Un diminuto crustáceo que es capaz de generar potentes ondas de presión bajo el agua inspiró a un grupo de investigadores mexicanos a desarrollar una nueva alternativa para la desinfección: un dispositivo que imita el mecanismo de la pinza del camarón pistola y aprovecha el colapso de burbujas para inactivar bacterias sin utilizar sustancias químicas.
En el desarrollo participa el Dr. José Rogelio Valdés Herrera, académico del Departamento de Estudios en Ingeniería para la Innovación de la Universidad Iberoamericana Ciudad de México, junto con investigadores de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y del Tecnológico Nacional de México. Valdés intervino en la metodología, validación experimental y redacción de la investigación. Lee aquí el artículo completo.
El trabajo, publicado en la revista científica Results in Engineering, presenta un sistema de cavitación hidrodinámica inspirado en el rápido cierre de la pinza del camarón pistola, fenómeno que los investigadores trasladaron a un mecanismo accionado por un motor, engranajes y un elemento en forma de garra.
Burbujas que golpean a las bacterias
Cuando la pinza mecánica se cierra bruscamente, acelera el agua y genera chorros en los que aparecen nubes de burbujas. Al colapsar, estas producen fuertes cambios de presión, esfuerzos mecánicos y posibles microchorros capaces de afectar a los microorganismos presentes en el líquido.
Las pruebas realizadas con Escherichia coli mostraron una disminución progresiva de bacterias, especialmente a concentraciones iniciales bajas e intermedias. Los experimentos comparativos también indican que la cavitación aporta un efecto adicional de desinfección respecto de la simple circulación y mezcla del agua.
La innovación está también en la forma de generar este fenómeno. Los sistemas convencionales pueden requerir bombas de alta potencia, grandes circuitos hidráulicos o ultrasonido; el prototipo desarrollado utiliza una arquitectura mecánica compacta, una entrada eléctrica moderada y no requiere aditivos químicos.
En las comparaciones realizadas por los autores, su eficiencia energética resultó competitiva frente a otros sistemas de cavitación hidrodinámica y superó la reportada para sistemas convencionales de desinfección ultrasónica que funcionan a 20 kilohertz.
Una tecnología inspirada en la naturaleza
La biomímesis del camarón pistola ya había sido estudiada para producir cavitación con dispositivos experimentales. Sin embargo, de acuerdo con el artículo, ésta es la primera aplicación reportada de un mecanismo inspirado en su pinza para la inactivación bacteriana en agua.
Los resultados abren una posible ruta para desarrollar sistemas compactos de tratamiento de agua, pero el dispositivo se encuentra todavía en etapa de prueba de concepto. Los experimentos se realizaron con E. coli, concentraciones relativamente bajas y agua de la llave en condiciones controladas de laboratorio.
Antes de pensar en una aplicación cotidiana o industrial será necesario evaluar su funcionamiento prolongado, el desgaste de sus componentes mecánicos, su escalamiento para tratar mayores volúmenes y su efectividad frente a otros microorganismos y en aguas con condiciones más complejas.
Publicado originalmente en Ibero
