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Kalyne Vitória Falcão y Lauanda Vitoriano Lima ganaron en Estados Unidos un premio internacional con una tecnología que usa un árbol común del sertão para tratar agua, gastando centavos donde el mercado cobra en promedio R$ 100
Un filtro de agua montado con carbón de jurema-preta, fibra siliconada, arena y piedra llevó a dos alumnas de la Escuela Estatal Antonio Rodrigues de Oliveira, de Pedra Branca, en el interior de Ceará, al lugar más alto de una premiación internacional en la Regeneron ISEF, realizada entre el 14 y el 19 de mayo de 2023 en Estados Unidos. Compitieron con cerca de 1.700 estudiantes de aproximadamente 70 países y regresaron a casa con un premio de 5 mil dólares otorgado por una agencia del gobierno estadounidense.
Kalyne Vitória Falcão y Lauanda Vitoriano Lima crearon un filtro de carbón activado producido a partir de la jurema-preta, planta abundante en el semiárido brasileño. Según la FEBRACE, el sistema ajusta los parámetros físico-químicos del agua, como conductividad, solidez y pH, y requiere solo 50 centavos en fibras siliconadas, mientras que los filtros convencionales cuestan en promedio R$ 100.
De dónde viene el carbón: el árbol que el sertão descarta en el fuego
La materia prima central de la invención es la jurema-preta, especie identificada por el nombre científico Mimosa hostilis en el artículo científico que las estudiantes publicaron sobre el proyecto en la Revista Ceará Científico, periódico mantenido por la red estatal de enseñanza de Ceará. La planta crece en abundancia en la región de Pedra Branca y, precisamente por ser tan común y tener poca aplicación comercial, suele terminar quemada.
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Es exactamente ese descarte por el fuego que el dúo transformó en oportunidad. En lugar de dejar que la biomasa se convierta en humo en las quemas, las estudiantes comenzaron a carbonizar la madera de forma controlada y a triturar el material hasta llegar a un carbón en formato granular, listo para funcionar como elemento filtrante. Lo que era un residuo sin valor se convirtió en el corazón de una tecnología de limpieza del agua.
La elección no fue estética, sino estratégica. Usar una planta que la propia región ofrece gratis reduce el costo del filtro a casi cero y elimina la dependencia de insumos industriales que tendrían que viajar cientos de kilómetros hasta el sertão.
Cómo funciona el filtro de agua, capa por capa
La estructura del filtro de agua sigue una lógica de capas superpuestas dentro de una botella PET, descrita en el artículo de la Revista Ceará Científico: piedras, arenas, el carbón obtenido de la jurema-preta y un polímero siliconado. Cada capa cumple una función en la retención de impurezas, y el conjunto conduce el agua por etapas sucesivas de limpieza hasta la salida.
Según la FEBRACE, la combinación de carbón de la jurema-preta con fibra siliconada, arena y piedra es capaz de ajustar todos los parámetros físico-químicos del agua, como conductividad, solidez y pH, dejando el líquido dentro de los estándares de potabilidad. En el estudio publicado por las estudiantes, el pH del agua tratada resultó en 7, el valor considerado neutro en la escala que va de 0 a 14.
El artículo registra además que análisis físico-químicos y microscópicos comprobaron la eficiencia del sistema, con el líquido saliendo del prototipo apto para consumo humano. No se trata de una promesa de laboratorio: las pruebas de adsorción del carbón fueron hechas y documentadas antes de que el proyecto cruzara la frontera para competir en la feria americana.
Cincuenta centavos contra R$ 100: la cuenta que impresionó a los jurados
El número que resume la fuerza del proyecto cabe en una moneda. Según la FEBRACE, producir una versión industrial del filtro exige invertir apenas 50 centavos en fibras siliconadas, porque todos los otros componentes pueden ser encontrados en la naturaleza. Del otro lado de la balanza, los filtros convencionales vendidos en el mercado cuestan en promedio R$ 100.
La diferencia de escala es brutal: con el valor de un único filtro comercial, sería posible costear la fibra de 200 unidades del sistema creado en Pedra Branca. En una región donde el ingreso de las familias es limitado y la infraestructura de saneamiento es escasa, este tipo de matemática decide quién tiene acceso a agua tratada y quién no.
Fue esta ingeniería de costo, sumada al desempeño técnico, la que colocó el proyecto delante de competidores de todo el mundo. El dúo ganó el primer lugar del premio USAID Science for Development en la categoría de protección del clima y del medio ambiente, ofrecido por la agencia de desarrollo internacional del gobierno de los Estados Unidos, con una premiación de 5 mil dólares.
El escenario de la conquista: 1.700 estudiantes de 70 países
La Regeneron ISEF, sigla de International Science and Engineering Fair, es la mayor feria internacional de ciencias e ingeniería del mundo para estudiantes que aún no han llegado a la universidad, según la FEBRACE. La edición de 2023 reunió a cerca de 1.700 competidores de aproximadamente 70 países y distribuyó un total de 9 millones de dólares en premios.
Brasil desembarcó en la feria con una delegación de 25 estudiantes, y 12 de ellos fueron seleccionados por la propia FEBRACE, la Feria Brasileña de Ciencias e Ingeniería, que funciona como puerta de entrada nacional para la competencia americana. Al final de la disputa, la delegación brasileña sumó 5 premios y aún una mención honrosa, y el filtro cearense fue uno de los destacados de esta cosecha.
Para una escuela estatal de un municipio del interior cearense, quedar entre los premiados de un evento de este tamaño significa vencer una disputa con colegios de élite y centros de investigación juvenil de todo el mundo, muchos de ellos con laboratorios que cuestan más que el presupuesto anual de una escuela pública brasileña.
La ciencia detrás del prototipo, publicada en revista
El proyecto no se detuvo en la mesa de la feria de ciencias. Las dos estudiantes firmaron, junto a Francisco Renato Moreira da Silva y Rafael Saraiva da Silva, el artículo Filtro Ecológico de Bajo Costo, para el Tratamiento de Agua, Hecho a Base de Carbón Activado Proveniente de la Biomasa de la Jurema Preta, publicado en 2023 en la edición de volumen 2, número 2, de la Revista Ceará Científico.
En el texto, el grupo describe el problema de partida, el agua residual, y detalla el camino técnico: la biomasa de la jurema-preta fue carbonizada, el carbón fue triturado hasta el formato granulado y el material pasó por pruebas de adsorción, aquellas que miden la capacidad de retener impurezas en la superficie del carbón. Publicar el método en un periódico es lo que separa un experimento escolar de una tecnología replicable, porque cualquier municipio, escuela u organización puede leer el paso a paso y reproducir el filtro.
El argumento ambiental: 87,5% menos gas carbónico que las quemas
Además de barato, el proceso creado por las estudiantes lleva una ventaja ambiental. Según la FEBRACE, la producción del carbón para el filtro emite 87,5% menos CO2 que las quemas que hoy consumen la jurema-preta descartada en el semiárido brasileño.
En la práctica, la invención aborda dos problemas con el mismo gesto: reduce el humo lanzado a la atmósfera por la quema al aire libre de una planta tratada como estorbo y convierte esa misma biomasa en infraestructura de agua limpia para quienes más lo necesitan. Es el tipo de solución circular que grandes industrias persiguen con presupuestos millonarios, diseñada aquí con botella PET, arena y piedra.
Por qué una solución de centavos importa tanto en el interior de Ceará
Pedra Branca se encuentra en una de las regiones más castigadas por la escasez de agua del país, donde buena parte de las familias rurales depende de cisternas, estanques y pozos cuya agua no siempre llega limpia al consumo. Un equipo de tratamiento de agua que cuesta centavos, usa materia prima local y no requiere energía eléctrica cambia la magnitud del problema.
La lógica del proyecto es la misma que sustenta las tecnologías sociales más exitosas del semiárido: resolver con lo que existe en el territorio, en lugar de esperar por soluciones caras que dependen de logística distante. El filtro de las estudiantes no sustituye redes de abastecimiento ni estaciones de tratamiento, pero cubre exactamente el vacío donde el poder público aún no ha llegado.
Lo que la victoria dice sobre la ciencia hecha en la escuela pública
El resultado de Pedra Branca no nació del azar. Pasó por el circuito de ferias científicas que comienza dentro del aula, avanza hacia la FEBRACE, en la Universidad de São Paulo, y desemboca en la competencia internacional. Es una cadena de formación que transforma un proyecto escolar en una investigación real, con método, jurado y publicación.
Dos alumnas de una escuela estatal del interior cearense compitieron de igual a igual con el mundo y ganaron en la categoría más conectada al futuro del planeta, la de protección ambiental. Para el ecosistema brasileño de ciencia joven, cada resultado de este calibre funciona como prueba de concepto: el talento científico existe en cualquier código postal, lo que falta es una cadena para que pueda desarrollarse.
Lo que viene a continuación para el filtro de jurema-preta
El desafío ahora es sacar el prototipo de la botella PET y llevarlo a escala. La versión industrial del filtro de agua, aquella que consume los 50 centavos en fibras siliconadas, es el camino natural para transformar el premio en producto de estantería o en política pública de saneamiento rural. El artículo publicado en la Revista Ceará Científico deja el mapa técnico abierto para quien quiera recorrerlo.
Si una pareja de estudiantes resolvió con centavos un problema que el mercado valora en R$ 100, ¿cuántas otras soluciones de bajo costo están esperando apoyo dentro de las escuelas públicas del semiárido brasileño? Cuéntanos en los comentarios qué crees que falta para que invenciones como esta lleguen a los hogares que más las necesitan.
