La magia de este proceso natural es el «xilema». Este se encarga de trasladar la savia desde la raíz hacia la parte proximal de la planta; ésta es la llamada savia bruta, que se compone en su mayor parte de agua e iones inorgánicos, aunque algunos compuestos orgánicos pueden estar presentes.

En las coníferas, está formado a partir de células muertas llamadas traqueidas que en esencia son tubos huecos con diámetros de hasta 80 µm y una longitud de hasta 10 mm.

Estas células crecen en paralelo y tienen cerrados los extremos. El agua pasa de un conducto a otro a través de agujeros conocidos como fosas, que están cubiertos por una membrana con poros nanométricos que actúan como una especie de tamiz. Cualquier cosa más grande que estos poros no puede pasar.

Así que, en teoría, el xilema de coníferas debe ser un filtro eficaz.

Para averiguarlo, cortaron secciones de 1 pulgada de largo de una rama de pino blanco, pinus strobus. Pelaron la corteza y rellenaron un tubo con la madera, sellando los huecos con resina epoxy.

Luego llenaron el tubo con 5 ml de agua desionizada a 5 libras por pulgada cuadrada de presión, lo que equivale a una carga de presión gravitatoria de unos 2 m más o menos y esperaron a ver qué pasaba.

Efectivamente, el agua se filtraba a razón de 0,05 mililitros por segundo. Ese caudal es equivalente a más de 4 litros por día, lo suficiente para mantener a una persona. Eso con un filtro de una superficie de alrededor de 1 cm ².

A continuación, se estudiaron las propiedades de filtración de los materiales. Se añadió un pigmento rojo para el agua y se midió la distribución de los  tamaños de las partículas dentro de él. Esta varió de alrededor de 70 nanómetros a 500 nanómetros de tamaño.

El agua filtrada era clara, sin embargo. Y la distribución del tamaño de partícula en el filtrado alcanzó un máximo de alrededor de 80 nanómetros. Claramente, el xilema filtra las partículas más grandes que esto. En un experimento separado, se añadieron nanopartículas fluorescentes de 20 nanómetros de poliestireno y encontraron que el xilema no pudo filtrarlas.

La conclusión fue clara. «Encontramos que el filtro de xilema exhibe un excelente rechazo de partículas con diámetros de más de 100 nanómetros», dicen.

Para poner a prueba la capacidad del material para filtrar bacterias, mezclaron las bacterias Escherichia coli inactivadas con agua y se pasaron a través del sistema. Las Escherichia coli son de forma cilíndrica con un diámetro de aproximadamente 1 micrómetro.

Y, efectivamente, el filtro funcionó bien. «La filtración usando tres filtros diferentes de xilema mostró rechazo casi total de las bacterias», dicen.

Para saber exactamente cómo funciona el xilema, cortaron los filtros y se estudió la estructura interna de la madera. Encontraron que la mayoría de la filtración se producía en los 2 ó 3 primeros milímetros del filtro.

Eso resulta ser más o menos exactamente la longitud de las traqueidas y sugiere que los filtros de madera se pueden cortar incluso más corto y seguir funcionando con eficacia.

Existen algunas limitaciones a este tipo de filtración. En primer lugar, el límite de 100 nanómetros es demasiado grande para filtrar los virus. Los investigadores dicen que es posible encontrar otras plantas con los orificios más pequeños que podrían hacer el trabajo.También se tomaron imágenes con un microscopio de electrones de los orificios de las células que mostraron las bacterias recogidas cerca de estas fosas, lo que sugiere que este es el mecanismo de filtración.

En segundo lugar, la madera debe estar recién cortada para trabajar como un filtro eficaz. El equipo dice que los conductos en la madera seca se obstruyen y así no funcionan como filtros. Eso es un problema potencialmente grave si estos filtros deben ser suministrados a gran escala. Sin embargo, sería posible desarrollar técnicas de secado que mantuvieran la integridad estructural de los filtros.

Sin embargo, este es un trabajo impresionante que tiene el potencial de tener un gran impacto en muchas partes del mundo. Según la Organización Mundial de la Salud, alrededor de 1,6 millones de personas mueren cada año de enfermedades atribuidas a la falta de agua potable y saneamiento básico. Lo que es más, el 90% de ellos son niños menores de cinco años, la mayoría en países en desarrollo.

Este sistema de filtración no va a resolverlo, ya que actualmente no puede filtrar los virus transmitidos por el agua, como la hepatitis, adenovirus rotavirus y otros. Sin embargo, podría tener un gran impacto al eliminar patógenos bacterianos y protozoarios tales como E. coli, Salmonella typhi, Vibrio cholerae y Giardia.

Y el sistema es pequeño, barato y fácil de hacer. Como sus investigadores concluyen: «La simple construcción de los filtros de xilema, combinado con su fabricación a partir de un material barato, biodegradable y desechable sugiere que una mayor investigación y desarrollo de estos podría conducir a su uso generalizado y reducir considerablemente la incidencia de enfermedades  infecciosas de base acuosa en el mundo «.

Fuente: technologyreview