La escasez de agua potable se perfila como uno de los desafíos más apremiantes del siglo XXI. Ante este panorama, la innovación tecnológica española emerge como un faro de esperanza, ofreciendo soluciones vanguardistas y sostenibles para la obtención y purificación de agua. Desde membranas nanométricas que filtran sales con electricidad hasta sistemas de ozonización portátiles y biofiltros para aguas subterráneas, la ciencia y la ingeniería españolas están redefiniendo el acceso a este recurso vital.
El Poder de la Nanotecnología en la Desalación
Un consorcio internacional, en el que participa el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid del CSIC (ICMM-CSIC), ha presentado un innovador sistema para obtener agua dulce a partir de agua de mar. La clave reside en el uso de membranas con poros diminutos, del orden de nanómetros. Estas son capaces de filtrar sales e impurezas mediante un proceso de nanofiltración que funciona exclusivamente con electricidad. La técnica se apoya en un fenómeno conocido como diodo osmótico, que permite que el agua dulce atraviese la membrana en un único sentido.
La gran novedad es que este proceso se activa gracias a corriente alterna, la misma que alimenta nuestras viviendas, y no mediante corriente continua, más costosa y empleada en bombas o sistemas de movimiento iónico. En contraste, los métodos más comunes, como la ósmosis inversa o la destilación térmica, consumen grandes cantidades de energía. La ósmosis requiere presiones muy elevadas para atravesar la membrana. Por su parte, la destilación precisa calentar el agua hasta evaporarla.
Según Javier Pérez-Carvajal, investigador del ICMM y coautor del trabajo, "este método difiere radicalmente de la ósmosis inversa y la electrodiálisis. La conducción eléctrica del sistema facilita el transporte de agua a la vez que rechaza los iones". El equipo, liderado por Lydéric Bocquet y Alessandro Siria, plantea su propuesta como una alternativa rentable y versátil, con aplicaciones que van desde la desalación hasta la descontaminación de aguas. Con la patente ya registrada, este desarrollo podría contribuir a garantizar el acceso al agua potable.
Este método va más allá: el estudio confirma que esta propuesta de filtración es una estrategia interesante no solo para la separación de sales, sino también para procesos de descontaminación en agua. "Este enfoque podría reemplazar los circuitos mecánicos habituales con un pequeño controlador de voltaje", defienden los investigadores, que explican que su método "es fácil de implementar porque las filtraciones de electroósmosis pueden alimentarse directamente mediante con paneles solares o baterías a pequeña escala". "De cara al futuro, esta versatilidad abre posibilidades innovadoras en aplicaciones móviles, locales y fuera de la red eléctrica", apuntan desde el Instituto.
OZEANIC: La Revolución del Ozono Portátil
Fernando Valladares (CSIC) subraya la urgencia de encontrar soluciones alternativas a los métodos de potabilización tradicionales, especialmente ante la creciente preocupación por la sostenibilidad y la salud. "Tenemos pocos años para hacer un cambio radical con el agua. En un mundo donde la sostenibilidad, la salud y la autonomía son más importantes que nunca, la necesidad de contar con agua potable segura, sin químicos ni residuos, se vuelve urgente".
En este contexto, surge OZEANIC, una marca española de innovación tecnológica que ha desarrollado una botella potabilizadora con un sistema único de generación de ozono integrado. La EcoBottle 2.0, su producto insignia, permite purificar agua en solo 3 minutos, eliminando el 99,99 % de bacterias, virus y microorganismos patógenos. A diferencia de otros métodos de purificación que utilizan filtros de carbono, productos químicos o lámparas UV, OZEANIC utiliza un proceso totalmente natural, sin consumibles y libre de residuos.
El ozono (O₃) es una molécula compuesta por tres átomos de oxígeno. Se forma de manera natural en la atmósfera terrestre, especialmente en la capa que protege al planeta de los rayos UV del sol. Pero también puede generarse artificialmente mediante procesos eléctricos, como los que utiliza la tecnología de OZEANIC. El ozono fue descubierto en 1839 por el químico alemán Christian Friedrich Schönbein, quien percibió un olor particular tras experimentos con electricidad.
La tecnología de OZEANIC se basa en la capacidad del ozono para actuar a nivel de la membrana que recubre a los virus y bacterias, oxidándola y eliminando estos patógenos. Es sabido que más del 80% de las enfermedades infecciosas se transmiten a través del agua. La botella deportiva de Ozeanic evita el uso de aproximadamente 1.000 botellas de plástico de un solo uso al año por persona.
Desde su lanzamiento en 2021, Ozeanic ha consolidado su presencia en el mercado con acuerdos de comercialización en Amazon Europa y Decathlon Marketplace España, estando disponible en mercados como Francia, Italia, Alemania, Portugal, Países Bajos y Reino Unido. Actualmente, la empresa trabaja en su entrada en el mercado estadounidense tras la aprobación de su patente en EE.UU.
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Zeolitas y Biofiltros: Soluciones para Aguas Subterráneas Contaminadas
El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), a través del Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua (IDAEA-CSIC), en colaboración con el Instituto de Investigación y Tecnología Agroalimentarias (IRTA), el centro tecnológico Eurecat y las empresas Facsa, Protecmed y Nenuphar, ha demostrado por primera vez el rendimiento estacional de un innovador tratamiento para aguas subterráneas contaminadas con nitratos, pesticidas, antibióticos y genes de resistencia a los antibióticos.
Este proyecto, surgido tras una experiencia previa en Etiopía con tecnología de zeolitas, se caracteriza por ser eficiente, económico y fácil de usar. Consiste en un recipiente donde se colocan zeolitas naturales, un mineral microporoso que elimina el fluoruro y el arsénico del agua. "No existe la tecnología perfecta, sino una aplicación perfecta de la tecnología", afirman los investigadores, destacando que el sistema no requiere electricidad ni formación técnica, lo que lo convierte en una alternativa ideal para regiones con recursos limitados.
Las dos plantas piloto diseñadas para el proyecto, ubicadas en las instalaciones del IRTA en Caldes de Montbui (Barcelona) y en la planta de potabilización de agua en Nules (Castellón), combinan un innovador sistema de cultivo de microalgas y bacterias, junto con un biofiltro de corcho y madera. El agua subterránea es una fuente esencial de agua potable, pero enfrenta una contaminación creciente. Los métodos convencionales de tratamiento, como la ósmosis inversa y la adsorción con carbón activado, son efectivos pero plantean un elevado coste y generan residuos.
“El sistema ha conseguido eliminar hasta un 98 % de los nitratos, dependiendo de la estación del año, y más del 90 % de los pesticidas y antibióticos de manera consistente”, explica Víctor Matamoros, investigador del IDAEA. El estudio metataxonómico de la diversidad microbiana ha revelado que la degradación microbiana de los pellets de madera mantiene activos procesos microbianos de desnitrificación. Asimismo, la biomasa generada durante el proceso podría aprovecharse en agricultura como fertilizante orgánico o en la producción de biogás, reforzando un modelo de economía circular.
La Experiencia Española en Reúso Hídrico y la Perspectiva para Chile
Miquel Paraira, experto en gestión del agua en España, destaca la importancia de la desalación y el reúso como recursos estratégicos para el siglo XXI, especialmente en la cuenca mediterránea, donde la escasez hídrica es una realidad cotidiana. "En España siempre hemos visto el agua como un recurso escaso. Los ciclos de sequía van y vienen, y esa preocupación siempre ha existido".
La experiencia española, marcada por sequías severas como la de 2008, ha llevado a la implementación de soluciones de reúso para potabilización, mezclando agua servida con tratamiento avanzado con agua de río. "El reúso era una solución que teníamos delante de las narices: el agua servida que se estaba yendo al mar. Si podíamos demostrar que un tratamiento avanzado de esa agua y mezclarla con el agua del río para potabilizar era seguro, resultaba económicamente mucho más viable y con un impacto ambiental muy inferior".
La comunicación transparente y la educación ciudadana son claves para superar la barrera psicológica del consumo de agua regenerada. "Lo que hemos hecho es ir muy de la mano de la administración. Esto no es un tema solo del operador, es de todos: administración hidráulica, administración sanitaria, los operadores y la comunicación transparente a la ciudadanía. Sobre todo educación, educación, educación, para vencer esa barrera psicológica".
La agricultura en la cuenca mediterránea del sur de España ya utiliza agua regenerada en gran medida para el riego de cultivos de exportación. "Tenemos proyectos de investigación donde hemos involucrado a los propios agricultores. Regamos distintos tipos de cultivos con agua regenerada y demostramos que crecen igual o mejor, que la calidad en las partes comestibles es totalmente aceptable".
Paraira enfatiza la importancia de la planificación y la coordinación entre todos los actores involucrados (administración, operadores, usuarios y sanidad) para garantizar la seguridad total del agua. "Si quieres evitar esas situaciones esperpénticas, hay que planificar. El segundo punto es que hay que ir todos los actores involucrados de la mano".
Innovaciones Internacionales con Raíces Tecnológicas Españolas
La búsqueda de soluciones eficientes para la escasez de agua impulsa la investigación a nivel global. Investigadores de la Universidad de Nueva York (NYU) han creado un nuevo sistema que puede solucionar el problema cada vez más acuciante de la falta de agua potable. Su nueva desalinizadora no solo convierte el agua de mar en agua potable de manera más eficiente que otros métodos, sino que además puede crear y almacenar energía durante el proceso.
Este sistema es una vuelta de tuerca a la desalinización por flujo redox (RFD), una técnica electroquímica que se emplea habitualmente para el almacenamiento de energía y que además es capaz de convertir el agua de mar en agua potable. Sus creadores aseguran que su sistema ofrece una mejora del 20 por ciento en la tasa de eliminación de sales y una sustancial reducción en el uso de energía. "Al integrar a la perfección el almacenamiento de energía y la desalinización, nuestra visión es crear una solución sostenible y eficiente que no solo satisfaga la creciente demanda de agua potable, sino que también abogue por la conservación del medio ambiente y la integración de las energías renovables", declaró el Dr. André Taylor, jefe del equipo.
La gran ventaja de este sistema es su escalabilidad y seguridad. El dispositivo no tiene límite en la capacidad de almacenamiento de energía, ya que es modulable y se puede hacer tan grande como haga falta. Además, funciona en un amplio rango de temperaturas y no se degrada. Los investigadores admiten que aunque es necesario seguir investigando, la integración de las baterías de flujo redox con las tecnologías de desalinización mejora la eficiencia y fiabilidad del sistema.
Estas innovaciones, tanto las desarrolladas en España como las colaboraciones internacionales, demuestran un compromiso firme con la búsqueda de soluciones hídricas sostenibles y eficientes, allanando el camino hacia un futuro donde el acceso al agua potable sea una realidad para todos. La inversión en investigación y desarrollo, junto con políticas públicas adecuadas y la concienciación ciudadana, son pilares fundamentales para afrontar la crisis hídrica global.
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