El planeta Tierra tiene 1.386 millones de kilómetros cúbicos de agua. El 97.5 % es agua salada y solo el 2.5% es agua dulce. A lo largo del siglo XX, el uso mundial de agua creció a más del doble de la tasa de aumento de la población. Esta disonancia, a la que se le suma el impacto del cambio climático, está llevando a muchas ciudades del mundo a racionar el recurso. La crisis del agua aparece, desde 2012, entre los cinco primeros peligros de la lista de riesgos globales por impacto del Foro Económico Mundial. La escasez de agua afecta a aproximadamente el 40 % de la población mundial y, según predicciones de la Organización de las Naciones Unidas (ONU) y del Banco Mundial, podría motivar el desplazamiento de 700 millones de personas para 2030. Fue pensando una posible solución a la escasez de este bien esencial que la start-up de los Países Bajos PERA Complexity ideó un dispositivo compuesto por carbón en polvo que permite desalinizar el agua y que funciona exclusivamente por la radiación del sol. El invento, conocido como D-SAL, podría proporcionar de manera sostenible agua dulce a los 475 millones pequeños agricultores que viven en tierras secas, costeras y rurales, el grupo más pobre y en mayor riesgo de los 3.600 millones de personas en todo el mundo que enfrentan escasez de agua.
Para desarrollar este dispositivo ha sido fundamental la alianza con Fundación Avina, uno de los financiadores del proyecto. “Conocemos a PERA hace una década y venimos trabajando en América Latina con el programa de acceso al agua con un foco puesto especialmente en el fortalecimiento de la gestión comunitaria del recurso, por eso participamos en estos procesos y buscamos impulsar estas tecnologías también como solución de mercado. Queremos que logre expandirse para llegar a millones de personas”, explica Pablo Vagliente, director de negocios y finanzas sustentables de Avina.
Si bien la tecnología para desalinizar ya existe, las plantas que convierten el agua del mar en potable suelen requerir la instalación de costosas infraestructuras y un enorme gasto de energía. Por eso, el invento es revolucionario en más de un frente. “Muchas de las regiones de extrema pobreza en América del Sur y Brasil son zonas de acceso a agua salobre, agua no apta para el consumo humano. Nuestra tecnología es muy barata y produce tres veces más agua que las plantas desalinizadoras tradicionales, por lo que no solo habrá suficiente agua para beber, cocinar, bañarse e incluso alimentar animales pequeños y regar las plantas, sino que el gran cambio es que habrá suficiente agua para crear una actividad económica agrícola, de modo que estas familias por primera vez tendrán una solución permanente no solo para sus necesidades de agua, sino también para su actividad económica. Con este invento podremos crear una solución permanente para un problema tan antiguo”, explica Quelita Moreno, cofundadora de PERA.
En la región que señala específicamente Moreno, América Latina y el Caribe, casi 166 millones de personas aún no tienen acceso a un abastecimiento de agua potable que cumpla los criterios de los objetivos de desarrollo sostenible de la ONU para 2030, según un reporte de la Cepal publicado en abril de 2020, cuando la llegada de la COVID-19 volvió el lavado de manos un requisito esencial para combatir el virus. Más de 443 millones de personas de la región todavía no disponen de los servicios de saneamiento adecuados, en particular en cuanto al tratamiento y disposición de las aguas servidas.
La tecnología desarrollada por PERA Complexity, en alianza con la Universidad de Zurich (UZH) y el profesor Andrea Fratalocchi de la KAUST (King Abdullah University of Science and Technology), alcanzó a la fecha la más alta eficiencia entre las tecnologías de desalinización solar, medida en horas de producción de agua pura por unidad de costo de materiales. PERA y sus socios están avanzando hacia la implementación de una demostración de campo en áreas rurales de la región semiárida del nordeste de Brasil.
Bueno, bonito y barato
Para llegar a crear D-SAL, los investigadores siguieron los principios de la llamada “ciencia de la complejidad” e hicieron simulaciones con algoritmos. Exploraron distintos materiales que fueran abundantes, sostenibles y económicos, y descubrieron que el carbón, incluyendo su derivado vegetal producido de manera sostenible, sería el candidato ideal. Luego realizaron experimentos con carbón en polvo comprimido (CCP), un material microporoso y crearon un dispositivo que desaliniza eficientemente el agua salobre o del mar.
“Una característica importante de la ciencia de la complejidad es su relación intrínseca con la estructura de un sistema. Nuestro equipo fue capaz de caracterizar muchas estructuras y configuraciones posibles que conducirían a una relación sostenible entre la energía y materiales naturales. Creamos estructuras que operan como la naturaleza. Mediante el uso de un proceso de fabricación no térmico, 100 % sostenible, logramos una relación altamente eficiente y rentable entre los átomos de carbono, el área de superficie, la energía solar y el agua, todos interactuando en una estructura de carbón compleja”, explica Aluizio M. Cruz, coinventor de D-SAL y cofundador de PERA Complexity.
El sistema funciona tanto con carbón mineral como con el vegetal, ambos de muy bajo costo. Se utilizan cantidades pequeñas, sin quemarlo, por lo tanto no hay efectos negativos. “Usar carbón para crear agua limpia es una forma de contribuir a prácticas más sostenibles. Si bien es pequeña la cantidad de carbón que se utiliza en comparación con la que se quema en el mundo, es una forma de mostrar que hay otros usos para este material. Al ser barato y abundante, descubrimos que el carbón era nuestro aliado”, señala Moreno.
“A menudo, las personas se acostumbran tanto a las formas específicas en que usan un objeto que se ‘obsesionan’ con una determinada manera de resolver los problemas. Tal ‘fijación funcional’ inhibe el pensamiento, obstaculiza las potenciales vías alternativas para abordar problemas desafiantes. Las teorías de la complejidad, por el contrario, aprovechan la creatividad que surge del pensamiento divergente, que es abierto e implica una gran variedad de soluciones potenciales. Para enfrentar un problema complicado, como los efectos perjudiciales de los combustibles fósiles sobre el clima, tal vez deberíamos preguntarnos: ¿podemos usar el carbón en un contexto no tradicional?”, reflexiona el profesor Andrea Fratalocchi, coinventor y líder del estudio.
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El impacto comunitario
Los prototipos ya fueron testeados tanto en Arabia Saudita como en Suiza ―dos países con climas y condiciones ambientales completamente diferentes― y los resultados fueron exitosos. El dispositivo produjo agua dulce a un récord de 12-15 litros por día por metro cuadrado, tres veces más que un desalinizador solar tradicional y a un tercio del costo de las tecnologías de última generación.
El próximo paso es probarlo en comunidades del nordeste de Brasil. “Los pilotos permiten ajustar y conocer en un entorno real de funcionamiento el producto, generar todos los estudios en torno a esa implementación y dar los pasos necesarios para su salida al mercado”, explica Moreno y subraya que en las áreas rurales y semiáridas, D-SAL es más rentable y sostenible que las tecnologías existentes, ya que ofrece una solución que es menos intensiva en capital, fácil de operar y no requiere electricidad ni productos químicos. Se proyecta que costará un 55 % menos por litro que las plantas de ósmosis inversa que operan en estos contextos.
Si todo sale bien, D-SAL podría ser una forma de ganar unos cuantos kilómetros en la carrera por encontrar soluciones buenas y accesibles para el problema del agua. Una carrera indispensable, porque, como concluye Vagliente, de Avina, “con el cambio climático, el problema de la escasez de agua solo va a crecer, entonces cuanto más rápido encontremos soluciones y cuanto más rápido distribuyamos estas soluciones, menos población será afectada”.
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Esta nota forma parte de la plataforma Soluciones para América Latina, una alianza entre INFOBAE y RED/ACCIÓN, y fue publicada originalmente el 25 de octubre de 2021.
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