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Colección de Agua de Neblina: Una Estrategia de Adaptación al Cambio climático para la Región Andina

Respuestas a Preguntas y Comentarios

 

1. Con qué modelo calculan agua disponible en la atmosfera?

Antes de abordar esta pregunta se sugiere primero plantearse sobre el concepto del contenido de humedad atmosférico. El agua en la atmósfera se mide en términos de la cantidad de vapor de agua contenida en el aire húmedo (por ejemplo, la masa de agua que se puede condensar en un metro cúbico de aire). Aunque el uso de las expresiones que definen dicho nivel de humedad atmosférico (humedad absoluta, radio de mezcla, columna de agua precipitable, etc.) varía dependiendo del campo de aplicación, el concepto de humedad relativa es quizás el más comúnmente conocido dado su uso en los boletines meteorológicos a que estamos acostumbrados. La humedad relativa se expresa en porcentaje y equivale a la relación entre la presión de vapor actual del aire y la presión de vapor saturado, o en términos más sencillos, es el porcentaje de la cantidad de vapor de agua presente en el aire a una temperatura dada  con relación a la cantidad máxima de vapor de agua que dicho aire podría retener a esa temperatura. Cualquiera que sea la expresión de humedad usada, el contenido de agua atmosférico depende exclusivamente de la temperatura del aire. Tal como se mostró en una de las diapositivas de la presentación, la relación de Clausius-Clapeyron es el modelo más usado en Geociencias para calcular el agua disponible en la atmósfera. Masas de aire caliente tienen mayor capacidad de retener vapor de agua que las masas frías. En general, existe mayor disponibilidad de vapor de agua cerca a la superficie terrestre y decrece exponencialmente con la altitud. En el caso de la neblina, la humedad relativa del aire es del 100% y coexiste el agua en forma de vapor y en forma líquida ya que se ha presentado un proceso previo de condensación de parte de dicho vapor. Si lográramos enfriar aún más dicho volumen de neblina lograríamos obtener aún más fracción liquida a partir del vapor. 

 

2. Que tan costoso es desarrollar los procedimientos de neblinas?

Los experimentos de neblina usando los colectores standard  SFC (marcos con la malla de 1.0 m2) son relativamente baratos y su costo es variable dependiendo de los materiales para construir la estructura (pueden ser locales) y de la mano de obra en la región de interés. El costo de cada SFC puede oscilar alrededor de US$70 - US$100 para Latinoamérica. En el caso de los grandes colectores operacionales LFC, su costo puede oscilar alrededor de los US$1200 - US$1500. Otros costos adicionales a un proyecto operacional de neblina incluirían el sistema de almacenamiento y distribución de agua, y serian específicos a la magnitud del proyecto, la locación, mano de obra y a los materiales seleccionados (tubería, accesorios hidráulicos, construcción civil, etc.).

 

3. ¿Cuál es el potencial impacto negativo de la recolección de neblina sobre el sistema natural? ¿Estamos alterando el sistema climático? ¿Es insignificante?

Esta es una muy buena pregunta y podría abordarse como un tema de investigación desde varias perspectivas. De hecho no hay ningún estudio a la fecha en la literatura disponible que aborde esta temática. Sin embargo, y desde mi visión personal, considero que los impactos de los sistemas de cosecha de neblina sobre el medio ambiente son insignificantes debido a que las mallas solo capturan una muy pequeña fracción del agua disponible en la nube. Cabe mencionar, tal como se referenció en la presentación, que el agua líquida presente en la neblina corresponde solo a un pequeño porcentaje del agua disponible en el aire, y que los colectores de neblina solo interactúan sobre la porción liquida que viaja en la nube. Consideremos por ejemplo un evento de neblina en un lugar que se encuentra a 10.0 grados Celsius. El contenido de humedad atmosférico a esa temperatura es de aproximadamente 10 gramos (vapor + liquido) por metro cubico de aire. Los valores típicos de agua líquida en la neblina (microgotas entre 1 – 40µm) oscilan alrededor de 0.05 - 0.5 gramos por metro cubico de aire. Para fines demostrativos asumamos que el contenido líquido es de 0.1g/m3. De esta forma, solo el 1% de la humedad disponible en esa nube estaría en forma líquida, y es sobre ese pequeño porcentaje que las mallas colectoras trabajan. Una vez que el colector intercepta una pequeña parte de ese 1% de agua en forma líquida que viaja en la nube, la masa de neblina sigue su camino en la dirección del viento para interactuar más adelante con los ecosistemas propios de la zona. El otro factor a considerar es que la malla tiene una altura solo de 4 metros, mientras que la altura de nube que toca el suelo oscila entre decenas a centenares de metros.

 

4. ¿Cada qué tiempo es la recolección del agua de neblina?¿Qué volumen se genera aproximadamente?

La neblina es un fenómeno que no es continuo en el espacio ni en el tiempo, de tal forma que la colección de agua de neblina es relativo a los momentos y lugares en que esta ocurra. Como todas las variables de tipo climático, la naturaleza de la formación de neblina tiene un componente aleatorio y la variación estacional del clima es otro factor a considerarse en los proyectos operacionales de esta tecnología apropiada. Por lo general, la ocurrencia neblina en los Andes es de tipo orográfico entre las zonas de valle y montaña,  y de tipo advectivo en el caso de las costas, de tal forma que es más común tener episodios de colección durante las noches y las madrugadas. Un proyecto experimental considerando Standard Fog Collectors (SFCs) durante un periodo mínimo de 12 meses seria mi sugerencia para poder caracterizar la variación temporal de producción de agua de neblina. Los volúmenes generados son específicos del sitio de experimentación y se expresan como rendimientos de colección de agua líquida y en unidades de litros por metro cuadrado de malla y por día. En la presentación se mostraron varios casos de países, con producciones que abarcan 1 – 30 l/m2/día. 

 

5. Las mallas tienen una anchura  determinada para atrapar el agua presente en la neblina. ¿El agua que sale es netamente potable, es decir no presenta algún parámetro fuera del normal como particulado o el mismo pH?

Las experiencias llevadas hasta ahora en varias partes del mundo muestran que el agua de neblina es de muy buena calidad y apta para consumo humano dado que la mayoría de los casos donde se han implementado los proyectos corresponden a sectores rurales de cordillera y están alejados de centros urbanos, por lo que la composición química de la neblina no se ve afectada por contaminación localizada.  Sin embargo, es muy recomendable llevar a cabo pruebas de calidad de agua que involucren parámetros de pH, iones y análisis bacteriológico, especialmente en lugares de colección que estén cercanos a ciudades o centros industriales con reconocidos niveles de polución. En algunos casos puede usarse aluminio para subir el pH del agua en el caso de neblinas costeras, o tener en cuenta adiciones básicas de cloro en el caso de almacenar el agua por largos periodos de tiempo. Una práctica muy recomendable es limpiar y hacer mantenimiento periódico a las mallas colectoras, ya que por estar expuestas al aire son susceptibles de agentes contaminadores como el polvo que viaja con el viento, insectos y pájaros.

 

6. Como contrarestar el efecto del niño? y cual es la relación directa con la captación de aguas a partir de neblinas?

El fenómeno de El Niño perturba el clima global y tiene impactos locales principalmente en temperatura y precipitación en muchas partes del mundo. Hay una enorme cantidad de documentación disponible sobre los impactos de este fenómeno en los Andes. La adaptación de las comunidades a los efectos del calentamiento global y a la variabilidad natural del clima en la que se incluye el fenómeno de El Niño, es una forma de contrarrestar dichos impactos. Para que esta adaptación sea efectiva en el sentido de reducir la vulnerabilidad de la sociedad frente a nuestro clima cambiante y sus eventos extremos, debe procurarse tanto la implementación de prácticas sostenibles en el tiempo como la apropiación de tecnologías amigables con el ambiente. Cuando El Niño modifica el patrón de precipitaciones y produce periodos de déficit hídrico en ciertas regiones, no necesariamente la formación de neblina local se ve afectada, por lo que el aprovechamiento de esta fuente alternativa de agua podría contribuir positivamente a reducir la vulnerabilidad hídrica en regiones rurales.

Por Jose Manuel Molina de Johns  Hopkins University en el Webinar de lanzamiento del Sexto Foro Virtual de la CoP Andes.

Acerca de Jose Manuel Molina

 

José Manuel Molina es investigador del Departamento de Ciencias Planetarias y Terrestres en Johns  Hopkins University (USA) y está adscrito a otras organizaciones de investigación y desarrollo en Canadá (FogQuest), Chile (The Atacama Desert Center) y Estados Unidos (Global Water Program). En el periodo 2002 - 2005 fue profesor de la Universidad Nacional de Colombia en el área de Ingeniería Agrícola y recursos hídricos, y actualmente se encuentra cursando un doctorado en el Programa de Ciencias  de Cambio Climático en Johns Hopkins;  su trabajo de investigación se centra en el desarrollo de modelos de desescalamiento de clima para países de Oriente Medio y Norte de África. José Manuel es M.Sc. en Ingeniería Hidráulica y Ambiental de la Pontificia Universidad Católica de Chile y M.Sc. en Ingeniería y Ciencias Hidrológicas de Colorado State University. En esta última José Manuel enfocó su investigación en el estudio de fenómenos macroclimáticos en el Océano Pacífico y desarrolló modelos hidrológicos de simulación estocástica para la generación de series sintéticas de caudal en cuencas hidrográficas del Oeste de USA. José ha sido becario del World Bank y el National Science Foundation, e igualmente ha trabajado y participado de proyectos en las siguientes áreas: planificación y gestión de sistemas de recursos hídricos, modelación y predicción climática e hidrológica, modelación 

hidráulica del flujo de agua subterránea, análisis de frecuencia hidrológica , estimación del balance hídrico probabilístico  en cuencas agrícolas y sistemas de distribución de agua, investigación y transferencia de tecnología de colección de neblina y lluvia en países en desarrollo, derechos de agua, y diseño y evaluación de sistemas de riego y drenaje entre otros.

 

Contacto: jmolina9@jhu.edu