Los seres humanos pueden sobrevivir en los refugios más básicos, puede preparar una comida con los ingredientes más humildes. Pero no podemos sobrevivir sin agua limpia. Y en lugares donde el agua es escasa, los desiertos del mundo, por ejemplo, llevar agua a las personas requiere hazañas de ingeniería e irrigación que pueden resultar engorrosas y costosas.

Un par de nuevos estudios de investigadores de la Universidad Estatal de Ohio ofrecen una posible solución, inspirado en la naturaleza.

"Pensamos:'¿Cómo podemos recolectar agua del aire ambiente que nos rodea?'", Dijo Bharat Bhushan, Académico eminente de Ohio y profesor Howard D. Winbigler de ingeniería mecánica en el estado de Ohio. "Y entonces, miramos las cosas en la naturaleza que ya hacen eso:el cactus, El escarabajo, pastos del desierto ".

Sus hallazgos aparecen en la edición del 24 de diciembre de la revista Transacciones filosóficas de la Royal Society . Los trabajos fueron coautores con Ohio State Ph.D. el estudiante Dev Gurera y con el investigador de ingeniería de Ohio State, Dong Song.

El trabajo de Bhushan se centra en encontrar soluciones inspiradas en la naturaleza para los problemas sociales. En este caso, su equipo de investigación miró hacia el desierto para encontrar vida que sobreviva a pesar del acceso limitado al agua.

El cactus los escarabajos y las hierbas del desierto recolectan agua condensada de la niebla nocturna, recolectando gotitas del aire y filtrándolas a raíces o reservorios, proporcionando suficiente hidratación para sobrevivir.

Las gotas de agua se acumulan en la cera, golpes repelentes de agua en la espalda de un escarabajo, luego deslícese hacia la boca del escarabajo en la superficie plana entre las protuberancias. Las hierbas del desierto acumulan agua en sus puntas, luego canalizan el agua hacia sus sistemas de raíces a través de canales en cada hoja. Un cactus recoge agua en sus puntas de púas antes de guiar las gotas por espinas cónicas hasta la base de la planta.

El equipo de Bhushan estudió cada uno de estos seres vivos y se dio cuenta de que podían construir un sistema similar, aunque más grande, para permitir a los humanos extraer agua de la niebla nocturna o la condensación.

Comenzaron a estudiar las formas en que diferentes superficies pueden acumular agua, y qué superficies pueden ser las más eficientes. Usando impresoras 3-D, construyeron superficies con golpes y púas, luego creado adjunto, ambientes con niebla usando un humidificador comercial para ver qué sistema recolectaba la mayor cantidad de agua.

Aprendieron que las formas cónicas recogen más agua que las formas cilíndricas, "lo que tenía sentido, dado lo que sabemos sobre el cactus, "Bhushan dijo. La razón por la que sucede, él dijo, se debe a un fenómeno físico llamado gradiente de presión de Laplace. El agua se acumula en la punta del cono, luego fluye por la pendiente del cono hasta el fondo, donde espera un embalse.

Las superficies con ranuras movían el agua más rápidamente que las superficies sin ranuras, "lo que parece obvio en retrospectiva, por lo que sabemos sobre la hierba, ", Dijo Bhushan. En los experimentos del equipo de investigación, las superficies ranuradas acumulan aproximadamente el doble de agua que las superficies sin ranuras.

Los materiales con los que estaban hechos los conos importaban, también. Las superficies hidrofóbicas, aquellas que permitían que el agua formara gotas en lugar de absorberla, recolectaban la mayor cantidad de agua.

"El material de la superficie del escarabajo es heterogéneo, con manchas hidrofílicas rodeadas de regiones hidrofóbicas, que permite que el agua fluya más fácilmente a la boca del escarabajo, "Explicó Bhushan.

El equipo de investigación también experimentó con una estructura que incluía múltiples conos, y aprendió que se acumulaba más agua cuando las gotas de agua podían unirse entre conos que estaban separados por uno o dos milímetros. El equipo continúa esos experimentos, Dijo Bhushan.

El trabajo hasta ahora se ha realizado solo a nivel de laboratorio, pero Bhushan prevé que el trabajo se amplíe, con estructuras en el desierto que podrían recoger agua de la niebla o la condensación. Esa agua él piensa, podría complementar el agua de los sistemas públicos o pozos, ya sea casa por casa, o en toda la comunidad.

Existe un precedente para la idea:en áreas de todo el mundo, incluyendo el desierto de Atacama en Chile, Las redes grandes capturan el agua de la niebla y la recogen en depósitos para que los agricultores y otros la utilicen. Esas redes pueden no ser la forma más eficiente de aprovechar el agua del aire, Bhushan cree.

"El suministro de agua es un tema de vital importancia, especialmente para la gente de las partes más áridas del mundo, ", Dijo Bhushan." Mediante el uso de tecnologías bioinspiradas, podemos ayudar a abordar el desafío de proporcionar agua potable a personas de todo el mundo, de la manera más eficiente posible ".