Implementación de mallas atrapanieblas para la captación de agua y utilizarla para riego de áreas verdes en la localidad de Ancón 2017. AUTORÍA: Los alumnos universitarios Miguel Bustos (
[email protected] [email protected])), Gerardo Díaz (
[email protected] [email protected])) Michael Medina (
[email protected] [email protected])) realizaron el proyecto del atrapanieblas.
RESUMEN En la localidad de Ancón existe una considerable baja de producción en los cultivos debido a la escasez de agua, es por eso que los pequeños productores agrícolas se ven afectados ya que las fuentes hídricas se encuentran alejadas del sector, sector, como consecuencia la insuficiencia insuficiencia de sembríos. sembríos. A futuro, si el problema persiste la tierra se volverá infértil y adusta esto afectará a la economía barrial ya que la sequía en sus terrenos trae consigo consecuencias económicas nefastas, al punto que muchos optan por vender sus tierras e instalarse en las ciudades cercanas. Por lo que se pretende implementar un sistema llamado “Atrapanieblas” que consistirá en el contacto de la niebla con una malla, esto por condensación condensación se convertirá convertirá en líquido, a través través de tuberías tuberías y mangueras será utilizada para la irrigación de pequeños cultivos que se almacenara en un tanque de rotoplast , Aprovechando las condiciones condiciones climáticas de la zona, obteniendo agua de una forma sencilla, económica, teniendo como resultado la obtención de H2O (no apta para el consumo humano), pero si para la irrigación de los cultivos, para evitar el riego con agua potable, y aplicando el desarrollo sostenible.
ABSTRACT In the town of Ancón there is a considerable drop in crop production due to water scarcity, which is why small agricultural producers are affected as the water sources are far from the sector, as a result of insufficient planting. In the future, if the problem persists, the land will become infertile and disgusting. This will affect the neighborhood economy as the drought in its lands brings with it dire economic consequences, to the point that many opt to sell their land and settle in nearby cities.
Therefore, it is intended to implement a system called "mistletoe" which will consist of the contact of the mist with a mesh, this by condensation will become liquid, through pipes and hoses will be used for irrigation of small crops to be stored in A rotoplast tank, taking advantage of the climatic conditions of the ar ea, obtaining water in a simple, economical way, resulting in obtaining H2O (not suitable for human consumption), but for irrigation of crops, to avoid Irrigation with potable water, and implementing sustainable development.
INTRODUCCIÓN La neblina es uno de los fenómenos producidos por la condensación del vapor de agua atmosférico. En realidad, es una nube tan baja que toca el suelo. Tanto la niebla como la nube consisten en un conjunto de gotitas dispersas en el aire. Las diferencias existentes entre ambas formaciones son la altitud a la que cada una se origina, y que las nubes contienen cristalitos de hielo. La niebla, pues, está constituida por gotitas de agua tan microscópicas que flotan en el aire, reduciendo la visibilidad tanto cuanto más juntas están más espesa es la misma. La niebla se forma al enfriarse el aire que está en contacto con la tierra o el mar. Al igual que las nubes, una masa de aire cálido y húmedo se enfría alcanzando el punto de rocío, es decir a la temperatura en que queda saturado, el 11 exceso de vapor se condensa en gotitas de agua gracias a los núcleos de condensación. Existen dos maneras de que se enfríen esas masas de aire, lo cual origina dos tipos distintos de nieblas: la niebla por advección y la niebla por radiación. La niebla por advección, en este tipo de niebla, la masa de aire se traslada de una superficie
caliente hacia otra más fría, con lo que su temperatura disminuye. Las nieblas marinas se forman, generalmente, por este procedimiento, y aparecen cu ando una masa de aire caliente y húmedo se encuentra o cruza una corriente fría. El aire sufre, entonces, un brusco enfriamiento, alcanzando el punto de rocío, y el vapor de agua que contiene se condensa sobre los núcleos de condensación, partículas de sal en este caso. La niebla tropical, que es el
tipo más corriente en alta mar, se origina por un enfriamiento progresivo del aire húmedo procedente de los trópicos, a medida que avanza hacia latitudes menos calurosas. La Niebla por radiación , se forma sobre tierra firme, al enfriarse ésta por la noche, principalmente en las noches claras y serenas, al no haber nubes que actúen como capa aislante. Al perder la tierra parte de su calor por radiación, se enfría muy rápidamente, haciendo lo mismo las capas inferiores infer iores de aire que están en contacto con su superficie. De esta manera, si no sopla viento, la masa de aire enfriada queda "encerrada" o "atrapada", pues l aire más cálido que se encuentra encima impide su ascensión. Si la masa de aire atrapada contiene vapor de agua suficiente, se origina la niebla. Con la formación de la niebla se produce el fenómeno llamado inversión de la temperatura. En este caso, la temperatura aumenta con la altura hasta un determinado punto, en que comienza a descender y sigue la escala normal. Las nieblas siempre se forman por debajo del nivel de la inversión de la temperatura. Un factor primordial para que se forme la niebla por radiación consiste en que el aire ha de estar estancado, prácticamente en calma, pues un poco de brisa o viento débil es suficiente para disipar el aire encerrado bajo la capa de inversión, haciendo que se mezcle con el más caliente de las zonas superiores. El Perú en materia ambiental tiene mucho por mejorar, desde la implementación de políticas ambientales a favor de la población, como legislación más acorde a los lineamientos de la OMS, llegando la bicentenario de la república estamos ante un reto como país de dar solución a estos problemas, muerte prematura de niños menores de 5 años, alta tasa de enfermedades respiratorias en adultos mayores, ciudades contaminadas de metales pesados como plomo, es momento de que se tomen decisiones basadas en argumentos científicos a favor de la población. (SENAMHI, 2001)
Fig. N°1: Niebla por advección y radiación (SENAMHI)
IDENTIFICACIÓN Y PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ¿Cómo ayudaría la elaboración del atrapaniebla en la irrigación de cultivos en la localidad de Ancón?
OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Evaluar diferentes alternativas productivas en base al uso del recurso hídrico generado por el atrapanieblas.
OBJETIVO ESPECÍFICO
Verificar el correcto uso del atrapa niebla.
Conocer sobre el proceso de condensación del agua.
ANTECEDENTES
1. CRITERIOS METODOLÓGICOS PARA LA DEFINICIÓN DE SISTEMAS DE CAPTACIÓN DE AGUAS CON BASE EN LLUVIA HORIZONTAL. METODOLOGIA: 1. Se realizó la consulta bibliográfica de los avances logrados en cuanto a la captación de lluvia horizontal en España, Chile, reportes de Fog Quest, entre otros. Tomando como línea de trabajo las publicaciones en revistas especializadas, técnicas y científicas. 2. Se identificaron los componentes y elementos usados en las tecnologías producto de la revisión bibliográfica, estableciendo determinantes de operación base de criterios para ser sometidos a juicio de expertos. 3. Se validó la información con apoyo de los referentes bibliográficos y realizó la consulta con expertos, para priorizar y justificar los criterios estructurales para el uso de tecnologías. 4. Se construyó una clave sistemática de diseño a partir de la evaluación de criterios, con los que se jerarquizaron y definieron relaciones funcionales entre componentes, factores y elementos de uso de la tecnología, determinando los grados de utilidad en relación al espacio de aplicación.
RESULTADOS Se han conocido los criterios técnicos básicos para la implementación de la tecnología atrapanieblas en el área del altiplano Cundiboyacense, indicando que las condiciones están dadas, principalmente en zonas rurales. Los proyectos que se han desarrollado sobre el tema han permitido obtener la información que permite ver la viabilidad del desarrollo de estos proyectos en la región. Sin embargo, es necesario que se reporten valores específicos de los proyectos, para que se contribuya con la formación del conocimiento, no hay información referente a la altura de las mallas, hay muy poca con respecto a los valores de captación en el país y el tamaño de los poros. Adicionalmente algunos proyectos que se han realizado, no tienen información disponible. Esta situación demuestra que es importante que se establezcan redes que permitan compartir la socializar los resultados y que puedan ser usados en nuevos proyectos, de esta manera difundir las ventajas de esta tecnología. Los criterios para la implementación de los proyectos deben involucrar las variables climáticas, geomorfológicas, sociales, de disponibilidad de recursos y las condiciones sociales de la comunidad beneficiada. Estos criterios redundan en un conocimiento adecuado del medio a intervenir para que se reduzcan los tiempos iniciales de prueba, que permitan la definición del sitio definitivo de instalación de los equipos.( BLANCA CECILIA MENDOZA PALACIOS; FREDY ROLANDO CASTAÑEDA, BOGOTÁ D.C – 2014)
2. Elaboración de atrapaniebla para irrigar cultivos utilizando la técnica por goteo, barrió Cantarilla San Juan. METODOLOGIA Fase
Técnica
Instrumento
Producto
INVESTIGACIÓN
Reunión del grupo
Internet
Investigación
de
Revistas
posibles temas
trabajo
investigación
para
Tiempo de 4 horas
del científicas
tema
INVESTIGACIÓN
Elección del tema a realizar
2 Horas Internet
Tema definido
CONOCIMIENTO
Profundización acerca
Grupo
de
de
la trabajo
“elaboración
del
Posible
3horas
planteamiento
Internet
teórico
atrapaniebla”
Posible planteamiento
de
objetivos Elaboración
INVESTIGACIÓN cronograma
de
Horario
y
para calendario
las
Tiempo
Distribución
3horas
equitativa de tareas a
siguientes tareas a cumplir cumplir
ANALIZAR
Indagación
más
profunda sobre la “elaboración
Internet Revistas
del científicas
atrapaniebla”
Recolección todo
tipo
de
4 Horas
de
información referente al tema a tratar
Observación de PLAN PROYECTO
DE un video de la
realización del
Verificación de
Internet
factibilidad del
Revistas
proyecto
Preguntas
Información
previamente
acerca de la
elaboradas
maqueta que se
1 Hora
proyecto hecho en Perú
PLAN PROYECTO
DE Visitar la
comunidad de San Juan donde
2 Horas
realizara
se realizará el proyecto Compra
de Presupuesto
Materiales
4Horas
PLAN
DE materiales e utilería reunido
PROYECTO
necesarios para la
necesaria
elaboración
de
la
maqueta Maqueta
Equipo
Plan de proyecto Resultados
de Visualización
trabajo Presentación
de Equipo
con 1semana
medidas del proyecto de Recolectar
una alternativa para trabajo
agua 2semanas
para cultivos
recolección de agua
Resultados
Utilización de una Equipo
de
Inserción
del 2semanas
malla ,tubos, palos trabajo
atrapaniebla
en la
,recolector de agua
comunidad de San Juan
barrio
cantarilla
Resultados
Adecuación
del Equipo
proyecto en una un trabajo
de Aplicativo
practico 1 mes
real del proyecto
sector del morador de barrio Cantarilla en San juan
Resultados
Mejora
de
la Equipo
calidad de cultivos trabajo
de Colaborar
a
la 2 meses
protección ambiental
del sector
RESULTADOS Se elaboró el atrapaniebla para la irrigación de cultivos usando la técnica por goteo en el barrio cantarilla –San Juan · Se investigó sobre la técnica por goteo que es método de riego se infiltra hacia las raíces de las plantas irrigando directamente la zona de influencia de las raíces a través de un sistema de tuberías y emisores (goteros) se usa en en la irrigación de cultivos · Se verifico el correcto uso del atrapaniebla ya que al ser colocado este extrajo de 1 a 6 litros de agua que era repartido por la técnica de goteo hacia los cultivos.
· Se conoció el proceso de condensación del agua que es es el cambio de fase de la materia que se encuentra en forma gaseosa (generalmente vapores) y pasa a forma líquida esto sucede al pasar la neblina por la malla y produce agua.
3. APLICACIÓN EN SISTEMAS DE ATRAPANIEBLAS EN EL NORTE DE CHILE METODOLOGIA
Esta investigación comprende principalmente tres tipos de investigación, de esta manera se busca obtener información lo más completa posible con el fin de establecer los parámetros para la proyectación del sistema de Atrapanieblas. En primera instancia y entiendo nuestro propósito final de proyectar un sistema con herramientas del diseño generativo, la investigación es del tipo Aplicada. Este tipo de investigación se caracteriza porque busca principalmente la aplicación o utilización de los conocimientos que se adquieren. De esta manera y como se explicó recientemente, toda la información y datos obtenidos nos permitirán integrar el diseño generativo al proceso proyectual referido a la sistematización de los captadores de niebla en un terreno determinado. Finalmente, este estudio pretende ser una herramienta referencial para investigaciones que requieran un mayor nivel de profundidad específicamente en el desarrollo de mejores propuestas de diseño de Atrapanieblas y su posterior visualización virtual para la implementación en algún caso específico. En segundo lugar y según las fuentes de obtención de información, la investigación principalmente es del tipo Documental y en menor medida, De Campo. En cuanto a la investigación del tipo Documental, la mayor parte de la información con relación al diseño generativo, se extraerá de las bases de datos existentes en la internet, ya que la referencia bibliográfica en Chile es escaza. De la misma manera, la internet será la principal fuente de documentación sobre la niebla y sistemas de captación debido a su fácil accesibilidad. Los datos más específicos se obtendrán de los estudios realizados por el CDA e INEH, Centro del Desierto de Atacama e Instituto Nacional de Eficiencia Hídrica respectivamente.
La investigación De Campo, la cual apoya en informaciones que provienen entre otras, de entrevistas, cuestionarios, encuestas y observaciones,
comprende la realización de visitas previamente acordadas tanto con los máximos exponentes chilenos de eficiencia hídrica y sistemas de captación de aguaniebla, Pilar Cereceda y Pablo Osses, Directora y miembro del Comité directivo del CDA respectivamente, como con Guillermo Parada, miembro de gt2P y exponente y promotor de proyectos con Diseño Generativo. En tercer y dado el nivel de conocimientos que se adquieren, este estudio es del tipo Descriptivo. Mediante este tipo de investigación, que utiliza el método de análisis, se logra caracterizar un objeto de estudio o una situación concreta, señalar sus características y propiedades, para este caso es el diseño generativo y la captación de niebla. Combinada con ciertos criterios de clasificación sirve para ordenar, agrupar o sistematizar los objetos involucrados en el trabajo indagatorio
4 CAPTACIÓN DE AGUA DE NIEBLA PARA REFORESTACIÓN EN PERÚ Y BOLIVIA Las primeras investigaciones de los sistemas atrapanieblas comenzaron en Chile en los años 60 con el equipo de investigadores liderado por el Dr. Robert Schemenauer, del Departamento de Medio Ambiente de Canadá, y la profesora Dña. Pilar Cereceda, de la Pontificia Universidad Católica de Chile. Desde entonces se ha experimentado con una gran variedad de diseños, aunque los más difundidos y aplicados son los del tipo SFC (Standard Fog Colector) debido a su sencillez y su elevada eficiencia de captación de agua. Este colector de niebla consta de un panel con un marco metálico y una doble malla Rachel soportado por dos postes verticales, que se coloca de forma perpendicular a la dirección predominante del viento. Experiencias realizadas en diferentes lugares de América y África hablan de resultados de captación diversos dentro de un rango de valores entre 5 y 15 l/m2·d, que dependen de factores como las condiciones meteorológicas de cada lugar y de los distintos meses del año. El fundamento de la captación de agua de niebla se basa en la condensación de las pequeñas gotas de agua que componen la niebla sobre la superficie de una malla (de polipropileno, generalmente). Estas gotas descienden por la malla
y se recogen en una canaleta situada en la parte inferior de la estructura, que conduce el agua hasta un depósito. El experimento se ha llevado a cabo en seis escenarios de Perú y Bolivia que tienen características geográficas y meteorológicas notablemente diferentes, como se muestra en la tabla.
Por: congreso.gob.pe; Octubre 2013
5 Construcción de torres que capten esta niebla costera con el fin de generar agua para la actividad agrícola de la zona y así ampliar el área productiva en el litoral del desierto de Atacama, Metodología
La idea es construir torres que capten esta niebla costera con el fin de generar agua para la actividad agrícola de la zona y así ampliar el área productiva en el litoral del desierto de Atacama, uno de los lugares más secos del planeta. Estas torres helicoidales alcanzan los 400 metros de altura introduciéndose en plena camanchaca y capturarían las partículas de agua. Luego, siguiendo el curso de sus espirales, la acumula en un enorme aljibe situado en la base de la torre. El agua acumulada se filtra por ósmosis inversa para separar los minerales procedentes del océano. El rendimiento previsto, oscila entre dos y diez litros por metro cuadrado de superficie vertical. Cada torre cuenta con 10.000 metros cuadrados de superficie vertical, produciendo un mínimo de 20.000 litros por día y un máximo impresionante de 100.000 litros. Habrá agua suficiente para mantener por muchos años la agricultura en esta región.
La torre se compone de 4 componentes con funciones específicas: Cuatro brazos espirales que hacen posible el modelo estructural, direccionando el agua recogida al colector principal ubicado en la base de la torre. Cuatro lados hechos de malla estructural de baja densidad que liga los espirales, produciendo en ellos el primer proceso de condensación de la niebla. Los que además consolidan estructuralmente los cuatro brazos espirales. Cuatro lados de malla plásticos de alta densidad que son el sistema filtro principal de humedad en la torre. El agua se captura con este sistema pasivo. Un colector principal en la base es dividido en tres componentes, el acumulador del agua en la cara superior, una membrana multicompuesta del filtro en el centro, y un sistema circulatorio en la base que distribuyen el agua purificada en cuatro brazos horizontales. La torre se construye con una estructura espiral con una base de madera, malla de cobre proporcionar conductos y una piel de plástico. El agua de la captura de sistema sólo utiliza la energía del viento y la gravedad en su proceso de trabajo principal.
6 La Niebla una fuente alternativa de recursos hídricos en zonas semiáridas, con sistemas de captación altamente eficiente y usos no tradicionales" METODOLOGIA Aunque la mayoría de los pasos metodológicos se fueron llevando a cabo en forma simultánea, se hará un resumen de los principales hitos en este proyecto: 1) Formación del equipo multidisciplinario: La clave del éxito de este proyecto es la colaboración de diferentes investigadores y profesionales de diversas disciplinas, ingenieros agrónomos (especialistas en desarrollo y gestión de proyectos), ingenieros civiles (Ing. mecánica, eléctrica, materiales, estructural), geógrafos (especialistas en niebla y comunidades), diseño, construcción civil, entre otros. 1 Las entidades participantes del proyecto postulado al Concurso de Bienes Públicos CORFO son: Consultora Profesional Agraria Sur Ltda., en calidad de ejecutor, Pontificia Universidad Católica de Chile, en calidad de coejecutor y la Dirección General de Aguas (DGA), en calidad de mandante. 10 Agua de Niebla 2) Selección de la comunidad a beneficiar: Dentro de proyectos de este tipo, ésta es una de las labores más difíciles, pues se requiere que tenga continuidad en el tiempo y sea un referente en la zona donde se habilita el sistema. Además, la comunidad debe tener tierras donde haya niebla, siendo el caso de Majada Blanca. En este sentido, se debió evaluar si había potencial para hacer un ensayo agrícola experimental y viabilidad con los intereses comunitarios. 3) Cuantificación del agua colectable en la Región de Coquimbo: Se avanzó en la detección de la niebla mediante el conocimiento de la dinámica de la nube estratocúmulo que produce la camachaca y también en la forma en que ésta se comporta con el relieve. Esto se realizó con imágenes de satélites y diversas técnicas de procesamiento de la información digital, de tal manera que se construyó un Sistema de Información Geográfica que muestra los cordones montañosos de la Región de Coquimbo con buenas condiciones para aprovechar la niebla como recurso hidrológico. La cartografía presenta las serranías que tienen las mejores altitudes donde se forma la niebla, exposiciones a los vientos predominantes y pendientes susceptibles de ser utilizadas para la instalación de atrapanieblas. 4) Selección de sitios con niebla: Existe un protocolo que ha sido usado en numerosas oportunidades para este reconocimiento, el que una vez conocido el terreno de la comunidad escogida, fue necesario ubicar los
sectores de mayor potencial de colecta de niebla. Otras consideraciones importantes fueron que el lugar debía tener camino, espacio para instalar los atrapanieblas y cuidar el medio ambiente. Se instalaron 5 neblinómetros estándar, los que fueron medidos semanalmente y cuya información dio la pauta para el lugar de la construcción de los aparatos colectores. 5) Instrumentos: Se definieron los instrumentos necesarios para la prospección de la niebla, además de neblinómetros, siendo instrumentos de registro continuo y de entrega de datos en tiempo real. Entre ellos, se diseñó y construyó un sistema para conocer el contenido líquido de la niebla. Este sistema instrumental no ha sido utilizado aún en los proyectos de niebla ni en Chile ni en el extranjero, pues normalmente se usa una estación meteorológica que refleja un amplio lugar. En este caso, por ser de bajo costo, se pueden tener en la cercanía a cada neblinometro o atrapanieblas. 6) Elección del lugar definitivo para el sistema de captación de agua de niebla: Se debieron conjugar factores como niebla, espacio, cercanía a la comunidad, elección del área de plantación, tomando en cuenta la pendiente por donde bajaría el agua desde la cima neblinosa a la soleada pampa de Pan de Azúcar, pendiente, calcular el agua factible de colectar, entre otras consideraciones. 7) Instalación de Atrapanieblas: Uno de los aspectos que más labores requirió fue Agua de Niebla 11 el estudio, diseño y construcción de los atrapanieblas de gran tamaño, que se detalla en los capítulos III y IV. Normalmente, los atrapanieblas más usados en Chile han tenido una superficie de malla de 40 m2 , ubicada en medio de dos postes, normalmente hechos de Eucaliptus, separados por 10 metros y con una altura que no supera los 6 metros desde el suelo. En el Proyecto Atrapanieblas se construyeron 3 atrapanieblas, cada uno de ellos con superficie de malla de 150 m2 , usando postes metálicos de 9 metros de altura y distantes a 20 metros. Aquí se requirieron cálculos estructurales, resistencia de las mallas, prueba de distintas mallas, diseños, construcción de los grandes aparatos con un grupo de trabajadores que debieron pernoctar en la cima del cerro, con constante supervisión del equipo técnico y además, mantener el matorral lo más inalterado posible y no hacer nuevas huellas, sino que usar las ya hechas por los baqueanos y motoqueros. 8) Parcela de Experimentación: En forma paralela a estas etapas, fue necesario dise- ñar y preparar una parcela demostrativa para el uso del agua generada. Para esto se establecieron especies de baja demanda hídrica: Acacia saligna como especie forrajera, Olivos y Viñas viníferas.
La unidad demostrativa consideró una superficie de 2.500 m2 , un estanque de acumulación de agua de 12 m3 y un sistema de riego por goteo para cada una de las especies establecidas. Cada una de estas etapas de la parcela de experimentación fue un desafío, ya que la niebla no está disponible en forma regular. Además, se sufrió una de las sequías más severas en décadas, de modo que el estanque de acumulación cumplió un rol esencial. Lo importante, es que hoy se pueden ver los atrapanieblas funcionando y las plantas creciendo. En este sentido, se está consciente de que queda mucho por hacer, pero se trata del inicio de la etapa industrial de la colección de agua de niebla, donde cada pieza del atrapanieblas está calculada, tiene planos y es relativamente fácil de instalar. La prospección de la niebla demostró la i mportancia de contar con modelos de vientos antes de instalar los neblinómetros, además de una buena cantidad de observaciones que se irán trabajando a medida que se vaya haciendo masivo el uso de los sistemas de captación de nieblas.
CONCLUSIONES A partir de lo expuesto en este capítulo, pueden desprenderse varias conclusiones expuesta a continuación: Bajo la tecnología actual de atrapanieblas, el volumen de agua captable es suficiente para varias aplicaciones prácticas (Véase sub-sección 6.1.). Los proyectos de gran escala, por ejemplo entre 100 y 200 LFCs de 40 m2 , poseen beneficios de economías de escalas. Para obtener un proyecto económicamente viable, al aumentar la escala se producen los siguientes efectos: • Aumenta el costo admisible por unidad de área de la malla (Figura 6.2.) • Disminuye el precio admisible del agua (Figura 6.3.) • Disminuye el flujo admisible de captación de niebla (Figura 6.4.) • Disminuye la eficiencia de captación admisible (Figura 6.5.) Para que sitios típicos del norte de Chile puedan tener proyectos con factibilidad económica, los costos iniciales por unidad de área de malla deben bajar, o alternativamente el flujo de captación de niebla debe aumentar (Figura 6.2.). Cuando los costos iniciales se toman en cuenta, dados los flujos de captación típicos, por ejemplo 5-8 l/m2 /día, el costo equivalente en el tiempo del agua de niebla es mayor que el precio de mercado actual de agua (Figura 6.3.). Si el costo de los proyectos actuales se mantiene sin cambios, se requeriría un aumento significativo en el flujo de captación o eficiencia de los atrapanieblas para obtener un proyecto económicamente viable. El flujo de captación de niebla necesario para la viabilidad económica aumentaría en un 20% en proyectos de 100-200 LFCs, en caso que los costos de honorarios para construir el sistema no fuesen donados o subsidiados. Debido a todos los otros beneficios asociados a la captación de niebla, bajo la tecnología actual, proyectos
de captación de niebla subsidiados para pequeñas comunidades en el norte, sin duda tendrían sentido económico, social y ambiental. A no ser que el precio de la fuente alternativa de agua potable aumente de manera significativa, se requiere mejorar todos los procesos relacionados con la captación de niebla, desde la selección de sitios, análisis en terreno, hasta el diseño de nuevos atrapanieblas más duraderos y de bajo costo para poder tener un proyecto privado económicamente viable. Es por esto que se espera que en el futuro, las nuevas tecnologías de prospección y captación de niebla puedan permitir la captación de agua potable de niebla a escala industrial, respetando el medio ambiente y obteniendo una nueva fuente de agua para zonas áridas que tanto la necesitan. Por: Andrés Sánchez Araya; 2011 - 2014
7 EVALUACIÓN SOCIAL DE ALTERNATIVAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE A LA COSTA SUR DE IQUIQUE METODOLOGIA En esta sección se presenta las metodologías utilizadas para comparar los tres sistemas considerados para aportar agua potable a las localidades costeras de Iquique: 1. Transporte de agua mediante camiones aljibes; 2. Captación de agua por atrapanieblas; y,3. Provisión de agua mediante la planta desalizadora de agua de mar existente en la localidad Chanavayita y su posterior distribución a las otras localidades. Evaluación de proyectos Evaluación Social La evaluación social de proyectos compara costos y beneficios que una determinada inversión pueda tener para la comunidad de un país en su conjunto. Este tipo de evaluación difiere de la evaluación privada de proyectos en los determinantes de costos y beneficios. Así, en una evaluación privada se utiliza precios de mercado, mientras que en una evaluación social se utiliza precios sombra o sociales, donde estos últimos deben considerar los efectos indirectos y externalidades que generan los proyectos sobre el bienestar de la comunidad. Los precios privados de los factores se corrigen a precios sociales, aplicando factores de corrección que cada país define para realizar la evaluación social. (Sapag & Sapag, 2008) De igual manera, existen otras variables que la evaluación privada incluye y que pueden ser obviadas en la evaluación social como,
por ejemplo, los efectos directos de impuestos, subsidios u otros que, a nivel de la comunidad, sólo corresponde a transferencias de recursos entre sus miembros. Por otro lado, existen casos en que los beneficios sociales no se pueden cuantificar monetariamente, pese a esto, de igual manera deben considerarse cualitativamente en la evaluación considerando los efectos positivos que pueda tener el proyecto sobre el bienestar de la comunidad. Por último, existen externalidades de un proyecto, cuando (1) existen efectos indirectos que pueden ser positivos como la redistribución del ingreso o negativos como la contaminación ambiental que se genera (Sapag & Sapag, 2008). Costo-Efectividad El análisis de costo efectividad compara alternativas mutuamente excluyentes en términos de una razón entre sus costos y una medida simple de efectividad (no monetaria). Éste análisis se lleva a cabo bajo tres limitaciones. Primero, no se puede estimar el valor monetario del impacto más importante del proyecto, un típico ejemplo son políticas públicas enfocadas al sector salud, ya que no se puede valorar monetariamente una vida salvada. Segundo, se debe reconocer que una medida de efectividad particular no es capaz de capturar todos los beneficios sociales de cada alternativa, y los otros beneficios sociales son difíciles de medir monetariamente. Tercero, el análisis puede estar ligado a bienes intermedios, cuya relación con las preferencias no es clara (Boardman A, et.al 2006). Para definir las razones de costo-efectividad, se debe considerar que los costos están definidos en unidades monetarias, como pesos o dólares, y la efectividad se mide en unidades no monetarias, por lo cual es imposible obtener beneficios de las alternativas a medir. La finalidad es crear un ranking razón de costo-efectividad de las alternativas propuestas; sea fijando un mismo nivel de efectividad, variando costos, o para un mismo nivel de costos, elegir la alternativa que es más efectiva según la medida propuesta. Para ambos casos, la alternativa a elegir es la que presenta la menor razón costo-efectividad, según la siguiente fórmula:
Para que el análisis de costo-efectividad sea una guía apropiada para la asignación de recursos más eficientes, este debe considerar los costos sociales de cada alternativa. Además de los costos privados, se debe mencionar los beneficios que entrega cada propuesta, pese a que estos no sean cuantificables en términos monetarios (Boardman, et.al 2006).
Anualidad Una anualidad es una secuencia finita de pagos de montos fijos, separados por un mismo intervalo de tiempo. Suponiendo que un monto de pago , se realiza de forma anual por un periodo de años a una tasa de descuento (Capinski y Zastawniak, 2003), el valor p r e s e n t e d e u n a a nualidad se compone de la siguiente forma:
Selección de Proyectos Dentro de los criterios que ayudan a decidir entre realizar o no un proyecto, los más utilizados son: El Valor Actual Neto (VAN) y la Tasa Interna de Retorno (TIR). El criterio de valor actual neto (VAN) plantea que un proyecto debe aceptarse si es que el valor final de los flujos descontados es igual o superior a cero, donde el VAN es la diferencia entre todos los ingresos y egresos expresados en moneda actual de un proyecto (Sapag & Sapag, 2008). Por otro lado, la tasa interna de retorno (TIR) evalúa el proyecto en función de una única tasa de rendimiento por periodo
con la cual el total de los beneficios actualizados son exactamente iguales a los desembolsos expresados en moneda actual. Es decir, la TIR es la tasa a la cual el VAN de un proyecto se hace cero, y representa la tasa de interés más alta que un inversionista puede soportar sin perder dinero (Sapag & Sapag, 2008). Para el caso en que no haya beneficios cuantificables monetariamente, ninguno de estos dos criterios comúnmente usados son de utilidad para la evaluación. El criterio de decisión a utilizar será el Valor Actual de Costos Sociales (VAC), éste permite comparar alternativas o proyectos de igual vida útil. Matemáticamente es la suma de todos los costos de un proyecto, descontados a la tasa social de descuento:
D a t o s A c o n t i n u a c ión se detalla las principales fuentes de información desde las que se obtuvo los datos sobre los costos asociados a las tres diferentes alternativas de abastecimiento de agua potable consideradas para este estudio. Población
La recolección de datos sobre la población se hizo mediante contacto telefónico directo y vía correo electrónico con Sernapesca y la Ilustre Municipalidad de Iquique. Donde fue posible obtener la población exacta para el año 2015, de las 5 caletas de estudio: Punta Gruesa, Chanavaya, Río Seco, Chipana y Chanavayita. Y un estimado de la población total para las 11 caletas a las cuales se les reparte actualmente agua mediante camiones aljibe, que en total contarían con 1247 habitantes
Camiones Aljibe Se realizó una Solicitud de Información Pública a la Ilustre Municipalidad de Iquique amparada bajo la Ley de Transparencia5. A través de esta vía, se obtuvo el costo de los camiones aljibe que reparten agua hacia las caletas, el sueldo de los choferes que manejan estos camiones, una estimación de la bencina utilizada para prestar el servicio de distribución, cantidad de viajes realizados por los camiones y la demanda de agua de cada caleta en términos de litros de agua mensual enviada a cada localidad. Por otro lado, los otros gastos de operación de los camiones aljibe, tales como permiso de circulación, seguro obligatorio, revisión técnica y gastos de mantenimiento fueron consultados en internet y directamente vía correo electrónico con las empresas que imparten el servicio. Atrapanieblas Considerando el modelo de atrapanieblas bidimensional de 48 , los materiales usados para la construcción de las estructuras de atrapanieblas se cotizaron presencialmente en tiendas de construcción especializada (Easy, Sodimac y Barraca Eyzaguirre). Para el sistema de almacenamiento y distribución de agua hacia las caletas, se consideraron los materiales utilizado en el modelo propuesto por Zuazo (2008), los cuales fueron cotizados en las mismas empresas de construcción antes mencionadas. En lo referido a información sobre rendimientos de los atrapanieblas, los datos se obtuvieron de Zuazo (2008), donde se detalla la captación de agua de los atrapanieblas 5 La Ley de Transparencia o Ley N° 20.285 sobre Acceso a la Información Pública. ubicados en el centro de estudio Alto Patache. La información abarca rendimientos desde Agosto de 1997 hasta Julio de 2005. Planta Desalinizadora
Para detallar los costos de esta opción se utilizaron datos extraídos de dos fuentes. En primer lugar, del contacto directo con el gerente general de SIMTECH, empresa que ganó la licitación para la construcción de la planta en la caleta Chanavayita, el cual facilitó información sobre los costos de operación estimados al momento de construcción del proyecto. Además, mediante este contacto se obtuvieron datos sobre producción y rendimientos de la planta en términos de de agua potable diarios. La segunda fuente de información, fue el Presupuesto de Obras Hidráulicas de la Dirección de Planeamiento del Ministerio de Obras Públicas. De este presupuesto, se rescataron datos sobre la inversión inicial de la planta desalinizadora de Chanavayita separada en dos fases; la primera corresponde a la construcción de la planta, y la segunda fase es la construcción del aparato distribuidor del agua a la caleta.
CONCLUSIÓN El agua potable para zonas rurales ha sido un tema de estudio durante mucho tiempo. Para el caso de las caletas pesqueras del sur de Iquique, se ha analizado una alternativa de abastecimiento distinta a los camiones aljibe que permite aprovechar las condiciones geográficas que se dan en la costa. Esta alternativa es la de los atrapanieblas, simples construcciones que permiten captar el agua de niebla y abastecer las caletas cercanas a los oasis de niebla. Dado el alto costo de distribución de agua potable hacia los poblados mediante camiones aljibe, es recomendable estudiar en detalle si el sistema de captación de agua de niebla, mediante atrapanieblas, es una alternativa eficaz y eficiente para abastecer de agua potable a las distintas caletas de pescadores. Para este propósito, se hizo un análisis costo-efectividad donde se comparan tres alternativas de abastecimiento de agua: camiones aljibe, atrapanieblas y planta desalinizadora. El criterio de comparación fue el costo por metro cúbico de agua en cuatro caletas: Punta Gruesa, Chanavaya, Rio Seco y Chipana. Para calcular los costos, la medida de efectividad utilizada fue la provisión de 50 litros de agua diarios por persona para las cuatro caletas de estudio. Los resultados inicialmente mostraron que para todas las caletas de estudio, los camiones presentan menores costos por metro cúbico de agua que los atrapanieblas y la planta desalinizadora. La caleta Punta Gruesa presenta el menor costo por metro cúbico
$1.023 para todas las caletas y entre todas las alternativas, considerando un abastecimiento de agua usando camiones. La alternativa de abastecimiento de agua potable mediante atrapanieblas presenta menores costos por metro cúbico sólo para la caleta Río Seco, con un costo de $1.739, por lo que instalar este sistema de provisión de agua potable es viable y eficiente. Además, se recomienda también la instalación de un sistema de atrapanieblas en la caleta Chipana, debido a la lejanía que existe entre esta localidad y la ciudad de Iquique, lo que aumenta los costos de distribución de agua mediante camiones aljibe, y donde el costo por metro cúbico de dicha alternativa es de $ 2.511, sólo $ 231 menor que la alternativa de atrapanieblas, con un costo de $ 2.742. Por otro lado, al no incluir el costo de mano de obra dentro del proyecto de atrapanieblas, ésta alternativa resulta ser más costo efectiva para todas las caletas de estudio, a excepción de Punta Gruesa. Para todas las caletas los costos por metro cúbico de agua de la planta desalinizadora son bastante superiores a las otras dos alternativas. Esto se explica principalmente porque la planta está trabajando a una capacidad muy inferior a su capacidad promedio, aunque es importante destacar que si la planta funcionara a su capacidad promedio, el costo por metro cúbico sería más bajo que las otras 2 alternativas, debido a las economías de escala que puede alcanzar. Por último, si sólo se considerase el bienestar de los pobladores de las 4 caletas de estudio, la alternativa de provisión de agua potable mediante atrapanieblas sería la más conveniente, ya que los habitantes no deben pagar por el servicio, a diferencia de las otras dos alternativas: camiones aljibe y planta desalinizadora, donde deben desembolsar un costo de $1.250 por metro cúbico que consumen. Por: Rodrigo Sarria; Mariana Standen y Nicole Vilaza, Octubre 20
8 niebla como fuente alternativa para suministro de agua Metodología
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Por : Manuel Antonio soriano Mateus; 2015 9 INSTALACIÓN DE MALLAS ATRAPANIEBLA PARA OBTENCION DE AGUA Y UTIILIZARLA COMO SISTEMA DE REGADIO Por: Abel Cruz; 2017 BBC.
JUSTIFICACIÓN El planteamiento de este proyecto piloto resulta muy interesante para conocer las posibilidades que este mecanismo eficiente e innovador como alternativa para la obtención del recurso hídrico ofrece en zonas identificadas con problemas de deficiencia de agua, para las actividades productivas. En concreto el proyecto pretende investigar la cantidad de recurso hídrico potencialmente “cosechable” en distintas zonas de Perú y utilizar el agua conseguida para desarrollar plantas de especies autóctonas recuperando la cobertura vegetal de la zona que revertirá, a medio-largo plazo, en una mayor infiltración del agua de lluvia hacia los acuíferos subterráneos que abastecen los manantiales y en la mejora del ecosistema de la zona. Asimismo, el proyecto busca generar conocimiento e información relevante y útil que será presentada en una publicación para facilitar su difusión y promover la incorporación de esta técnica en proyectos de cooperación al desarrollo en zonas donde la escasez hídrica condiciona el día a día de las personas.
METODOLOGÍA La niebla es una nube a baja altura, compuesta por gotas muy pequeñas, inferior a 40 micrones, las cuales en consecuencia tienen bajo peso, lo que les impide caer al suelo, siendo fáciles de desplazar por el viento (Cereceda, Los Atrapanieblas, Tecnología Alternativa para el Desarrollo Rural, 2000, pág. 52). A diferencia de la bruma, no es posible ver a través de la niebla 22 a por lo menos una distancia de 1 km (Programa de Meteorología Aeronáutica, s.f.). La saturación del vapor de agua se puede realizar por enfriamiento del aire húmedo, o por adición de vapor a la atmósfera o por mezclas de aires con temperaturas diferentes y próximas a la saturación. La adición de vapor es la que se intenta imitar con los sistemas colectores del agua de la niebla, en donde se interpone una superficie, en este caso la malla, para que se junten las gotas de la niebla. Existen diferentes tipos de niebla: las de radiación, de viento, de vapor, de precipitación, de ladera, de valle y de hielo. Todas se forman por el aumento en la concentración de agua o por el enfriamiento del aire y todas dependiendo de la disponibilidad pueden ser aprovechadas con las adaptaciones necesarias del sistema, con diferentes tamaños de densidad de malla.
MATERIALES Neblinómetros
Los neblinómetros se construyeron empleando tubo galvanizado para el bastidor, una canaleta de hojalata de 14 cm de ancho y 10 cm alto, y malla raschel del 35% de sombra, colocada en doble capa.
La superficie de captación era de un metro cuadrado e iba colocada a 2 metros del suelo.
Estructura del Atrapaniebla
La estructura del atrapanieblas consta de un soporte vertical y el bastidor.
El soporte vertical se construyó con los siguientes materiales:
02 tubos de 3.20m con dos perforaciones de 10 mm de diámetro. La primera de ellas se realizó a 2 m del suelo y la segunda perforación a 3.02 m. 02 planchas metálica de 4 mm de 10 x 10 m. Éstas se soldaron a la base de los tubos, y sirvieron para dar más estabilidad a la estructura. 02 plancha metálica de 4 mm de 3 x 3 cm. Éstas se soldaron a 10 cm de la parte superior del tubo y estaban perforadas en su punto medio.
El bastidor, además de para sujetar la malla, sirvió para dar estabilidad a la estructura y unir todas sus partes. Constaba de los siguientes elementos: 10 01 marco de 1 m2 (medidas internas). Éste estaba construido mediante varillas de hierro corrugado de 3/8”. Se necesitaban 02 varillas de 1 m de longitud y 02 varillas de 1.02. 11 04 trozos de 10 cm de varilla de hierro corrugado de 3/8”. Éstos se soldaron en las esquinas del marco. 12 04 pernos galvanizados de 5/16 que iban soldados a los extremos de los trozos de varilla de 10 cm. 13 04 arandelas para los pernos. 14 04 tuercas para los pernos. 15 02 varillas de galvanizado de 1 m de 3/8” 16 02 trozos de tubo galvanizado de 3/4” de 3 cm de longitud. 17 02 trozos de tubo galvanizado de 3/4” de 11 cm de longitud. Éstos se soldaron a los extremos de una varilla de 3/8” de 1 m de longitud. 18 02trozos de tubo galvanizado de 3/4” de 14 cm de longitud. Éstos se soldaron a los extremos de una varilla de 3/8” de 1 m de longitud.
Detalle de marco de hierro de 3/8” con los trozos de varilla de 10 cm y los pernos soldados en las esquinas (izda.) y detalle de una de las esquinas del marco (dcha.)
Detalle del tubo galvanizado de 3/4" de 11 cm soldados a una varilla de 3/8" de 1 m de longitud (izda.) y detalle de bastidor completamente cosido y soldado (dcha.).
Detalle de tubo de 3/ 4" utilizado a modo de pasador para sujetar la canaleta: parte inferior del bastidor ajus
Anclaje
Los elementos de anclaje ayudan a que el captador resista los vientos y que se mantenga en todo momento perpendicular al suelo. Para un neblinómetro se emplearon cuatro alambres galvanizados unidos a
estacas clavadas en el suelo (en algunos casos se preparó una base de cemento) y que se tensaban por medio de templadores.
Templadores y cables tensados. Se protegerán los extremos de los cables con cinta adhesiva negra
Cosido de la malla
Tanto en los neblinómetros como en los captadores Aquair Optimizer se utilizara malla raschel del 35%, que se colocara doble por encima de las estructuras de hierro “cosiéndola” con hilo y abrazaderas de plástico. Es importante la orientación de los hilos de la malla para facilitar que las gotas que se depositan en la malla vayan deslizándose hacia abajo.
Colocación de la malla cosiéndola a la estructura metálica
Elementos de colección, conducción y almacenamiento de agua
Para recoger el agua que era captada por la malla de los captadores Aquair Optimizer se empleara una canaleta de PVC de 4 pulgadas cortada por la mitad longitudinalmente, y en uno de los extremos se realizara un orificio para colocar una bajante que conectara a un politubo hasta llegar a un depósito de almacenamiento de 2300 litros.
