La investigación, liderada por Nooshin Barzegar Marvasti y la profesora Luisa Orsini, demuestra que el tratamiento de un metro cúbico de agua mediante el sistema basado en Daphnia produce apenas 0,0006 kg de CO₂, frente a los 0,316 kg generados por las tecnologías convencionales.

Las Daphnia, también conocidas como pulgas de agua, son pequeños biofiltros de agua dulce que pueden limpiar y filtrar el agua utilizando procesos biológicos naturales, lo que resulta en una huella de ciclo de vida casi nula.

"Nuestro objetivo era demostrar la naturaleza de bajo costo y bajas emisiones de carbono de la tecnología basada en Daphnia y evaluar su capacidad para reducir los contaminantes químicos asociados con riesgos a largo plazo para los ecosistemas y la salud humana", explicó Barzegar Marvasti, estudiante de doctorado y autora principal del estudio.

Los investigadores utilizaron evaluaciones del ciclo de vida (LCA) para evaluar el impacto ambiental de esta tecnología a lo largo de toda su vida útil, en lugar de centrarse únicamente en su eficacia para eliminar contaminantes durante la operación. Esto se logró incluyendo explícita y sistemáticamente productos químicos persistentes, móviles y tóxicos (PMT) y microcontaminantes en todas las fases de la evaluación.

A escala de una instalación típica que trata 100.000 metros cúbicos de agua al año, el uso de este enfoque equivale a evitar aproximadamente 31,5 toneladas de emisiones de CO₂ anualmente, con ahorros aún mayores para sistemas más grandes, según los investigadores.

A diferencia de muchas tecnologías existentes, el sistema impulsado por pulgas de agua no utiliza agua adicional, requiere prácticamente ningún terreno y genera residuos sólidos mínimos. El tratamiento de 21 millones de litros de aguas residuales produce solo 1-2 toneladas de sólidos residuales por año. Estos sólidos se convierten luego en biocarbón, reduciendo la masa final de residuos en aproximadamente un 80%, que además es reutilizable.

"Al combinar la creatividad científica y las soluciones basadas en la naturaleza, con una comprensión profunda de los marcos regulatorios, nuestro equipo ha desarrollado una tecnología para aprovechar las capacidades de biofiltración de Daphnia para eliminar productos farmacéuticos, pesticidas y productos químicos industriales de las aguas residuales", señaló la profesora Orsini, autora principal del estudio.

La tecnología innovadora también proporciona importantes protecciones ambientales más allá de la baja huella de carbono. Al eliminar el exceso de nutrientes, sólidos suspendidos y microcontaminantes dañinos, reduce significativamente la contaminación del agua dulce y la eutrofización (el enriquecimiento excesivo de nutrientes que causa mala calidad del agua y del suelo), ayudando a proteger la biodiversidad.

Esta investigación es el resultado de una colaboración multidisciplinaria entre investigadores de la Universidad de Birmingham, colaboradores externos y socios de la industria. El trabajo fue financiado por el proyecto HORIZON-IA UPSTREAM (101112877) de Horizon Europe.

La escasez de agua es un problema global creciente que afecta a más de 4.000 millones de personas en todo el mundo durante al menos un mes al año, según datos de MECO, una empresa dedicada al desarrollo de sistemas de purificación de agua. Aunque el 71% de la superficie de la Tierra está cubierta de agua, solo el 0,6% del agua dulce del mundo es accesible para el consumo.

La falta de acceso a agua potable segura aumenta los riesgos de problemas de salud. Cada año, aproximadamente un millón de personas mueren por diarrea causada por agua potable insegura, saneamiento e higiene deficientes. La escasez de agua es la principal causa de muerte en el parto en las naciones en desarrollo y provoca más muertes en niños que el SIDA, la malaria y el sarampión combinados, según MECO.

En este contexto, las tecnologías sostenibles de tratamiento de agua como la desarrollada por la Universidad de Birmingham cobran especial relevancia. El cambio climático, el crecimiento de la población, la urbanización y la contaminación son factores que contribuyen a la escasez de agua, haciendo que las soluciones innovadoras y de bajo impacto ambiental sean cada vez más necesarias.

En Estados Unidos, el estado de Nueva York anunció recientemente más de 29,4 millones de dólares en subvenciones para apoyar proyectos de calidad del agua y resiliencia climática en la Región 5 del Departamento de Conservación Ambiental del estado, que incluye los condados de Essex y Franklin. Estas inversiones forman parte de un paquete de más de 265 millones de dólares anunciado por la gobernadora Kathy Hochul para proteger el agua potable, mejorar la resiliencia climática y actualizar infraestructuras hídricas envejecidas.

"Con más de 265 millones de dólares de múltiples programas, incluidos 185 millones que apoyan mejoras en comunidades de justicia ambiental, los proyectos adjudicados ayudarán a nuestros socios municipales a lograr reducciones significativas en el riesgo de inundaciones, proteger el agua potable, mejorar el hábitat acuático y salvaguardar a los residentes de eventos climáticos cada vez más severos", declaró la comisionada del DEC, Amanda Lefton, en un comunicado de prensa.

La convergencia de estas iniciativas en diferentes partes del mundo subraya la creciente importancia de desarrollar tecnologías sostenibles para el tratamiento de aguas residuales y la conservación de recursos hídricos, en un contexto donde la escasez de agua y el cambio climático representan desafíos cada vez más urgentes para la humanidad.