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Atrapanieblas
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SEGUNDA ESPECIALIDAD: GESTIÓN AMBIENTAL
CURSO
: HIGIENE Y SEGURIDAD AMBIENTAL
DOCENTE : ING. JORGE LLOMPART CORONADO
INTEGRANTES
:
CIGUEÑAS RAMÍREZ, BRAYAN RALPH
ODAR ARROYO, CARLOS JAVIER NOÉ
ATRAPANIEBLAS
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIA ALIMENTARIAS
I. INTRODUCCIÓN
El acceso al agua de calidad y en cantidad suficiente ha sido el eje central de la
vida humana, actualmente esto ha condicionado al desarrollo de proyectos, que
garanticen la disponibilidad necesaria para su consumo con adecuación
oportuna a las circunstancias y necesidades poblacionales.
Para que este tipo de proyectos cumplan su fin, deben reunir ciertas
características, tales como mantener constante la participación ciudadana,
mantenerse en auto sustentabilidad, e interesarse en todo momento en
procurar la practicidad, eficiencia y bajo costo.
Es así que en el desarrollo del presente análisis, se plantea como objetivo
principal la captación de niebla para la obtención de agua, como un proyecto
que cumpla los puntos arriba mencionados; para conseguir un resultado
adecuado se toman en cuenta aspectos hídricos de la zona, de los materiales
empleados para su construcción, y el abastecimiento de agua potable, hacia
las zonas que no cuentan con este servicio o que es limitado, enfocándose
principalmente a las características de México.
Por otra parte, es importante señalar, que la técnica para captar el agua
potable a través del rocío y la niebla no tiene gran difusión en el país, es por
esa razón que nace la inquietud por tratar el tema, que se tienen zonas
costeras y parte de la sierra como zonas de bajos recursos y escases de agua.
II. OBJETIVOS
2.1. OBJETIVO GENERAL
Generar conocimiento en la magnitud y el uso del recurso hídrico a partir
de la niebla en el Perú, con innovaciones en prototipos de atrapanieblas,
orientados al uso potencial agrícola, minero, turístico, entre otros.
2.2. OBJETIVO ESPECÍFICOS
Identificar y evaluar zonas geográficas con mayor potencial de nieblas
en la región.
Evaluar una nueva generación de atrapanieblas a nivel de prototipo.
Difundir el conocimiento y la información generada a partir de los
resultados obtenidos de proyectos previos.
III. MARCO TEÓRICO
3.1. Definición de tecnologías limpias
La innovación tecnológica es uno de los elementos claves para impedir los
problemas sociales y de contaminación ambiental causados por el crecimiento
acelerado en el uso de recursos, incrementos en la contaminación del aire, el
agua y la tierra y los efectos irreversibles por el cambio climático. La interacción
de varios factores complejos serán determinantes del papel potencial y el
impacto de nuevas tecnologías en la solución de los problemas ambientales.
Esto implica inversiones tanto públicas como privadas a lo largo de la cadena
de innovación que parte desde el desarrollo de la tecnología hasta la
comercialización y eventual escalamiento industrial.
Las tecnologías limpias son tecnologías que incluyen productos, servicios y
procesos que reducen o eliminan el impacto ambiental de la tecnología
disponible actualmente a través del incremento en la eficiencia en el uso de
recursos, mejoras en el desempeño y reducción de residuos. Es importante
tener en cuenta, que a pesar de ser compatibles los conceptos de tecnologías
limpias y tecnologías ambientales son diferentes. Históricamente, las
tecnologías ambientales se refieren a medidas de protección al final del tubo
para el control de la contaminación, gestión de residuos y tecnologías de
remediación de suelos. El mercado de estas tecnologías fue primariamente
direccionado con el objetivo de cumplir los requerimientos legales en
preferencia de factores económicos. En cambio, las tecnologías limpias se han
direccionado al uso eficiente de recursos y materiales avanzados y tecnologías
energéticas que son promocionadas por incentivos de mercado y condiciones
macro-económicas. Sin embargo, los factores regulatorios son todavía
significativos en algunas áreas particularmente en la legislación de residuos e
incentivos para energías renovables.
La clasificación de las tecnologías limpias tiene en cuenta una amplia gama y
diversidad de tecnologías y aplicaciones. Por ejemplo los subsectores que más
se han involucrado en la aplicación de este tipo de tecnologías en el mundo
están representados por la agricultura, la industria de alimentos, usos de
energía, disponibilidad de tecnologías, materiales y nanotecnología, transporte
y logística, y principalmente compañías encargadas de dar soluciones
ambientales en cuanto a calidad del aire, recuperación y reciclaje de
materiales, innovación y tecnología ambiental, purificación de agua, entre otras.
Las tecnologías limpias como tal no son un tema nuevo muchas de estas
tecnologías se han venido estudiando por años. Sin embargo, en los últimos
años las tecnologías limpias se han desarrollado rápidamente debido a una
serie de impulsores que han generado un aumento en sus aplicaciones, modos
de uso y ventajas competitivas. Los principales impulsores de las tecnologías
limpias son los siguientes:
Crecimiento de la demanda de energía y materias primas: Lo cual ha
sido liderado por China e India. Se estima que para el año 2030 la
demanda de energía se incrementara en un 50%. Incrementos similares
se esperan en metales, alimentos y otras materias primas al igual que el
incremento de sus precios originando un crecimiento en el mercado del
uso eficiente de los recursos, energías y tecnologías limpias.
Volatilidad en el suministro y precio de las materias primas: Las
condiciones inseguras en el suministro de las materias primas genera
volatilidad en los precios, incentivando un uso eficiente de la energía lo
cual se vuelve fundamental tanto para los usuarios industriales como
para los hogares.
Avances en la tecnología: Especialmente en tecnologías de la
información, bioquímica, materiales de última generación y
nanotecnología están siendo transferidos a aplicaciones en las
tecnologías limpias generando mejoras en los costos, desempeño,
fiabilidad y posibilidades competitivas de negocio dentro de las
incubadoras de tecnologías.
Presiones regulatorias e incentivos de mercado: A nivel global cada
día se incrementan en mayor medida el número y los requerimientos
legales en materia ambiental que cubren diferentes aspectos como son
los niveles de contaminación permisibles, el cambio climático y
restricciones en el uso de materiales. Este es el fundamento para la
estructuración de mercados enfocados en tecnologías limpias.
Preocupaciones sociales: Las preocupaciones sociales relacionados
con el medio ambiente cada día aumentan más generando respuestas
de los gobiernos y el sector privado que se traducen en nuevas
legislaciones o acuerdos voluntarios entre las partes.
Efectos de las emisiones de CO2: El control de las emisiones de
CO2 genera inversiones en tecnologías bajo carbono siempre y cuando
se establezcan límites de emisión y los precios en mercado de carbono
se estabilicen.
3.2. Antecedentes históricos
La necesidad de tener un abastecimiento de agua ha orillado a distintos
pueblos a buscar nuevas formas de captarla. Un ejemplo de esto es en
Canadá, donde un grupo de personas desde el año 1987 preocupadas por la
escasez de agua potable en distintas regiones, emprenden estudios y
proyectos para captarla y en el año 2000 fundan la “ONG FogQuest1”.
Este grupo ha implementado un proyecto a nivel internacional denominado
“Atrapanieblas” o “Colectores de Niebla” (Fig. 1), el cual ha beneficiado a
muchas comunidades. A continuación describiremos de manera breve el
desarrollo que ha tenido esta tecnología a nivel mundial.
Chile-el Tofo/Chungungo (1987-2002)
Los colectores de niebla de gran tamaño, Ubicados en El Tofo, Chile, se
desarrollaron como resultado de una propuesta de tres instituciones chilenas.
La Institución Internacional de Investigaciones para el Desarrollo (IDRC) de
Canadá, realizó en 1985, varios prototipos de colectores de niebla, y fue hasta
1992 cuando el pueblo de Chungungo cambio su anterior suministro de agua,
que consistía en traer agua por camión y su almacenamiento en bidones de
aceite, por un chorro de agua de niebla en cada uno de los hogares (más de
100).
Fig. 1. Atrapanieblas colocados en el Tofo
Sulfanati de Oman (1989-1990)
Lugar donde se colocaron una serie de Atrapanieblas en el verano de los años
1989 y 1990, logrando tasas promedio de captación de agua de 30 m3/día,
debido principalmente a la espesa niebla y a los fuertes vientos durante el
monzón del suroeste, en las montañas de Dhofar en esa época del año,
limitando la disponibilidad del agua en esta región sólo a un par de meses al
año.
Fig. 2. Ciudad del Sultanato de Omán donde se aprecia su región montañosa
Namibia (1996-2001)
Namibia se encuentra ubicado en el sudoeste de África, y gran parte de su
territorio está ocupado por desierto. La cantidad de lluvia en este país es muy
baja, sin embargo a pesar de la aridez en la zona, la niebla costera es muy
frecuente y varía relativamente poco de un año a otro. Lo que aprovecharon
para colocar una serie de colectores de niebla y rocío, que abastecieron de
agua a los pueblos circundantes –Topnaar, entre otros- y se logro una tasa de
recolección promedio en todo el año, sin la presencia de niebla de 1 m3/día, y
en las épocas cuando existen episodios de niebla se recolectan hasta 12
m3/día de agua potable.
Fig. 3. Namibia y sus colectores de niebla
3.3. Historia y Perspectivas
Diversas formas de captación de agua de lluvia se han utilizado
tradicionalmente a través de los siglos. Pero estas técnicas se han comenzado
a estudiar y publicar técnica y científicamente, sólo en época reciente. Muchas
de las obras históricas de captación de agua de lluvia para uso doméstico se
originaron principalmente en Europa y Asia. En base a la distribución de los
restos de estructuras de captación de agua de lluvia y el persistente uso de
estas obras en la historia, se puede asumir que las técnicas de captación de
agua de lluvia desempeñaban un papel importante en la producción agrícola y
la vida en general en las zonas áridas y semiáridas en diversas partes del
mundo. Parte de la agricultura en el Medio Oriente, estaba basada en técnicas
como derivación de torrentes (wadi). En el Desierto de Negev, en Israel, han
sido descubiertos sistemas de captación de agua de lluvia que datan de 4 000
años o más. Estos sistemas consistieron en el desmonte de lomeríos para
aumentar la escorrentía superficial, que era entonces dirigida a predios
agrícolas en las partes bajas. En el sur este de Túnez se utilizaron técnicas de
microcaptación para el crecimiento de árboles. Técnicas parecidas se
practicaron por todo una vasta región del sur oeste de las Estados Unidos,
noreste de México y en el Altiplano de México Central y Sur.
Aunque, las experiencias en captación de agua de lluvia de los países como
Israel, Estados Unidos y Australia, pueden ser utilizadas con adaptaciones en
América Latina y el Caribe, muchas de estas experiencias y últimas
investigaciones tienen una limitada relevancia a áreas con productores pobres
en las zonas áridas y semiáridas de la Región. En Israel, por ejemplo, el
énfasis de la investigación está en los aspectos hidrológicos de microcaptación
para árboles frutales como almendros y pistachos. En los Estados Unidos y
Australia, la captación de agua de lluvia se aplica principalmente para
abastecer de agua a la ganadería y al consumo doméstico; la investigación
está dirigida principalmente hacia lograr incrementos en la escorrentía
superficial a través de tratamientos en las áreas de captación. No obstante,
cabe mencionarse las experiencias de México (Anaya M., 1994), Brasil (Porto
R. y Silva A., 1988), y las técnicas de captar agua de nieblas desarrolladas en
Chile y Perú (Schemenauer S. y Cereceda P., 1993).
3.4. Atrapanieblas en el Perú
El sector rural en el Perú como en otros países de la Región, se encuentra en
una situación deficiente especialmente en cuanto a las condiciones sanitarias
que requiere para preservar la salud de sus habitantes. Las enfermedades
diarreicas que afectan a los pobladores y principalmente a los niños empeoran
cada día más la situación de sus habitantes, impidiendo el normal desarrollo de
sus actividades y por ende su subsistencia.
La cobertura de abastecimiento de agua en el sector rural del país alcanza al
63% que cubre principalmente a poblados concentrados y en formas casi nula
a comunidades dispersas que son atendidas generalmente por organizaciones
no gubernamentales o proyectos de pequeño alcance, casi siempre con
tecnologías poco apropiadas para el contexto local.
Es así que el sector de más baja cobertura en el país lo conforma el sector
rural disperso, este sector requiere de nuevos planteamientos y opciones para
el mejoramiento de las condiciones sanitarias y por ende su calidad de vida, si
se quiere contribuir al cumplimiento de las Metas del Milenio que propone
reducir a la mitad la falta de acceso al agua para el 2015.
3.5. Captación de agua de niebla
Esta tecnología está basada en el hecho que el agua puede ser recogida de
nieblas en condiciones favorables climáticas. Las nieblas son definidas como
una masa de vapor de agua condensado en pequeñas gotitas de agua en o
solamente encima de la superficie de la tierra. Las pequeñas gotitas de agua
presentan en el precipitado de niebla cuando ellos vienen al contacto con
objetos. Es bien conocido que nieblas frecuentes ocurren en las áreas áridas
costeras de Perú y Chile. Estas nieblas representan un potencial para proveer
de una fuente alternativa para obtener agua dulce, que puede ser captada
mediante el empleo de sistemas de colección simples y económicos conocidos
como colectores de niebla. La investigación presente sugiere que los colectores
de niebla trabajan mejor en áreas costeras o en áreas montañosas donde el
agua puede ser captada cuando la niebla se mueve conducida por el viento.
Un elemento captador artificial, como los
que se han empleado en un proyecto
chileno, consiste en una malla plana, que
es ubicada en forma perpendicular a la
dirección del viento predominante.
Durante el proceso de captación del
agua contenida en la nube, las gotitas
que son atrapadas por la malla, se
agrupan allí hasta formar una gota de
mayor tamaño que se desliza por
gravedad hasta ser colectada por una
canaleta dispuesta en el borde inferior del panel. Se estima que se requiere
colectar cerca de 10 millones de gotitas contenidas en la neblina, para formar
una gota del tamaño de la cabeza de un fósforo.
3.6. ¿Cómo se forma la niebla?
La niebla característica de la costa peruana y chilena se conoce como
Camancacha y se forman debido a que las aguas del Pacífico que bordean
esos países son anormalmente frías debido a la corriente de Humboldt que se
extiende a lo largo de la costa de todo Chile y Perú, trayendo aguas frías del
Sur y por la presencia del «upwelling» (Afloramiento de aguas frías del fondo
del Océano).
3.7. ¿Cuál es el potencial hídrico de las nieblas?
Es la cantidad de agua que se puede recolectar de la niebla con una superficie
de atrapanieblas dada en un intevalo de tiempo. Generalmente se expresa en
Litros/m3/día.
El potencial hidríco de la niebla puede variar de acuerdo a su ubicación
geográfica y condiciones meteorológicas, como se muestra en la siguiente
tabla.
Fig. 4. Formación de la niebla
3.8. Esquema sistema captación de agua de niebla.
De lo anterior se desprende que el captador artificial es un elemento
completamente pasivo ya que el agua atrapada es drenada sólo por flujo
gravitacional hasta el punto donde será usada. La producción de agua de un
sistema de paneles captadores o "atrapa nieblas", dependerá del contenido del
líquido y características físicas de la nube, expresadas como tamaño de la gota
y velocidad del viento que conduce a la nube por una parte, y por la otra, de la
naturaleza y características de la superficie de captación, expresadas como su
área útil de intercepción y su eficiencia de producción. La duración de cada
evento de neblina, también es una variable determinante del volumen total de
producción.
El panel atrapa niebla empleado en las experiencias realizadas en Chile, tiene
como elemento de captación una malla que comúnmente es usada en la
agricultura. La malla es elaborada en base a un tejido de filamentos planos de
polipropileno negro de 1 mm de ancho por 0.1 mm de espesor.
Comercialmente se denomina RASCHEL y es producida en distintas
densidades de tejido, las cuales son expresadas como porcentaje de sombra.
En los paneles del proyecto chileno se ha elegido, luego de haber ensayado su
eficiencia de producción, una malla de 35% de sombra, la cual está dispuesta
en doble paño. El sistema de paneles atrapa nieblas es instalado en sitios
previamente elegidos por su potencial de producción de agua y por sus
características topográficas apropiadas. Las unidades captadoras son
interconectadas por tuberías que conducen el agua hasta un estanque de
almacenamiento. Desde allí podrá ser entregada a los usuarios en distintas
formas, dependiendo del uso que se le dará al recurso y del costo que tendrá el
sistema de distribución.
El diseño de este sistema atrapa nieblas fundamenta su ejecución en los
conceptos de la tecnología apropiada, ya que por estar principalmente
orientados a los sectores rurales, se debe concebir la creación de una
estructura que solucione el problema de obtención de agua a bajo costo,
utilizando elementos eficientes y disponibles en un amplio mercado. El montaje
del sistema es a base de elementos pasivos y estáticos que son de fácil
construcción o ensamblaje en la obra. La instalación de cada panel y su
interconexión es rápida y simple, no requiriéndose de gran cantidad de mano
de obra para su ejecución. Debido a lo simple del diseño del sistema, no se
requiere de personal altamente calificado para su construcción, además por ser
la conducción del agua un flujo gravitacional no se emplea mecanismos que
usan energía para su funcionamiento y/o que sean complejos de operar y
reparar. La tecnología de captación de agua atmosférica, es particularmente
ventajosa en proyectos que por su tamaño relativamente pequeño, no justifican
inversiones de gran magnitud.
La captación de agua de niebla se ha investigado por más de treinta años y se
ha puesto en ejecución con éxito en las áreas costeras montañosas de Chile,
Ecuador, México y Perú. Debido a un clima similar y condiciones montañosas,
esta tecnología también se puede poner en ejecución en otras regiones según
lo demostrado en el cuadro.
Fig. 5. Localizaciones donde ha estado o puede ser puesto en
ejecución el cosechar de la niebla.
Fuente: G. Soto Álvarez, Nacional Forestry Corporation (CONAF), Antofagasta, Chile.
En Chile, los National Forestry Corporation (CONAF), la Universidad Católica
del Norte, y la Universidad Católica de Chile están poniendo la tecnología en
ejecución en varias regiones, incluyendo el Toro, Los Nidos, Cerro Moreno,
Travesía, San Jorge, y Pan de Azúcar. Los resultados de los varios
experimentos conducidos en la región costera norteña de la montaña indican la
viabilidad y la aplicabilidad de esta tecnología para el agua de buena calidad y
proveerla para una variedad de propósitos, incluyendo el agua potable y el
agua para las aplicaciones comerciales, industriales, agrícolas, y ambientales.
Estos experimentos fueron conducidos entre 1967 y 1988 en las altitudes que
se extendían a partir de 530 m a 948 m usando diversos tipos de colectores del
agua de la niebla. Los diversos tipos de neblinometers y de colectores de la
niebla dieron lugar a diversas producciones del agua bajo las mismas
condiciones climáticas y localización geográfica. Un colector del neblinometer o
de la niebla con una pantalla que contenía un acoplamiento doble de Raschel
(el 30%) era el más acertado y el que se recomienda actualmente.
En Perú, el servicio meteorológico e hidrológico nacional (SENAMHI) ha estado
cooperando con el Estratus Company desde los años 60 en poner la tecnología
en ejecución en las áreas siguientes: Lachay, Pasamayo, Cerro Campana,
Atiquipa, Cerro Orara (Ventinilla-Ancón), Cerro Colorado (Villa María de
Triunfo), y parque recreacional Cahuide (El Agustino), y en Ecuador meridional
el Centro para la Investigación Social Alternativa (CISA) está comenzando a
trabajar en el parque nacional de Machalilla en la Gotera de Cerro teniendo a
las instalaciones chilenas como modelos.
3.9. Características del captador
Fig. 6. El captador
En términos simples, el panel captador consiste en dos postes, distanciados a
12 metros, entre los cuales va dispuesta la doble malla de 4 metros de altura.
Estos paneles atrapa nieblas pueden ser módulos simples, es decir
conformados por una sola malla de captación, sostenida por dos postes (48
m ), o pueden ser módulos múltiples, es decir compuestos por varias mallas de
captación, sostenidas por postes comunes (96 m , 120 m , etc.) manteniendo la
orientación de los paneles en forma perpendicular a la dirección del viento. El
criterio para seleccionar el número y tipo de módulos a construir (paneles
simples, dobles, etc.) será determinado fundamentalmente por la topografía del
terreno. Además puede influir en esta decisión la calidad de los materiales
empleados en la construcción del panel captador Esta característica de
modularidad del sistema, establece que el costo de cada subunidad de un
panel múltiple sea inferior al costo de cada panel simple. Además ello
establece que la producción de agua se limitará sólo a la adición de unidades
captadoras, lo cual se puede adecuar en el tiempo al crecimiento de la
demanda.
Otra característica importante del sistema es la baja probabilidad de
interrupción del proceso de producción de agua, ya que el daño causado por
siniestros naturales esperados nunca afectará a la totalidad del sistema de
captación instalado.
Elementos del sistema
El panel captador, está compuesto por los siguientes elementos:
Estructura de soporte: Esta estructura está conformada por dos o más
pilares, que en este caso son postes de Eucalipto impregnado de 7 metros de
altura y 5" de diámetro en la punta superior. La cantidad de postes depende del
número de subunidades que compongan el panel captador. Además,
componen esta estructura los cables de sostén de los postes, que se sujetan al
suelo por medio de anclajes prefabricados.
Elemento de captación: La superficie captadora está compuesta por una
doble malla, de 12 x 4 metros (aprox. 1OOm de material), la cual va cosida a
un grupo de cables de sostén y sujeta a los postes por un conjunto de barras
de anclaje.
Luego, los elementos que componen el sistema de captación son:
Cables de sostén:
Existen dos grupos de cables que cumplen distintas funciones:
Elemento de sustentación vertical: Está compuesto por dos cables de
acero de 3/16" de diámetro (superior e inferior) cuyo rol es soportar
verticalmente la malla. Dado que la malla se ha definido como el
elemento de sacrificio frente a un siniestro mayor, los cables en su punto
de anclaje llevan un "fusible de seguridad" constituido por un tramo
pequeño hecho con un cable de menor resistencia.
Elemento de sustentación horizontal: Dado que la fuerza del viento
produce una catenaria en la malla, lo que ocasiona una pérdida
significativa del agua captada, se optó por subdividirla en tres paños
discretos de las mismas dimensiones. Para ello se dispuso entro los
cables superior o inferior, dos líneas de alambres galvanizados y
plastificados de 5,11 mm de diámetro.
Barras de anclaje:
Ellas están compuestas por dos o más pares de tablillas de pino tratado. Para
prevenir el ataque de hongos, en las que se envuelven los extremos de la
malla.
Estas barras, que van adosadas a cada poste, permiten traccionar la malla en
forma pareja y a la vez le otorgan un cierto grado de rigidez.
Canaleta colectora y drenaje:
En el cable inferior de la malla colectora se cuelga una canaleta por medio de
alambres galvanizados, ésta recibe las aguas que escurren por gravedad en la
malla y las conducen hacia una aducción que se conecta a una cañería matriz
o estanque de acumulación. En la experiencia chilena se ha usado, como
canaleta, una tubería de PVC de 110 mm de diámetro, cortada
longitudinalmente en parte de su sección.
3.10. Rendimiento
La producción neta de un colector varía dependiendo de la frecuencia de la
niebla y de su densidad. La cantidad de agua en un metro cúbico de niebla se
extiende a partir de 0,05 gramos a tanto como 3 gramos. En el caso de
Chungungo, los colectores de la niebla recolectaron un promedio de 3 litros de
agua por el metro cuadrado de recoger la superficie por día. En la configuración
inicial, 50 colectores grandes de 48 metros cuadrados cada uno produjeron un
promedio diario de cerca de 11,000 litros de agua. Esto proporcionó 33 litros de
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Fig. 7. Estructura de un captador.
agua potable por día a cada uno de los 330 aldeanos. Antes de que los
colectores de la niebla fueran construidos en Chungungo, el agua tuvo que ser
llevada desde la ciudad mediante vehículos con un costo considerable para los
residentes y el municipio que había subvencionado el precio del agua.
Los científicos primero utilizan los colectores pequeños de la niebla para
determinar si un sitio tiene potencial para su explotación.
Fig. 8. Colectores para identificación de potencial.
3.11. El clima y sus factores
El potencial para extraer el agua de la niebla es una función de la cantidad de
agua que contiene y la velocidad del viento. El contenido en agua de la niebla
depende de su altitud. La frecuencia de la ocurrencia depende de la circulación
atmosférica regional, de la temperatura del agua del océano y de la estabilidad
y de la intensidad de los procesos de la inversión térmica. Si el fenómeno
climático que produce la niebla es estable, la niebla formará regularmente, sin
embargo su comportamiento puede variar a partir de un área a otra y las
variaciones estacionales específicas que pueden ocurrir. En la costa del
sudoeste de América del sur, especialmente en Chile, la condición niebla que
produce es constante a través del año.
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Uno de los proyectos más grandes ha proporcionado, desde su marcha en
1992, un promedio de 11000 litros de agua por día a una aldea de 330
personas en desierto árido de la costa de Chile del norte. Existen 22 países en
seis continentes en donde las referencias bibliográficas evidencias las mayores
posibilidades de explotación de las aguas de nieblas; sin embargo es evidente
que mediante estudios metereológicos y oceanográficos sobre una base
mundial, conducirá a la conclusión que muchos otros países pueden tener el
potencial sobre esta posibilidad.
3.12. Factores geográficos
Los factores geográficos más importantes serán repasados brevemente aquí.
Los vientos persistentes a partir de una dirección son ideales para la
colección de la niebla.
Un campo de dunas o de una montaña que se levante lo suficiente son
necesarios para interceptar las nubes de la niebla que avanzan en la
región.
La región de la nube del stratocumulus, que tiene normalmente el
contenido líquido más alto, está entre 400 m a la dirección del viento que
trae la nube y la niebla del océano.
Se debe intentar trabajar lo más cerca de la costa como sea posible,
idealmente a 5 kilómetros, pero las posibilidades existen hasta los 25
kilómetros hacia el interior.
Es muy importante que no haya obstáculo importante al viento dentro de
algunos kilómetros del lugar de captación.
La presencia de una depresión o de condiciones metereológicas que
calienten en forma ascendente durante el día causará un área de baja
presión local. Esto realzará la brisa del mar y aumentará la velocidad del
viento con la cual las cubiertas marinas de la nube fluyen sobre el
terreno.
3.13. Información para la captación del agua de niebla
En las zonas donde la lluvia es muy escasa, la captación y almacenamiento de
la precipitación no es factible. Aparte de las fuentes de agua en las zonas
áridas y semiáridas tales como ríos, lagos o la lluvia, existe un gran depósito
natural de agua bajo la forma de vapor de agua, sea vapor de la atmósfera, de
la evaporación desde el suelo o transpiración de las plantas, o más
frecuentemente: rocío y niebla. La diferencia con aquellas fuentes de agua, es
que esta forma de agua es difícil de captar, es decir relativamente sólo un
pequeño porcentaje de rocío o niebla puede ser captado, pero puede significar
un aporte suficiente como para considerarlo. En algunos lugares la
combinación de condiciones meteorológicas y la topografía crean la existencia
de nieblas persistentes. En estas zonas, se podría captar agua de nieblas. Una
definición de niebla o neblina es: "una nube baja que cubre o envuelve al
observador y es lo suficientemente densa para reducir la visibilidad horizontal a
menos de 1 km. Si la visibilidad es mayor que 1 km, pero menos de 10 km
estamos ante una neblina, (Cardich, 1991)”.
La diferencia entre la lluvia y la niebla es el diámetro de las gotas y la velocidad
de caída subsiguiente. Generalmente la niebla es el resultado de un
enfriamiento del aire húmedo al contacto con la superficie terrestre. El
fenómeno de las nieblas como recurso hídrico se presenta especialmente en
zonas áridas cercanas a océanos, tal como Baja California en México, en el
Norte de Chile, y en el centro y sur del Perú. En el capítulo Captación Externa,
se describe una técnica para captar agua de niebla en Chile. En la práctica
cualquier objeto o superficie que entre en contacto oponiéndose a la dirección
del viento que arrastra la niebla es un captador. La forma de captación más
eficaz es aquella que de manera natural proporciona un bosque y también los
arbustos densos y la vegetación herbácea en orden decreciente. La captación
artificial se está llevando a cabo mediante diferentes artefactos con resultados
diversos. Intervienen en el proceso de la captación de agua de niebla factores
topográficos, meteorológicos y estacionales.
3.14. Topografía del sector
En primer lugar, para elegir lugares apropiados para captar agua de nieblas, se
necesita de montañas con altitud suficiente para interceptar las nubes. Es
importante elegir la altura del lugar que conviene para captar las nubes con la
cantidad más alta de agua. Schemenauer y Cereceda (1994), mencionan una
altura deseada como dos tercios de la densidad de la nube desde su base.
Cuando se trata de montañas de la costa, es importante que el eje longitudinal
de la sierra sea aproximadamente perpendicular a la dirección de los vientos
dominantes que traen las nubes desde el mar. En este caso la distancia a la
costa debería ser lo más próxima posible, idealmente menos de 5 km, pero hay
ejemplos de captación de hasta 25 km al interior. En otros lugares, con
ocurrencia de nieblas frecuentes no se toma en cuenta la distancia al mar. Es
importante considerar que no haya obstáculos grandes para el viento en el sitio
elegido y que haya suficiente espacio para las obras de captación. Hay que
considerar también la pendiente y microtopografía. En general son ideales
pendientes suaves para el viento y la posición de las obras en las cimas de las
lomas u ondulaciones del terreno.
3.15. Frecuencia, intensidad y dirección de los vientos
El viento es un factor importante en la determinación y planificación de obras
para abastecimiento de agua de niebla. Schemenauer y Cereceda (1994),
también recomiendan adapciones en las obras de captación de agua de lluvia
considerando el efecto del viento. El potencial de la captación de agua de
niebla está influido por la dirección y fuerza de los vientos predominantes. El
viento resulta del movimiento causado por diferencias en la presión atmosférica
de las masas de aire. Es influenciado por el contacto con la superficie de la
tierra, produciendo un movimiento desordenado. Este movimiento de aire
aumenta el transporte de la materia, calor y agua. La información sobre el
viento se utiliza para calcular la tasa de evaporación y evapotranspiración
potencial. La dirección del viento es importante para optimizar la orientación (en
grados) y ubicación de las obras de captación. La dirección media mensual del
viento se mide durante los meses importantes, o sea cuando llueve o cuando
hay nieblas importantes. En general vientos persistentes en una dirección son
ideales para captar agua de niebla. Por ejemplo la circulación cerca de áreas
con alta presión en la parte oriental del pacífico produce vientos con dirección
sur oeste y vientos con dirección sur hasta Perú (Schemenauer y Cereceda,
1994). La frecuencia y velocidad de los vientos son importantes para evaluar la
potencialidad de la captación de agua de niebla. La velocidad del viento influye
sobre el volumen del aire (que contiene agua en forma de niebla) que pasa el
colector o trampa. La velocidad del viento influye entonces en el volumen del
agua de lluvia para captar, mientras más fuerte es el viento, el ángulo de caída
de las gotas es más horizontal, y demanda entonces adaptaciones en la
posición vertical del colector. La dirección del viento determina la ubicación de
las obras. La velocidad del viento está influenciada por las irregularidades de la
superficie de la tierra. El movimiento desordenado resultante implica que la
determinación de la velocidad y la dirección media del viento es difícil porque
ocurren cambios rápidos. La velocidad del viento aumenta con la altitud. Para
medir la velocidad del viento se utiliza el anemómetro que calcula la velocidad
media del viento en metros por segundo. Las gotas de lluvia y de llovizna
tienen un diámetro de aproximadamente 5 mm a 40 micrones y velocidades de
caída de 9 a 2 m/s, mientras las gotas de la niebla tienen un diámetro de
menos de 40 micrones y velocidades de caída inferiores a 5 m/s
(principalmente menores de 1 m/s). El viento entonces influye en el ángulo de
caída, tanto para la lluvia como para la niebla, pero la velocidad de caída de las
gotas de la niebla es tan pequeña que el movimiento de estas gotas es casi
horizontal. Esto implica que el colector tiene que ser vertical. Las mediciones
meteorológicas relevantes son temperatura, humedad relativa, radiación solar,
presión; y especialmente velocidad y dirección del viento. Para evaluar la
potencialidad de la captación de agua de niebla, es recomendable medir la
velocidad y dirección del viento cada 5 ó 15 segundos, para calcular promedios
diarios y después visualizar la distribución de frecuencias, velocidad y dirección
del viento. Para determinar la duración del viento, se puede observar la
velocidad del mismo cada hora durante varios días.
3.16. Precipitación oculta de la niebla
Como conocemos, la parte fundamental para el ciclo hidrológico, es, sin duda,
las precipitaciones, ya sea de forma de gotas de agua, o también por nieve.
Las precipitaciones son las encargadas de regular los demás tipos de fuentes
(agua superficiales y subterráneas), pero como existe un fenómeno conocido
como precipitación oculta, o mejor conocido como rocío.
Se le llama precipitación oculta ya que, los estudios y mediciones de la lluvia,
son principalmente enfocados a la intensidad y duración de la caída de agua en
forma de gotas, siendo relegado en segundo plano el rocío, que es el producto
de la condensación del agua que se encuentra en el medio ambiente, esto,
aunado a una brusco cambio de temperatura, da como resultado este particular
fenómeno natural, ocurrido principalmente durante la noche. Este fenómeno se
presenta principalmente en las hojas de diversas plantas que tienen en su
superficie, una especie de sustancia hidrófoba, que hace que el agua sobrante
(producto de la evaporación antes mencionada) sea repelida y quede sobre las
hojas, acumulándose, y después de un pequeño lapso de tiempo, el vapor de
agua nuevamente pase a su fase liquida, y he ahí, de cómo, en las mañanas
frescas, es seguro encontrar rocío en la vegetación de cualquier lugar.
3.17. Elementos constitutivos
Los “Atrapanieblas” son redes de gran tamaño rectangulares, están formados
por una malla (generalmente plástica) tejida diagonalmente, lo que favorece el
transporte de gotas de agua, cuya textura posee diámetros menores a 2 mm
Fig. 9. Recolección de agua captada por el dispositivo
Están sostenidas verticalmente, con ayuda de postes metálicos tensados,
facilitando su estabilidad y manteniendo el captador de niebla y rocío en pie a
pesar de la acción del viento. Cuentan con un canal de recolección en el
extremo inferior de esta, en él, se va reuniendo el agua que cae por gravedad,
y que posteriormente se dirige hacia un lugar de almacenamiento, como puede
ser un contenedor plástico.
Los captadores de niebla funcionan de dos maneras para captar el agua: una
es con el rocío y otra con la niebla.
3.18. La malla
Es un objeto de plástico o metal que evita la absorción de cualquier líquido en
su estructura lo que la hace idónea en el transporte y contención de líquidos,
ahora bien, al plantear como hacer que el agua dispersa que está en el
ambiente en forma de niebla o rocío sea recolectada, se propone una malla
precisamente hecha de este material, con algunas propiedades extras para
resistir las condiciones climáticas y maximizar la recolección de agua potable y
con un diámetro en sus separaciones más pequeño que las gotas que circulan
en el ambiente para que estas a su paso queden atrapadas en el sistema.
3.19. El tejido de la malla
La mayoría de los colectores tienen una malla de tracción vertical. Sin
embargo, estos prototipos básicos requieren urgentemente ser modernizados,
principalmente a través de nuevas formas de tejidos y tipos de marcos,
siguiendo siempre los principios de ligereza, portabilidad y polivalencia.
Por ejemplo, el lienzo en un colector de niebla convencional toma su eje central
en cada uno de sus articulaciones y como resultado todo el sistema se vuelve
vulnerable. Después de varias investigaciones en Alemania, se ha explorado el
rendimiento relativo en superficies planas paralelas con sistemas poliédricos y
con huella hexagonal, con el fin de aumentar el rendimiento de agua recogida
en estos sistemas.
Su tejido requiere un aumento de su condición hidrófoba, siendo elástica y con
los colores más claros para facilitar el goteo y así evitar su deterioro.
FogHive©12 es un polivalente ligero, envuelto con una malla hidrofóbica, que
puede recoger el agua de la niebla. También funciona como un dispositivo de
sombreado, refrigeración y un humidificador de suelo para la vegetación. Su
huella es hexagonal y varían sus dimensiones generales como ejemplo uno de
sus modelos básicos tienen 12m. de largo y 9 m. de ancho.
3.20. Compuestos de la malla
Shreerang Chhatre Doctor en Ingeniería Química, propuso mejorar los
materiales de las redes de niebla de manera que recolectaran más agua. Las
redes con las que está trabajando el Doctor están hechas de minúsculas
varillas de acero entrelazadas. El metal se recubre con dos materiales, uno que
atrae el agua y uno que lo repele.
El objetivo es atraer la niebla a la red, pero una vez que toque la superficie, lo
que el Doctor Chhatre pretende es que el líquido ruede por el dispositivo tan
rápido como sea posible y sea almacenado en un sitio, esto, debido a que si el
agua se queda en la red durante mucho tiempo, se evapora. Este compuesto
repelente al agua, actúa parecido al teflón en un sartén, alentando al agua a
rodar por la red para la colección.
3.21. Almacenamiento y distribución
El sistema de almacenamiento y distribución está formado normalmente por un
canal de plástico o tubo de PVC con un diámetro aproximado de 110 mm. El
cual está dispuesto en la parte inferior de la malla este se conecta a una
manguera 20 a 25 mm de diámetro para el transporte al lugar de
almacenamiento y/o en el punto de su uso.
El almacenamiento es por lo general, en una cisterna de concreto armado
cerrada. Las instalaciones de almacenamiento deben proporcionar al menos
50% del volumen máximo diario de agua consumida. Sin embargo, debido a
que el fenómeno de la niebla y rocío no es perfectamente regular día a día,
puede ser necesario almacenar agua adicional para satisfacer las demandas
poblacionales.
Fig. 10. Atrapanieblas con un sistema y distribución de PVC
IV. CONCLUSIONES
Se concluye que la implementación de sistemas atrapanieblas en
distintas zonas del país, como tecnología limpia es una alternativa de
solución a problemas sociales, de salud, sanitarios, que contribuirían a la
disminución de pobreza en el país y que abran una brecha hacia el
cambio tecnológico amigable al medio ambiente.
El papel del estado peruano a través de sus distintos organismos
competentes al medio ambiente y producción deben incentivar y apoyar
a la población en el desarrollo de sistemas atrapanieblas, mediante
capacitaciones, concientización, investigación y la implementación de
propuestas para futuros proyectos que beneficiarán a todo el país.
La propuesta debe ir más allá de un sistema alternativo de recolección
del recurso hídrico, consiste en desarrollar una estrategia integral que
contribuya tanto a la reducción de las grandes inequidades en salud, en
la distribución del agua limpia potable, como al cumplimiento de las
metas del milenio, mediante el agua de atrapanieblas, reforestación,
biohuertos, plantas, nativas, reducción de flores, plantas cítricos etc.
V. RECOMENDACIONES
Implementar la instalación de más atrapanieblas dentro de la
microcuenca y fuera de ella atendiendo la cobertura vegetal, a fin de
tener más datos y con ello tener una visión más clara acerca de la
posible cantidad de agua que se pudiese captar por la niebla.
Continuar con las mediciones ya que existen lugares que se presentan
nieblas durante gran parte del año y así poder obtener un mayor número
de datos.
Se podría iniciar observaciones de la presencia de niebla en los lugares
de estudio a fin de poder determinar con mejor precisión los días/niebla.
Se sugiere variar las zonas de instalación de los atrapanieblas con el fin
de tener una mejor idea de la captación de agua de niebla que se
obtendría en otros sitios.
Se podría tener en cuenta una relación de cantidad de niebla captada
contra densidad
Es importante considera la colaboración interdisciplinaria con otros
investigadores a fin de conocer más este fenómeno para poder
determinar características físicas y químicas (tamaño de las gotas de
agua, concentración por m 2, contenido líquido, acides, etc.)
VI. BIBLIOGRAFÍA
Metodologías y Tecnologías Apropiadas en Proyectos de Saneamiento
Básico Rural, Programa de Agua y Saneamiento en la Región Andina,
julio 1999, La Paz - Bolivia
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- DIGESA, 2000.
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Manual, Banco Mundial, Washington D. C., 1988.
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Utilizadas en Comunidades Rurales e Indígenas, OPS, 2003.
Tecnologías Apropiadas en Agua y Saneamiento, Banco Mundial - OPS,
2000.
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saneamiento - SODIS; COSUDE - UNICEF, junio 2003.
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setiembre 2004.
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Rainwater Harvesting:
http://www.rainwaterharvesting.org/Urban/ThePotential.htm
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smc.ec.gc.ca/acsd/publications/RMD msc report/service/service 9 e.html
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http://www.bagelhole.org/article.php/Water/95/
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http://www.cepis.ops-oms.org/eswww/ fulltext/saneamie/guia/guia.html
Bomba Manual India Mark II:
http://www.mific.gob.ni/DocuShare/dscgi/ds.py/GetRepr/File-3184/
html#Subhead4
Fog Collection as a New Method of Water Supply:
http://www.toprak.org.tr/isd/can 63.htm
