto a una inmensa masa oceánica. La desalinización del agua del mar es todavía una opción de utilidad limitada: las grandes plantas que emplean sistemas de filtración por membranas poliméricas son costosas e ineficientes por su abundante consumo de energía.

La ciencia de los nuevos materiales puede ofrecer también una solución alternativa a las actuales desaladoras. Científicos de la Universidad de Manchester (Reino Unido) han creado un tamiz de óxido de grafeno que retiene las sales, dejando pasar solo el agua. El secreto está en el diminuto tamaño del poro, de alrededor de 1 nanómetro. Las moléculas de agua fluyen fácilmente a su través gracias a que forman una especie de tren por medio de sus puentes de hidrógeno; sin embargo, las sales no pueden pasar debido a que están rodeadas por una cáscara de moléculas de agua, con un tamaño total que excede el del poro.

Las ventajas del tamiz de grafeno incluyen la posibilidad de escalarlo a cualquier tamaño y con el diámetro de poro deseado, lo que permite filtrar cualquier contaminante presente en el agua. Para el director del proyecto, el físico de materiales Rahul Nair, esta nueva tecnología "abre nuevas posibilidades para mejorar la eficiencia de la tecnología de desalación", y será especialmente útil en regiones del mundo donde no puede costearse una gran planta desalinizadora. En 2019 el National Graphene Institute de la Universidad de Manchester inició una colaboración con la compañía de sistemas portátiles de filtración de agua para desarrollar nuevos dispositivos de purificación de agua basados en esta tecnología.

Agua potable de bolsillo

De los 2.200 millones de personas que carecen de agua corriente potable en sus hogares, Naciones Unidas estima que más de 1.600 millones tienen que emprender largos periplos fuera de su casa para recoger agua, mientras que casi 600 millones beben de pozos, cauces, lagos u otras fuentes que pueden albergar microbios peligrosos. por Cada año mueren 829.000 personas diarrea s ocasionadas por la contaminación microbiológica del agua.

En 2005, la compañía suiza de productos de ayuda humanitaria Vestergaard Frandsen introdujo un sencillo pero ingenioso sistema, Lifestraw, un tubo de plástico de 22 centímetros de longitud y 3 de diámetro que se utiliza exactamente igual que una pajita de bebida. Su sistema de filtración elimina protozoos y bacterias, y las versiones más recientes filtran también compuestos químicos y metales disueltos. Cada unidad puede filtrar hasta 4.000 litros de agua, suficiente para el consumo de una persona durante tres años.

La premiada tecnología de Lifestraw se comercializa también en formato de botella y en sistemas para familias y comunidades. Todos ellos ya han demostrado su utilidad en lugares como Haití, Ruanda, Paquistán o Kenia, donde estos productos se han distribuido para paliar la escasez de agua potable causada por terremotos, inundaciones o sequías. Curiosamente, Lifestraw es también un accesorio de camping muy popular en los países desarrollados, al tratarse de una alternativa cómoda y barata a los tradicionales sistemas de potabilización. Con los ingresos obtenidos de estas ventas, la compañía financia un programa para llevar sus sistemas de filtración a países en desarrollo.

El libro que limpia el agua

Sin duda uno de los sistemas más originales, sencillos y prácticos para purificar el agua es el que ofrece la compañía startup Folia Water, fundada por la química Theresa Dankovich y su marido: un libro cuyas páginas matan los microbios del agua. El producto tiene su origen en la tesis doctoral de Dankovich, que se centró en el desarrollo de filtros de papel con nanopartículas de plata que eliminan bacterias, virus y otros patógenos.

Un parte esencial del proyecto consistió en darle el formato adecuado para facilitar su uso en regiones deprimidas. Así nació el Safe Water Book , un libro cuyas páginas recortables son los propios filtros, impresos con leyendas en el idioma adecuado para facilitar su uso e instruir a sus usuarios sobre consejos básicos de higiene. Cada libro proporciona agua libre de gérmenes durante cuatro años. Folia Water ya ha probado su sistema en numerosos países de África, Asia y Latinoamérica , y ha comenzado a distribuir su producto en Bangladés. El objetivo de la compañía es facilitar el acceso al agua potable a 1.000 millones de personas a un coste menor de un céntimo al día.

El ser humano genera ingentes cantidades de aguas residuales: en un país como EEUU, cada persona vierte una media de 227 litros al día por los sumideros de baños y cocinas y los desagües de electrodomésticos. En los países desarrollados estas aguas se tratan antes de devolverse a la naturaleza, pero cada vez se está poniendo mayor énfasis en que también pueden reciclarse para volver de nuevo a nuestros grifos. De hecho, no solo la propia agua interesa; es tal la cantidad y variedad de compuestos que contiene el "agua usada", como algunos expertos prefieren llamarla, que se busca también su recuperación para distintos usos, incluyendo la producción de energía.

En los países más pobres la situación es bien diferente, ya que la inmensa mayoría de las aguas residuales se vierten a la naturaleza sin tratar. Hoy existen innumerables iniciativas para encontrar modos de reciclar estas aguas y que puedan proporcionar un suministro potable a los hogares. Un sistema actualmente desplegado en 30 países es el SunSpring Hybrid de Innovative Water Technologies , una estación autosuficiente alimentada por energía solar y eólica que filtra el agua para proporcionar 20.000 litros al día durante más de 10 años.

Por otra parte, un recurso tan abundante como la luz del sol puede utilizarse también para eliminar la contaminación microbiológica de las aguas sucias, gracias a la luz ultravioleta (UV). La desinfección solar del agua (SODIS, en inglés), consistente en algo tan sencillo como exponer el agua al sol en recipientes adecuados, es un método popularmente empleado y recomendado por la Organización Mundial de la Salud . Sin embargo, el UV solo representa el 4% de la energía de la luz solar. La ventaja del sistema desarrollado por el nanotecnólogo Yi Cui en la Universidad de Stanford es que aprovecha también la luz visible . Se trata de una membrana de disulfuro de molibdeno que en contacto con el agua reacciona a la luz solar produciendo peróxido de hidrógeno, un conocido antiséptico que inactiva los patógenos presentes. El agua oxigenada después se disipa para dejar solo agua libre de gérmenes.

Javier Yanes

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Tecnologías innovadoras para solucionar el problema del agua | OpenMind

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Millones de personas en el mundo no tienen acceso a agua potable, pero la tecnología podría solucionarlo gracias a algunas aplicaciones y dispositivos.

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Estudio de caso independiente sobre el impacto humano en el ciclo hidrológico y las cuencas hidrológicas, con enfasis en la conservación y gestión del agua.

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Discusión en pequeños grupos sobre la importancia de las cuencas hidrológicas, seguido de una actividad colaborativa en Padlet para mapear diferentes cuencas a nivel local e internacional.

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subsistema de información geográfica y del medio ambiente

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marco de referencia terrestre internacional

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Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI)

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Es información estructurada como un sistema lineal que modela el drenaje a través de arroyos y ríos en cada cuenca hidrográfica. Útil para el análisis de caudales y de cuencas. Sus componentes son Líneas de Flujo de Agua (red hidrográfica), Puntos de Drenaje o salida de cuencas, Divisorias de Subcuenca (Polígonos), Cuenca y Región Hidrológica e información complementaria como cuerpos de agua y toponimia.

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Explicación detallada del ciclo hidrológico, utilizando diagramas y ejemplos para ilustrar cómo el agua se mueve a través de sus diferentes fases.

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¿Cómo interactúan los diferentes componentes del ciclo hidrológico para sustentar la vida en la Tierra?

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Adquirirán habilidades para evaluar y gestionar el aprovechamiento de los recursos hídricos en cuencas, captación superficial y subterránea.

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Comprenderán el concepto de cuencas hidrológicas, identificando su contribución en el proceso de distribución del agua.

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Los estudiantes podrán identificar y explicar las fases del ciclo hidrológico, comprendiendo su importancia para la vida en la Tierra.