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Conseguir agua dulce consume una burrada de energía. El MIT tiene una idea: desalinizar con placas solares

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Con 1.800 millones de personas en riesgo de quedarse sin agua potable en los próximos años, urge que encontremos formas para producir más agua potable. La clave ahí está en las desaladoras, pero el gran enemigo de estas plantas y sistemas ha sido el enorme consumo energético que necesitan para realizar el proceso. Eso ha ido cambiando los últimos años con las energías renovables y soluciones como desaladoras portátiles o sistemas pasivos.

El MIT quiere llevarlo un paso más allá gracias a un sistema de desalinización solar que no necesita baterías y que sirve para potabilizar 5.000 litros diarios. Y es, precisamente, esa placa solar y el remolque en el que uno de los investigadores está sentado en la imagen que encabeza este artículo.

Revolucionando la desalinización. El Instituto Tecnológico de Massachussetts lleva un tiempo investigando la forma de crear un sistema eficiente de desalinización. La electrodiálisis y la ósmosis inversa son los dos métodos más utilizados para desalinizar el agua. Mediante el primero, se usa un campo eléctrico para extraer los iones de la sal mientras el agua se bombea a través de membranas de intercambio iónico. Para la ósmosis, se utiliza presión para bombear el agua salada a través de una membrana que filtra la sal.

El problema es que ambos necesitan energía constante, algo que no se puede amoldar a los flujos cambiantes de la energía solar o eólica y por eso se necesitaban baterías caras y pesadas para almacenar energía para cuando no hubiera luz solar o viento. Además, el flujo de energía debía ser constante durante el proceso, algo que era imposible sin baterías. Hasta ahora.

El sistema. Hace unos meses, ingenieros del MIT presentaron un sistema de desalinización mediante “electrodiálisis por lotes”, y el nuevo sistema se basa en ese diseño. Se trata de un sistema de electrodiálisis que consta de:

  • Bombas de agua.
  • Sistema de membrana de intercambio iónico.
  • Paneles solares.

Y lo que han ingeniado para eliminar la batería de la ecuación es una red de sensores que monitorizan todas las partes del sistema. Esas lecturas se mandan a un software, que precide la velocidad óptioma a la que bombear agua a través de la membrana de intercambio y la energía que se debe aplicar en ese momento exacto para maximizar la cantidad de sal extraída. El problema del primer sistema es que sólo se podía calcular una vez cada tres minutos y, en ese tiempo, una nube podía pasar y bloquear la luz, interrumpiendo el flujo de energía. El sistema utilizó el 77% de la energía producida por los paneles. Demasiado.

En tiempo real. Desde entonces, han estado trabajando y, como comentan en el estudio que acaban de publicar, se han centrado en reducir el tiempo de respuesta del sistema a una fracción de segundo. Esto permite una respuesta prácticamente en tiempo real que se ajusta en todo momento a los cambios en la luz solar a lo largo del día y, por tanto, no tiene que compensar con fuentes de energía adicionales -las baterías-.

El sistema detecta cuánta energía están produciendo los paneles y, si están produciendo más de la que se está gastando, el ordenador ajusta automáticamente el bombeo para que impuse más agua a través de la membrana de intercambio. Todo va en función de lo que producen los paneles y, en definitiva, el sistema es capaz de leer en tiempo real esa producción y ajustar cada segundo la cantidad de agua salada a bombear.

Mit Solarwater 03 Press 1
Mit Solarwater 03 Press 1

El sistema de desalinización por electrodiálisis de accionamiento directo, que utiliza un control de corriente controlado por flujo. Los paneles solares absorben la energía del sol y luego la asignan de manera óptima (mostrada en amarillo) a la bomba y a la pila de electrodiálisis, sin necesidad de almacenamiento de energía. El agua salina fluye a través de la bomba hacia la pila de electrodiálisis, donde se desaliniza y se divide en una corriente de agua potable (azul claro) y una corriente de salmuera concentrada (azul oscuro)

Resultados. “En comparación con el diseño tradicional de un sistema de desalinización solar, redujimos la necesidad de batería en casi un 100%”, afirma Amos Winter, director del Centro de Ingeniería e Investigación Global K. Lisa Yang del MIT. Del 77% de la energía aprovechada por el sistema anterior del MIT, pasamos a un 94% con el nuevo sistema.

Eso se traduce en hasta 5.000 litros de agua por día a pesar de las oscilaciones climáticas y de la luz solar disponibles en una zona de Nuevo México en el que este sistema lleva operando los seis últimos meses. Y no ha necesitado ni las mencionadas baterías ni una fuente de alimentación complementaria como puede ser la red eléctrica convencional. Además, ese volumen es el necesario para abastecer el consumo diario de una comunidad de unas 3.000 personas.

Atacando las aguas subterráneas. Algo importante a tener en cuenta es que este sistema de desalinización por energía solar está orientado a la desalinización de aguas subterráneas. “La mayoría de la población vive tan lejos de la costa que la desalinización del agua de mar nunca podría llegar a ellos. Por lo tanto, dependen en gran medida de las aguas subterráneas, especialmente en regiones remotas y de bajos ingresos. Y, lamentablemente, estas aguas subterráneas se están volviendo cada vez más salinas debido al cambio climático”, afirma Jonathan Bessette, uno de los estudiantes de doctorado en ingeniería mecánica del MIT.

Por eso, “esta tecnología puede llevar agua limpia de forma sostenible y asequible a lugares desatendidos”, continúa, debido a que las fuentes de aguas subterráneas salobres son más frecuentes que las aguas subterráneas dulces y, afirman, se trata de una enorme fuente de agua potable potencial sin explotar.

Faltan pruebas. Ahora bien, Bessette se muestra cauto. Aunque los resultados de esta bomba solar son prometedores y ya están demostrando que en zonas con condiciones muy cambiantes pueden suministrar agua potable a una población entera, afirma que “seguimos trabajando diligentemente para continuar desarrollando métodos de desalinización más sustentables y de menor costo”.

La idea es seguir probando, maximizar la fiabilidad del sistema y desarrollar una línea de soluciones para proporcionar agua desalinizada utilizando energías renovables en múltiples mercados. ¿Cómo? Mediante una startup que arrancará en los próximos meses y utilizará esta tecnología. Habrá que estar atentos.

Imágenes | MIT

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Guyana es la economía que más crece en Sudamérica. Tanto que ha eliminado impuestos y devuelto 2.000 dólares por hogar

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La nueva “fiebre del oro” lo llaman algunos, mientras otra parte del planeta no sabe muy bien si arquear la ceja o hacer una alabanza. Nos referimos, por supuesto, a ese boom que se está viviendo en algunos países latinoamericanos con el “oro negro”, el petróleo que está, literalmente, bañando algunas zonas y sus economías, hasta demasiado. Mientras medio planeta parece virar por reducir sus emisiones de carbonos, hay países que exigen su pleno derecho a abrazar el crudo. Y ninguno como un país diminuto que está marcando cifras de récord.

Guyana. Estamos ante un país sudamericano ciertamente pequeño con una población entorno a las 800.000 personas. Aquí se ha producido como en ningún otro territorio una auténtica explosión del petróleo. El mayor descubrimiento de crudo del mundo en una generación transformó a la nación, de uno de los países con menor desempeño en la región, a la economía de mayor crecimiento en el mundo durante dos años consecutivos.

Tanto es así, que se proyecta que la nación caribeña bombeará más crudo per cápita que Arabia Saudita o Kuwait para 2027 y está en camino de superar a Venezuela como el segundo mayor productor de petróleo de América del Sur, después de Brasil. La economía del país creció un 49,7% en el primer semestre de 2024 (el sector petrolero representó el 67%, por supuesto). El presidente Irfaan Ali elevó las estimaciones de crecimiento anual de Guyana al 42,8%.

Tienen tanta “riqueza”, que ha llegado la hora de hacer política entre los ciudadanos, es decir, de hablar de dinero e impuestos.

Un pico por familia. El gobierno acaba de anunciar una de esas medidas que se mirará con lupa: un programa que dará 2.000 dólares a cada hogar, en un esfuerzo por compartir esa creciente riqueza derivada del petróleo “y aliviar los costes de vida”. El presidente Mohamed Irfaan Ali fue el encargado de comunicar la iniciativa, que, según el mandatario, busca reducir las desigualdades económicas y mejorar la calidad de vida de los ciudadanos.

No solo eso. El gobierno también ha eliminado más de 200 impuestos y tasas, incluyendo aquellos sobre combustible, agua y alimentos básicos, en un esfuerzo “por combatir la inflación y las presiones económicas”.

Impacto económico. El programa, que afectará a alrededor de 264.000 hogares, representa el 1.5% del PIB nacional y el 7.9% del fondo de recursos naturales del país. ¿Es esto realmente factible? Según algunos expertos, como Nicolás Suarez, economista de S&P Global Market Intelligence, aunque el plan está diseñado para mejorar el bienestar de las familias y aumentar el consumo privado, podría incrementar las presiones inflacionarias a largo plazo, ya que el aumento del gasto público podría generar un alza en los precios.

Para situarnos en perspectiva, la inflación de Guyana ha subido del 2.3% anual antes de la pandemia al 3.3% en agosto de este año, un dato que no hace más que resaltar los desafíos económicos que enfrenta el país.

Guyana Bmng
Guyana Bmng

Imagen satelital de Guyana

Distribución de riquezas y concepto de renta universal. El pago de esos 2.000 dólares por hogar ha sido recibido positivamente por los defensores de la renta básica universal, quienes ven en la medida ciertas similitudes y un paso hacia una redistribución más equitativa de la riqueza.

Dicho esto, no es una renta básica universal en el sentido tradicional, ya que se trata de un pago único y no recurrente. Para el experto en filosofía Karl Widerquist, estamos ante un “capital básico” o un “subsidio de participación”, una medida significativa para asegurar que todos los ciudadanos se beneficien de la riqueza nacional. A este respecto, Cleo Goodman, experto en renta básica del Instituto de Autonomía, también elogia el esfuerzo, aunque señala que un ingreso garantizado y recurrente sería una solución más completa para distribuir la riqueza recién descubierta.

Es el petróleo, amigos. La historia no se puede entender sin el hallazgo de Exxon cuando descubrió vastas reservas de petróleo frente a las costas de Guyana en 2015. Aquello supuso un cambio radical para el país, experimentando un crecimiento económico sin precedentes.

Como decíamos al inicio, se estima que Guyana podría producir 1.3 millones de barriles diarios de petróleo en 2027, lo que pondría al país entre los 20 mayores productores del mundo. De ahí el “monstruoso” incremento del PIB de la nación, que creció un 62% en 2022 y un 33% en 2023, o del PIB per cápita, que ha pasado de 7.000 dólares en 2020 a 26.000 dólares en 2023, lo que subraya el impacto positivo del auge petrolero en la economía del país.

Comparativa. Los expertos rápidamente se han fijado en un ejemplo de administración de los recursos más o menos similar: Noruega. Allí utilizan su fondo soberano de petróleo para estabilizar su economía y generar ahorros a largo plazo. El fondo de Noruega, que posee activos por más de 1,7 billones de dólares, es considerado uno de los más exitosos del mundo (de ahí que Noruega sea uno de los países más ricos, con un PIB per cápita de 88.000 dólares).

Al menos en sus inicios, Guyana parece estar siguiendo un camino similar, creando su propio fondo de recursos naturales en 2019 para gestionar de manera prudente las ganancias derivadas del petróleo, protegiendo su economía de la volatilidad de los precios de la energía.

El futuro y los asteriscos. Qué duda cabe, el futuro a corto plazo de la nación parece más o menos asegurado. Pero como destacan los expertos, las preocupaciones sobre la inflación y la necesidad de un enfoque más integral a largo plazo en la gestión de la riqueza persisten.

El desafío será mantener el equilibrio entre el desarrollo económico y la equidad, pero hay más. Se espera que Suriname experimente un impulso parecido tras el hallazgo de importantes reservas de petróleo en el llamado Bloque 52, y la fiebre del oro negro no se limita al Atlántico Norte: Argentina, Ecuador y Costa Rica también quieren expandir sus industrias petroleras. Si la esperada “transición energética” acaba instalando una sobreoferta en el mercado, ¿qué pasará con todo estos enclaves y sus infraestructuras?

¿Y el planeta? Es la última de las patas por resolver, aunque seguramente no menos importante. Nos referimos a la forma en que Guyana y el resto de los países que están haciendo riquezas con el “oro negro” llegan a esos objetivos climáticos que tanto parece demandar el planeta.

Una cosa parece clara: ahora mismo es razonable poner en seria duda cualquiera de esos objetivos, al menos a corto plazo.

Imagen | amanderson2, FreeMalaysaToday, NASA

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Una cantidad “salvaje” de virus habitan las cedras de nuestro cepillo de dientes. Es una buena noticia

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El baño es un hervidero de microorganismos, pero no todos ellos son nocivos. Ni mucho menos. Algunos, como las bacterias que habitan en lugares como el cepillo de dientes son un simple reflejo de las que habitan en nuestro cuerpo. Pero ahora un análisis detallado de los virus que cohabitan con nosotros quizás pueda ayudarnos a combatir esas bacterias que sí resultan en una amenaza.

Cantidad “salvaje” de virus. Un nuevo estudio de la vida microbiana se ha topado con una enorme cantidad de microbios en dos objetos cotidianos de nuestro baño: el cepillo de dientes y el cabezal de la ducha. Algunos de los virus hallados en estos lugares eran incluso desconocidos para la ciencia.

Lejos de ser una noticia alarmante, el hallazgo puede tener consecuencias positivas. El motivo está en que algunos de los virus hallados se encuentran en la categoría de los bacteriófagos (o fagos), virus que infectan y destruyen bacterias, lo que los convierte en potenciales aliados terapéuticos.

“La cantidad de virus que encontramos es absolutamente salvaje,” explicaba en una nota de prensa Erica Hartmann, quien lideró el equipo responsable del trabajo. “Encontramos muchos virus de los que sabemos muy poco y muchos ostros que nunca antes habíamos visto. Es impresionante cuánta biodiversidad encubierta hay a nuestro alrededor (…), frente a nuestras narices.”

Nuestras casas, nuestro microbioma. En nuestro cuerpo habitan billones de bacterias, hongos y otros microorganismos que conforman nuestra microbiota particular. Parte de este microbioma se extiende a nuestro alrededor.

No resulta sorprendente que bacterias que habitan en nuestra boca puedan ser halladas en nuestro cepillo de dientes. Sin embargo el último análisis de la vida diminuta en nuestro entorno directo ha sorprendido a sus responsables por la magnitud y la diversidad en los microorganismos.

Fagos. Muchos de los virus hallados fueron fagos. Los baños son lugares donde pueden proliferar las bacterias, por lo que también puede ser un coto de caza ideal para los virus que las infectan y utilizan para multipilcarse.

Es en los fagos donde encontramos precisamente la buena noticia del estudio. Estos virus son una pieza importante en el futuro de la lucha contra las infecciones bacterianas. En una era donde las superbacterias (aquellas cada vez más resistentes a los antibióticos) nuevas formas de lucha contra las infecciones son imprescindibles.

Quizás alguno de los virus recién hallados pueda ofrecernos alguna pista sobre cómo luchar contra la proliferación de estas superbacterias.

Mircobioma en nuestros baños. El equipo estudió 96 cabezales de ducha y 34 cepillos de dientes. El análisis de los virus hallados mostró que, como cabría esperar, los viromas (la combinación de distintos tipos de virus) variaba entre ambos lugares. También observaron que los viromas de los cepillos eran más variados que los de los cabezales.

Esto se debe a los distintos tipos de bacterias que habitan en cada uno de los entornos. En el cepillo de dientes las bacterias tienden a ser las mismas que habitan nuestras bocas, mientras que en el cabezal de la ducha es más habitual encontrar bacterias que tienden a habitar los sistemas de agua.

Los detalles del trabajo fueron publicados en un artículo en la revista Frontiers in Microbiomes.

Proyectos encadenados. El estudio fue resultado de un proyecto anterior, surgido a su vez para resolver una duda: ¿qué tipo de bacterias prolifera en nuestros cepillos de dientes? La respuesta a esta pregunta vino también acompañada de una buena noticia: las bacterias de nuestro cepillo de dientes son las que convencionalmente encontramos en nuestras bocas, en contraste con otras bacterias más peligrosas como las que pueden hallarse en los inodoros.

En cualquier caso, con los microorganismos de los baños la cantidad importa. Es por eso que mantener una buena higiene sea clave para evitar que estas inocuas colonias de bacterias se vuelvan contra nosotros. Por eso precisamente conviene cambiar regularmente el cepillo de dientes.

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Imagen | Lotus Design N Print

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una de las iglesias cristianas más antiguas del mundo

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La religión es la base de muchas sociedades, pero cuando hablamos de cristianismo, hay que mirar a Armenia. Precisamente, es allí donde un grupo de investigadores ha encontrado la planta de una iglesia con unos 1.700 años de antigüedad. Aparte de Belén, las primeras iglesias se empezaron a fundar en cuevas.

Fue algo lógico teniendo en cuenta que los cristianos eran perseguidos y, en el caso del territorio europeo, el Imperio romano mantuvo esa persecución desde el año 64 hasta el 313, cuando se aprobó el Edicto de Milán. Este contexto es importante porque, fue a comienzos de ese siglo IV cuando los cristianos comenzaron a sentirse libres para construir sus templos.

La de Dura-Europos en Siria, la de de Cora en Turquía, la de Nuestra Señora de María de Sion en Etiopía, el Monasterio de Stavrovouni en Chipre, la Basílica del Santo Sepulcro en Jerusalén o, por supuesto, la Basílica de San Pedro en Ciudad del Vaticano, se levantaron sobre basílicas de esa época paleocristiana, pero a esa larga lista de iglesias del siglo IV, hay que sumar una más en, como decíamos, Armenia.

En el 301 d.C., el cristianismo se convirtió en la religión oficial del estado bajo el mandato del rey Tiridates III y, ahora, un grupo de arqueólogos que llevan explorando la zona desde 2018 ha dado con los restos de una iglesia paleocristiana que se había mantenido oculta hasta ahora.

La iglesia más antigua de Armenia

El hallazgo se ha producido gracias a la colaboración entre arqueólogos de la Academia Nacional de Ciencias de Armenia y los de la Universidad de Münster, en Alemania. Mediante excavaciones y estudios geofísicos, los investigadores han llegado a la conclusión de que se trata de la iglesia más antigua del país.

iglesia armenia
iglesia armenia

Uno de los anexos de la iglesia con un podio de madera

Está ubicada en la antigua ciudad de Artaxata y su planta es curiosa: octogonal con extensiones cruciformes. Achim Liuchtenberger, profesor en la Universidad de Münster, comenta que “el edificio es del siglo IV y se trata de la iglesia arqueológicamente documentada más antigua del país, siendo una demostración del cristianismo primitivo en Armenia”. Además, se trata de algo muy especial no sólo por la edad de la construcción, sino por su forma.

“Las iglesias octogonales eran desconocidas aquí hasta ahora. Las conocemos bien por la región del Mediterráneo oriental, donde aparecieron en el siglo IV d.C.”, comenta el Dr. Mkrtich H. Zardaryan, de la Academia Nacional de Ciencias de Armenia. Está claro que se trata de una construcción paleocristiana y, además de su base, se han encontrado otros elementos interesantes, como restos de plataformas de madera cuyas pruebas de radiocarbono indica que datan de ese siglo IV.

iglesia armenia
iglesia armenia

Ejemplo de uno de los pilares sobre los que descansaba la iglesia

El edificio contó con unos 30 metros de diámetro con un suelo sencillo a base de mortero y baldosas de terracota, pero los investigadores opinan que el interior estaba muy bien decorado. En esta decoración, los paleocristianos armenios no escatimaron en gastos, importando mármol del mediterráneo para crear la ornamentación.

Las fotos que ha compartido el equipo son de lo más interesantes y seguramente sepamos más dentro de poco debido a que van a continuar con las excavaciones y esperan realizar nuevos descubrimientos, como por ejemplo saber a quién estaba dedicada la iglesia. Lo que está claro es que la Catedral de Echmiadzin, también armenia del siglo IV, ya no está sola.

En Xataka | Mil años de adoración: así ha evolucionado la cruz y su significado a lo largo de la historia

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