Atrapanieblas B. Mendoza F. Castañeda
Anuncio
CRITERIOS METODOLÓGICOS PARA LA DEFINICIÓN DE SISTEMAS DE CAPTACIÓN DE AGUAS CON BASE EN LLUVIA HORIZONTAL BLANCA CECILIA MENDOZA PALACIOS FREDY ROLANDO CASTAÑEDA ÁLVAREZ UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN EN RECURSOS HÍDRICOS BOGOTÁ D.C – 2014 CRITERIOS METODOLÓGICOS PARA LA DEFINICIÓN DE SISTEMAS DE CAPTACIÓN DE AGUAS CON BASE EN LLUVIA HORIZONTAL BLANCA CECILIA MENDOZA PALACIOS COD. 560159 FREDY ROLANDO CASTAÑEDA ÁLVAREZ COD. 560158 Trabajo de grado para obtener el título de especialista en Recursos Hídricos. ASESOR: HELMUT ESPINOSA G. INGENIERO FORESTAL, MSC. UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN EN RECURSOS HÍDRICOS BOGOTÁ D.C – 2014 Nota de aceptación ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ Presidente del Jurado ______________________________________ Jurado ______________________________________ Jurado Bogotá D.C., noviembre de 2014. Dedicatoria Este trabajo de grado se lo dedicamos a nuestras familias por su inmenso apoyo en el proyecto de especialización, han sido una fuente importante de fuerza para el empeño que se debe dedicar a las cosas que aspiraciones para nuestra vida. Agradecimientos A nuestras familias por su paciencia y permitirnos involucrarlos en nuestros proyectos. A consuelo por ser un referente de admiración al que siento que debo honrar con mi vida y mis obras. A Luciana porque es la luz que ilumina mi camino y brillo en mi oscuridad. A Iván por ser el respaldo y garante de la procura de mi felicidad. A Isabella, porque a tu lado cada día es más gratificante ser madre. Agradecemos a nuestros padres por habernos dado el ejemplo para afrontar las situaciones difíciles en el recorrido para alcanzar las metas, A nuestros hermanos por acompañarnos en nuestra formación, en los aciertos y en los errores que nos han permitido estar en esta lucha. Agradecemos especialmente al profesor Helmut Espinosa por su apoyo desinteresado y por compartirnos su conocimiento. Infinitas gracias a Andrés Rincón por compartirnos su gran experticia aun en momentos de descanso. Finalmente a la universidad por generar el espacio que nos permite acercarnos al conocimiento de los recursos hídricos. TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................ 12 GENERALIDADES DEL TRABAJO DE GRADO ................................................................... 14 1 1.1 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN ................................................................................................................ 14 1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.................................................................................................... 14 1.2.1 Antecedentes del problema .................................................................................................... 14 1.2.2 Pregunta de investigación ..................................................................................................... 15 1.3 JUSTIFICACIÓN ................................................................................................................................. 15 1.4 OBJETIVOS ....................................................................................................................................... 18 1.4.1 Objetivo general .................................................................................................................... 18 1.4.2 Objetivos específicos ............................................................................................................. 18 MARCOS DE REFERENCIA .................................................................................................... 19 2 2.1 MARCO CONCEPTUAL ...................................................................................................................... 19 2.1.1 Humedad atmosférica ............................................................................................................ 19 2.1.2 Temperatura atmosférica ...................................................................................................... 20 2.1.3 Lluvia horizontal ................................................................................................................... 21 2.1.4 Niebla .................................................................................................................................... 21 2.1.5 Nubes ..................................................................................................................................... 22 2.1.6 Orografía ............................................................................................................................... 23 2.2 MARCO TEÓRICO ............................................................................................................................. 25 2.3 MARCO JURÍDICO ............................................................................................................................. 27 2.4 MARCO GEOGRÁFICO ....................................................................................................................... 28 2.4.1 La sabana de Bogotá ............................................................................................................. 30 2.4.2 Altiplano de Ubaté - Chiquinquirá ........................................................................................ 31 2.4.3 Altiplano de Samacá - Villa de Leyva.................................................................................... 32 2.4.4 Altiplano Tunja – Sogamoso.................................................................................................. 33 2.5 MARCO DEMOGRÁFICO .................................................................................................................... 33 2.6 ESTADO DEL ARTE ........................................................................................................................... 34 2.6.1 Antecedentes históricos ......................................................................................................... 34 2.6.1 Los atrapanieblas en el mundo .............................................................................................. 38 2.6.1.1 Chile ................................................................................................................................................ 38 2.6.1.2 En otras zonas del mundo ................................................................................................................ 38 2.6.1.3 Islas Canarias ................................................................................................................................... 39 2.6.1.4 Fog Quest ........................................................................................................................................ 40 2.6.1.5 Colombia ......................................................................................................................................... 40 METODOLOGÍA ........................................................................................................................ 43 3 3.1 FASES METODOLÓGICAS .................................................................................................................. 43 ATRAPANIEBLAS ..................................................................................................................... 44 4 4.1 EXPECTATIVAS CON LOS SISTEMAS DE CAPTURA DE LLUVIA HORIZONTAL ...................................... 44 4.2 MATERIALES Y EQUIPOS REQUERIDOS PARA LA INSTALACIÓN Y OPERACIÓN DEL SISTEMA 45 4.3 ASPECTOS A TENER EN CUENTA PARA LA CAPTACIÓN DEL AGUA ..................................................... 50 4.4 IMPACTO AMBIENTAL...................................................................................................................... 52 4.5 VENTAJAS DE LA TECNOLOGÍA ........................................................................................................ 53 4.6 REQUERIMIENTOS INSTITUCIONALES Y ORGANIZACIONALES PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA 5 54 CONDICIONES PARA LA CAPTURA DE LLUVIA HORIZONTAL EN EL ALTIPLANO CUNDIBOYACENSE ........................................................................................................................................ 55 6 5.1 UBICACIÓN Y LOCALIZACIÓN ........................................................................................................... 55 5.2 CONDICIONES SOCIALES ................................................................................................................... 56 5.3 CONDICIONES INSTITUCIONALES ...................................................................................................... 56 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................................... 57 BIBLIOGRAFÍA………….……………..…………………….…………………………………………………….58 TABLA DE FIGURAS FIGURA 2-1 UBICACIÓN GEOGRÁFICA DEL ALTIPLANO CUNDIBOYACENSE (FUENTE: .. ESRI, DIGITALGLOBE, GEOEYE). 29 FIGURA 2-2 ÁRBOL DE GAROÉ, OCOTEA FOETENS (FUENTE: HTTP://SOBRECANARIAS.COM/) ....................................... 35 FIGURA 2-3 ROCÍO CAPTADO EN UNA TELARAÑA (FUENTE: HTTP://INESDELSOL.BLOGSPOT.COM/) .............................. 36 FIGURA 2-4 ATRAPANIEBLAS EN ATACAMA CHILE (NUÑEZ, 2013) ............................................................................. 37 FIGURA 4-1 NEBLINÓMETRO INSTALADO PÁRAMO DE CHINGAZA ............................................................................... 46 FIGURA 4-2 PROYECTO ACQUANIEBLA EN LA REGIÓN DE COQUIMBO CHILE ............................................................... 46 FIGURA 4-3 MALLA RASCHEL EMPLEADA EN AGRICULTURA (CRUZ QUISPE, 2012) ..................................................... 47 FIGURA 4-4 MALLA SOMBRA ALUMINET EMPLEADA EN VIVEROS (FLORES Y JARDÍN, S.F.).......................................... 48 FIGURA 4-5 ESQUEMA GENERAL DE UN SISTEMA ATRAPANIEBLAS ............................................................................... 50 RESUMEN Las dificultades para el acceso al recurso hídrico, han originado, entre otros, desplazamientos de comunidades a lugares donde esta necesidad puede ser compensada de forma convencional, o con el desarrollo de estrategias innovadoras, que facilitan la disponibilidad del recurso para el consumo y en general las labores cotidianas. En este documento se identifican referentes bibliográficos nacionales e internacionales sobre los métodos de captación de lluvia horizontal para el análisis de la posibilidad de obtención de agua a través del rocío, lluvia horizontal, niebla o neblina en el altiplano Cundiboyacense. Estos trabajos no han tenido la suficiente difusión para el aprovechamiento de su potencial. Esta estrategia es originada en Chile en los años 60, cuando se aprovechó de la niebla que atraviesa el desierto de Atacama, por lo que se conoce como atrapanieblas. A partir de esta época se ha diversificado en los parámetros de diseño, materiales a partir del desarrollo tecnológico y la intervención de diversas disciplinas. Se presentan los criterios y condiciones especiales requeridas para la implementación de la tecnología, como características climáticas, de relieve, sociales y demanda del recurso para que su implementación sea exitosa. También permitirá indagar los tipos de tecnología o diseños dadas las condiciones económicas y de acceso de materiales. Se indaga esta tecnología por las necesidades de algunas comunidades de la región, las condiciones climáticas y los buenos resultados que se han obtenido en el mundo, donde se han implementado estos métodos, desde Chile, sur américa, incluido Colombia, Centro América, África y en otras regiones donde además de comunidades vulnerables, hay proyectos productivos, industriales y turísticos. Palabras clave: Atrapanieblas, Lluvia horizontal, precipitación, clima, geoforma. 10 ABSTRACT The Troubles gaining access to water resources has originated community displacement to other areas in order to satisfices their water needs by conventional methods or developing innovative strategies that helps to supply the resource for human consume and also for daily work. This paper intent to review the state of art concerning about horizontal rainwater harvesting methods in order to analyze the possibility of obtain water from rainwater drops, fog and mist at the Altiplano Cundiboyacense region. Since this methods have been not enough disclosed, where losing a great chance to benefit of this resources. First approaches to harvest water through these methods came from the 60’s decade at Atacama´s desert in Chile where local where known as “atrapanieblas”. Since then harvesting water has suffer and interesting development involving new technologies, design improvement, and multidisciplinary efforts as well. Through this paper we are going to show all criteria and special conditions required in order to implement these technologies, such as climate conditions, terrain relief, social conditions and resources demand, for a successful process. In the other hand we will inquire about of types of technology, designs, taking into account the socioeconomic conditions given and access to construction materials. It´s important to inquire about this technology since some communities at the given region has special needs at water supplied, weather conditions and good results obtained worldwide, where this methods has been deployed, since Chile and other countries in America including Colombia, central America through Africa and other regions, where exists vulnerable communities that develop productive, industrial and even tourist projects Keywords: Fog collectors, horizontal rain harvest, precipitation, climate, geological formation 11 INTRODUCCIÓN Hay diversas formas de aprovechamiento del agua para consumo humano, en actividades como riego de cultivos, consumo doméstico y en general, la necesaria para labores productivas o industriales. Las fuentes de obtención de agua son subterráneas, agua superficial de los lagos, ríos y agua lluvia. La niebla, es un recurso que no ha sido tenido en cuenta suficientemente como para beneficiarse de su potencial. Sin embargo, como alternativa de aprovechamiento y solución a problemas de abastecimiento, se ha generado el sistema de captura de agua de niebla (inicialmente en Chile), del que trata este documento. A continuación se presentan los métodos para la colección de agua de niebla y en general de la lluvia horizontal, los equipos, los materiales que se pueden usar para su construcción y su denominación en el mercado. Además, se presentan los avances en materiales y diseños de fabricación específica para este tema, principalmente en mallas y algunos prototipos que se están produciendo y generan expectativa respecto a su aplicabilidad. Se abordan las condiciones en la zona del altiplano entre Cundinamarca y Boyacá (altiplano Cundiboyacense) para para que se pueda llevar a cabo ésta actividad. La posición geográfica: la ubicación con respecto a la influencia de los vientos alisios y los vientos locales; el clima: temperatura, radiación solar y estabilidad térmica, favorecen las condiciones de humedad atmosférica; la orografía: las cadenas montañosas de las cordilleras obstaculizan la movilidad del viento favoreciendo o afectando la humedad. Esto se contrasta con las características del sistema atrapanieblas, que presenta un diseño de fácil adaptación para el aprovechamiento de estas condiciones. El altiplano Cundiboyacense está conformada por cuatro (4) grandes altiplanicies, la “sabana de Bogotá, el Valle de Ubaté y Chiquinquirá, el altiplano de Samacá a Villa de Leyva y el de Tunja a Sogamoso” (Banco de occidente, 2004). Las condiciones climáticas son variables, demostrando que no hay una tendencia que permita elaborar una guía en cadena para el 12 aprovechamiento de la lluvia horizontal. Para superar esta situación se presenta la matriz de criterios que permitiría decidir sobre las condiciones específicas del sitio; las características del sistema a implementar, es decir, longitud y altura, tipo de malla y tamaño de los poros y la utilidad del agua captada. La organización de la información reportada y las investigaciones sobre el tema, permitirán jerarquizar los criterios que se deben tener en cuenta al momento de la implementación del sistema atrapanieblas. Adicionalmente, se resalta la importancia de esta tecnología, teniendo en cuenta los bajos costos de implementación y de mantenimiento, logrando resultados casi inmediatos, en la medida en que se haga un seguimiento inicial para un mejor aprovechamiento de las condiciones de humedad atmosférica. Finalmente, la evaluación de la información de los resultados obtenidos en otras regiones del mundo, las condiciones que han favorecido su éxito y las que se deben tener en cuenta para evitar un fracaso, aprovechando la oferta ambiental, permitiría la implementación de este sistema. Entre los logros se resalta el abastecimiento hídrico a comunidades que han carecido del recurso y avances productivos en la explotación agrícola a partir del agua captada. 13 1 1.1 GENERALIDADES DEL TRABAJO DE GRADO LÍNEA DE INVESTIGACIÓN Saneamiento de comunidades 1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.2.1 Antecedentes del problema Según estudios realizados en los últimos años, a pesar de considerar que Colombia es un país afortunado en el tema de recursos hídricos, un porcentaje importante de la población tiene problemas de abastecimiento de agua en términos de disponibilidad y calidad. A pesar de ello, según lo afirma la defensoría del Pueblo, en los años próximos la demanda del recurso para uso humano y doméstico seguirá en aumento. Aunado a lo anterior, los reportes que se tiene de las tasas de deforestación son de “600.000 ha anuales, reportadas por IGAC e ICA en 1987 a 91.932 ha anuales, reportadas por Ideam en 2002” (Ideam, 2010, pág. 3), los mayores aportes corresponden a la región andina, que es donde se concentran la mayoría de fuentes del país, la ocupación sin ordenamiento de las laderas de los ríos y la ausencia casi total de sistemas de tratamiento de aguas residuales en los municipios del país, entre otros, agudizan el problema. En regiones golpeadas por la baja disponibilidad de agua para la comunidad y para los proyectos que lo requieren, se han elaborado planes de contingencia para lograr el abastecimiento del recurso, solo brindando soluciones inmediatas como transporte y entrega de agua a través de carrotanque, perforación de pozos profundos y captación de agua con motobombas de fuentes superficiales. Además, en algunas zonas se han construido acueductos veredales y alternativas no convencionales. 14 Los sistemas de captación de agua con base en lluvia horizontal, pueden llegar a constituirse como una alternativa viable que suple en parte la demanda de agua, en zonas donde las fuentes hídricas no son suficientes (poblaciones pequeñas). Para su instalación se deben tener claro el alcance del proyecto, lo que se aspira a captar de agua, para que de esta manera se pueda hacer una infraestructura del tamaño suficiente; también se deben conocer la oferta de humedad de las nubes para obtener los mejores beneficios; se deben verificar las condiciones físicas del área de instalación y el entorno para identificar el mejor lugar para los equipos, este es un proyecto que requiere de un conocimiento puntual, los valores regionales no siempre son índice de buenos resultados. Teniendo en cuenta la oferta ambiental respecto a humedad atmosférica en el país, es importante verificar cuáles serían las condiciones que se deben tener en cuenta para la implementación de éste sistema, aprovechando de manera óptima la disponibilidad hídrica en cada zona específica. 1.2.2 Pregunta de investigación ¿Cuáles son los criterios técnicos y metodológicos que permitan la evaluación de los espacios y áreas de captación de la lluvia horizontal? 1.3 JUSTIFICACIÓN Desde hace tiempo se han dado formas empíricas para aprovechar el agua proveniente de la niebla, por eso se discute sobre el origen de los atrapanieblas. Entre las forma iniciales se destacan el aprovechar agua de rocío de los árboles (Jaén, 2012), la que queda en las hojas tras un evento de niebla, principalmente en las horas de la mañana, cuando la temperatura no la ha evaporado, en los árboles de algunas ciudades puede verse hojas húmedas al amanecer. Adicionalmente, en las zonas litorales, en donde se encuentra el agua filtrada de las nubes que chocan con ellos. 15 Los orígenes de los atrapanieblas se remontan a Chile en los años 60, donde una crisis hídrica en la ciudad de Antofagasta (1956) inspira un grupo de investigadores encabezados por el profesor Carlos Espinosa, para aprovechar el potencial de la niebla, “Camanchaca1”, del desierto de Atacama, que se forma de la humedad del océano pacífico. Tras patentar la invención, es donada a la Universidad Católica de Chile, y se fomentó su difusión a través de la UNESCO, para favorecer a las comunidades más vulnerables (Román, 1999, pág. 5). Después de algunas pruebas, un sencillo sistema conformado por una malla atada a un par de postes, logra captar el agua que viajaba como vapor. El agua colectada pudo ser de consumo humano, logrando generar una oferta que permitió el riego de cultivos. En la difusión de esta estrategia han participado organizaciones como la canadiense “Fog Quest”, la UNESCO y diversas ONG, han gestado proyectos para zonas rurales de países en desarrollo, utilizando los innovadores colectores de niebla. En el caso particular de Colombia hay déficit en la satisfacción de las necesidades básicas, principalmente en departamentos con menores índices de desarrollo, pero también sucede en las principales ciudades. “Parte del problema es la falta de planeación, por no contar con información respecto a la cobertura” (Unicef Colombia, 2010, pág. 34). Las instituciones que administran los recursos públicos, las involucradas con la distribución y manejo del recurso hídrico, las empresas de servicios públicos, las autoridades ambientales, las organizaciones comunitarias y la misma empresa privada deben interesarse en la exploración de formas de obtención de recursos hídricos diferentes a las formas convencionales, que permitan satisfacer su demanda a bajos costos y con menores requerimientos de manejo o descontaminación. Se suma el hecho del deterioro normal de 1 La camanchaca es el nombre local con el que se conoce la niebla costera que tiene bastante movildiad y densidad, que se dirige hacia zonas costeras por acción del viento y se produce gracias al anticiclón del pacífico (diversas fuentes, lo pueden confirmar y se consolida en http://es.wikipedia.org/wiki/Camanchaca). 16 los acueductos y las redes de distribución, no siempre cuentan con las condiciones óptimas para asegurar un suministro que no genere problemas de salud. Los atrapanieblas deben ser de especial interés para las instituciones públicas que deben asegurar la satisfacción de las necesidades básicas, se sabe que el agua captada de la lluvia horizontal en atrapanieblas presenta una reducción de algunos efectos contaminantes por el uso del agua en tensión de vapor, lo cual sería ideal para zonas rurales en donde los contaminantes en el ambiente no son tan elevados y llevar agua hacia esas zonas sería muy costoso, por la distancia y la longitud de las tuberías para un solo o muy pocos usuarios. Por esta situación, también se pueden presentar desperdicios por averías, no todas las redes de distribución cuentan con un seguimiento adecuado para su funcionamiento. Los atrapanieblas ofrecen una alternativa de captación de agua en el área de distribución, permitiendo a sus beneficiarios controlar en un sistema pequeño la calidad de sus equipos. Adicionalmente, el manejo de las aguas residuales es deficiente antes del vertimiento (aguas negras domésticas y agroindustriales), ocasionando una mayor contaminación de las fuentes para el consumo. Algunas poblaciones se han desarrollado aprovechando recursos que no han podido soportar la demanda del líquido o que han sido afectadas por los vertimientos, lo que obliga a la búsqueda de nuevas fuentes de abastecimiento hídrico. Igualmente, para el caso colombiano, se han realizado investigaciones, en las que se puede ver como proyectos exitosos, de los cuales algunos ya se han implementado en comunidades rurales. Los métodos de captación con base en lluvia horizontal, son sistemas relativamente económicos, de fácil implementación, sus componentes se encuentran en el mercado, la comunidad se puede capacitar en su uso, no requiere grandes superficies, los sistemas de distribución no son muy extensos y son fáciles de mitigar los impactos causados al medio ambiente. Estas alternativas 17 no han tenido la difusión adecuada para su implementación en el país, los conocimientos técnicos no han sido llevados a las comunidades que los requiere, por lo que la generación de manuales para la implementación del sistema contribuye a su desarrollo y a la solución de las necesidades hídricas de comunidades pequeñas o proyectos con bajos niveles de consumo. 1.4 OBJETIVOS 1.4.1 Objetivo general Establecer una base de criterios técnicos y metodológicos que permitan la evaluación de los espacios funcionales y áreas de captación de la lluvia horizontal, como alternativa de abastecimiento de agua para diferentes usos rurales con un enfoque de sostenibilidad ambiental. 1.4.2 • Objetivos específicos Identificar referentes bibliográficos nacionales e internacionales sobre los métodos de captación de lluvia horizontal como base de análisis. • Determinar parámetros de diseño y materiales a partir de la evaluación de los procesos tecnológicos indagados. • Construir una matriz de priorización de criterios relacionados con las características especiales requeridas en la implementación de la tecnología. 18 2 2.1 MARCOS DE REFERENCIA MARCO CONCEPTUAL Para que los proyectos de captación de agua de lluvia horizontal puedan obtener los resultados deseados es importante tener en cuenta algunas variables del clima, condiciones del medio como la geomorfología, además la presencia de componentes del ecosistema como la vegetación y los elementos antrópicos como la presencia de fuentes contaminantes o la presencia de edificaciones que obstaculizan la movilidad del viento. 2.1.1 Humedad atmosférica Es la cantidad de humedad en el aire, comparado con la que el aire puede mantener a esa temperatura. Cuando el aire no es capaz de mantener la humedad se produce el rocío, cuando hay mayor temperatura hay mayor evaporación y las gotas de agua están más dilatadas o dispersas en el medio, pero tienen menor tamaño y por eso no pueden precipitarse. La condensación se alcanza cuando el aire se satura, por lo que al reducirse levemente la temperatura favorecería que aumenten el peso y tamaño de las gotas de agua y en consecuencia se precipiten (Hidro Air, 2009). La humedad relativa está relacionada con la evaporación del agua en los seres vivos (animales, plantas, el hombre), con la evaporación del agua de los ríos, lagos, lagunas, mares y en general, las zonas de acumulación de agua. La mayor influencia de la humedad relativa la tienen los océanos, porque son las mayores áreas con disponibilidad de agua y con una superficie con características que le permiten recibir la mayor radiación solar. Por su parte, “el vapor se produce cuando alcanza la temperatura suficiente para que la partícula de agua se desprenda y se eleve, en la medida que se distancia de la tierra, la temperatura va disminuyendo y formando las nubes, cuando tienen el tamaño y peso suficiente se precipitan 19 formando las lluvias” (Olmo & Nave, s.f.). También se puede formar el rocío durante el recorrido de la partícula cuando hay suficiente humedad y la temperatura lo permite. El punto de rocío es un estado deseable para el sistema atrapa nieblas, porque el agua se está moviendo de forma horizontal y la malla, que funciona como obstáculo o superficie de condensación capta esa humedad, permitiendo que el aire descargue las gotas, las cuales son direccionadas a para su almacenamiento y posterior distribución. En el Estudio de la Caracterización Climática de Bogotá y Cuenca Alta del Río Tunjuelo (Ideam, 2007, pág. 14), se menciona que la “humedad tiene una estrecha relación con la estabilidad atmosférica, por consiguiente con la ocurrencia y distribución de la precipitación en una zona o porción terrestre. En Bogotá se observan variaciones en la humedad relativa media anual entre 73% y 86%. Los mayores valores se registran en la cuenca media del río Tunjuelo, en el sitio La Regadera, este valor lo asocian por la posible influencia del embalse, otros registros altos se relacionan en zonas de humedales hacia Fontibón y el humedal la Capellanía, otros valores los reportan zonas con alta presencia de vegetación como el Jardín Botánico, en donde también se encuentra el Parque Metropolitano Simón Bolívar con su área de lago y árboles dispersos por toda el área. Humedad baja se registra hacia la zona sur occidental, estación Doña Juana y al norte de la ciudad en el sector Guaymaral”. 2.1.2 Temperatura atmosférica Esta es la sensación que se tiene del calor del aire en una zona específica (Astromía, s.f.), la temperatura depende inicialmente de la distancia de cada punto de la tierra, en sentido norte o sur del ecuador terrestre; también puede verse influenciado por la altura sobre el nivel del mar, donde las zonas más altas son más frías (Chile, Universidad de, 2012), otros factores que pueden incidir son el viento y en áreas específicas la presencia de elementos que generen sombra (montañas, bosques, construcciones, entre otros. 20 Es determinante en la selección del área para la instalación de los equipos de captura de agua de la atmósfera. La temperatura pueden cambiar en una región dependiendo de las condiciones específicas que inciden en el medio y en esta medida los gradientes entre el día y la noche pueden ser más notables en cada sitio; por ejemplo en una zona despejada es más notable que en un área con árboles, o en una zona con influencia de un lago la temperatura es más estable que en un lugar sin presencia de cuerpos de agua. La temperatura está determinada por el calor de la superficie terrestre, lo cual hace que se caliente el aire, por eso en zonas alejadas del ecuador, donde la incidencia de la radiación solar no es directa, hay menor sensación de calor que en las zonas cercanas a este punto. Esto también justifica el hecho que las zonas desprovistas de vegetación son más inestables térmicamente, comparándolas con las que presentan alguna cobertura vegetal (Tobón, 2009, pág. 78). 2.1.3 Lluvia horizontal La lluvia horizontal se produce cuando hay suficiente humedad en la atmósfera y la fuerza del viento que la pueda mover, hasta chocar con una cadena montañosa que la intercepta, permitiendo la acumulación de las gotas. De otro lado, se ha identificado que a menores temperaturas se favorece su disponibilidad (Santamarta Cerezal & Seijas Bayón, 2010). Lo cual es consecuente con el aumento de humedad en las primeras horas de la mañana, cuando debido a la ausencia de radiación solar por mayor tiempo durante el día, hay mayor frio, por esto es común que las hojas de los árboles presenten mayor humedad aun sin presentarse eventos de precipitación. 2.1.4 Niebla 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 21 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. 2.1.5 Nubes La presencia en el aire de finísimas partículas de polvo, que sirven de centros de condensación, favorece la aparición de gotitas de agua, de partículas de hielo, o de ambas cosas a la vez, encontrándose todas ellas en suspensión en la atmósfera y al agruparse constituyen las nubes. En ellas se pueden encontrar las partículas acuosas en los tres estados (Meteorología para todos, s.f.). Otros elementos de condensación para las minúsculas gotas de agua son partículas de sal de origen marino, partículas de combustión y/o erupciones volcánicas. El color que posee es por la difusión de las partículas que conforman las nubes, su densidad y el movimiento de los rayos solares que inciden en el medio. El aparente movimiento de las nubes no debe ser pensado como un bloque, sino como una gran cantidad de partículas de agua que están en constante cambio, cuando su peso es suficiente descienden (a diferentes velocidades), si son muy pequeñas y la temperatura es adecuada vuelven a evaporarse y ascienden, si esto no sucede continuarán su descenso, en lo que según las condiciones se convierte en lluvia, o rocío si no alcanza el peso suficiente. Este rocío es el que se 22 capta en los sistemas de atrapa nieblas, cuando las gotas tienen el tamaño suficiente para poder ser retenidas por la malla. Para captar agua de las nubes es conveniente tener en cuenta los factores de temperatura que son de gran importancia, a mayor temperatura en la nube, mayor es su altura. Por eso en periodos de verano las nubes estarán más altas y entre el día y la noche se tendrían las más bajas en la noche. Este factor es importante al hacer el mantenimiento de los equipos, en donde se puede aprovechar el día en periodos de verano. Además esto justifica el hecho que la altura del atrapa nieblas no es proporcional a una mayor captación, se debe pensar que las partículas de agua de mayor tamaño están en la parte más baja y que dependiendo de la disponibilidad de estas gotas, entre otras características se propondrá la altura del sistema. 2.1.6 Orografía Este es un factor determinante, las montañas son obstáculos naturales que inciden en gran medida la movilidad del viento. Cuando hay una montaña los vientos chocan con su superficie y ésta se humedece, mientras que la corriente asciende o se desvía de acuerdo con la inclinación del choque o de la superficie. Las montañas desnudas o desprovistas de vegetación reciben el viento, pero no tienen capacidad de captar mayor cantidad de agua, para incorporarla a sus suelos o al ecosistema al que pertenecen. Por esto se debe pensar en las montañas como un sistema de recarga de agua, siendo necesario proteger sus suelos con vegetación que evite los procesos erosivos y de remoción en masa. Las cadenas montañosas con buena presencia de vegetación captan agua y regulan su movilidad, permitiendo que esté disponible durante un periodo más prolongado y evitando el impacto en el suelo. En la cara de las montañas donde pegan los vientos con mayor intensidad, barlovento, hay mayor humedad y temperatura que en el costado contrario, sotavento. En la zona de barlovento, por la influencia de los factores, el choque de los vientos, la temperatura y la 23 consecuente humedad tiende a encontrarse mayor neblina, generando las condiciones características para el tipo de vegetación del bosque de niebla (Toledo, 2009). Por otro lado hay que tener en cuenta que la temperatura en una zona montañosa, como la cordillera, disminuye en función a su altura, lo que común mente se denomina pisos térmicos. Se dice que en las zonas con mayor temperatura las partículas del aire están más dilatadas y dispuestas a recibir mayor humedad que en zonas con baja temperatura. La radiación solar y el tiempo de exposición de la superficie son factores de gran influencia en la estabilidad térmica, en esta medida, en las zonas costeras, por la influencia del mar, se registran menores rangos de variación en la temperatura entre el día y la noche, en comparación con lo sucedido en zonas al interior del continente, donde hay relación de las zonas de valle con las de montaña. En las zonas costeras puede haber mayor humedad disponible para captar, sin embargo se debe tener en cuenta que esta humedad viene acompañada de las sales marinas y se debe realizar un tratamiento adicional para su separación, en las zonas cercanas a la cordillera puede verse beneficiada por la presencia de humedad en la zona de barlovento, pero hay mayor cantidad de obstáculos naturales que pueden afectar la disponibilidad en un punto específico, es decir puede haber variaciones de humedad en distancias y elevaciones relativamente cortas. Teniendo en cuenta los factores relacionados con la orografía, para la instalación del sistema atrapa nieblas, es necesario ubicarlo en una zona donde pueda tener incidencia del viento con las mayores cargas de humedad y se pueda captar la mayor cantidad de agua. En ciudades como Bogotá es necesario tener en cuenta que las edificaciones pueden constituirse en un obstáculo, como sucede con las montañas. Haciendo esta aclaración, cabe mencionar, que no es suficiente con asumir valores promedio de humedad y nubosidad en una región para esperar que la instalación de los equipos sea exitosa, sino que se deben evaluar las particularidades de la zona específica. 24 2.2 MARCO TEÓRICO Un sistema de aprovechamiento de agua con base en lluvia horizontal, consiste en el aprovechamiento de las diminutas gotas de agua que permanecen en el aire, las cuales no tienen el tamaño suficiente para precipitarse (de 1-40 µm), por esto pueden pasar casi desapercibidas, y aún no es valorado suficientemente su potencial. En los trabajos que se han adelantado al respecto, lo que se plantea es la instalación de un obstáculo, la malla, que se vuelve una superficie que soporta la embestida del viento, permitiendo la condensación de las gotas, estas por gravedad descienden sobre la superficie de la malla hasta un canal que las direcciona al sitio de almacenamiento, que puede ser un tanque de reserva construido o de los que se consiguen genéricos en el mercado, dependiendo del tamaño de almacenamiento y del presupuesto. De acuerdo a la información reportada en el Ideam (Programa de Meteorología Aeronáutica, s.f.), con respecto a las nieblas, estas se dividen básicamente en dos tipos, las de masa y las frontales, las primeras son las que se encuentran al interior de los continentes y se forman por una sola masa de aire, las segundas son el resultado de la interacción entre dos masas de aire una más cálida que la otra. La niebla puede tener tal densidad de agua, representada en pequeñas gotas, que genera turbulencia en aviones. Adicionalmente, el Ideam en el documento, Monitoreo de los Ciclos del Agua y Carbono Alta montaña (Ideam, 2011), resaltando la riqueza hídrica del país, menciona como una de las fuentes de abastecimiento la condensación de la niebla, las otras son más conocidas, precipitaciones, aguas subterráneas y derretimiento de nieves. La disponibilidad de agua en la zona andina ha cambiado notablemente, debido a que algunas de las principales ciudades colombianas están ubicadas en esta cordillera, por lo que durante su crecimiento se ha requerido la eliminación de la cobertura vegetal. Si tenemos en cuenta lo mencionado en “Los Bosques Andinos y el Agua (Tobón, 2009)”, respecto a la perdida de la cobertura vegetal y de la capa orgánica en esta región y por tanto, la capacidad de interceptación de agua para el ecosistema, la cantidad de agua que ingresa por precipitación o por el rocío, no está disponible en el mismo periodo de tiempo o cantidad. Como respuesta a esto, los programas 25 y estudios encaminados al abastecimiento hídrico ya contemplan las alternativas innovadoras, entre las que se han realizado pruebas con los atrapanieblas. En Colombia se han desarrollado algunos proyectos, pero estos se han reportado solamente por agencias de noticias de entidades territoriales, universidades y por Fog Quest. No se han encontrado documentos que permitan verificar el desarrollo de los proyectos, los avances, las mejoras que se han realizado y las limitaciones. Esto permite concluir que en el país es muy tímido el trabajo en este sistema de obtención de agua. En los trabajos de grado de la Universidad Nacional en Palmira, realizados con relación a los atrapanieblas, se han obtenido resultados para la cuenca del rio Tuluá de 0.0125 m3 en 25 m2 por día, en jurisdicción de Tuluá, mientras que en el “kilómetro 18” se han obtenido 0.006 m3/m2/día, según el ingeniero Héctor Fabio Aristizábal, funcionario de Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca (Universidad Nacional de Colombia, 2009). En la página de la alcaldía de Yumbo, también en el valle del cauca, se reporta que la Umata instala sistemas de captura de agua procedente de la niebla, para la solución de sequías en el corregimiento de Montañitas como una estrategia para abastecer de agua a las zonas muy secas, los ensayos han permitido colectar en algunos sitios 0.007 m3/día de agua, pero se reportan valores de 0.2, 0.3 y 0.4 m3 durante los eventos de lluvia (Comunicaciones y prensa alcaldía de Yumbo, 2014). En el mundo los valores de colección más optimistas alcanzan los 0.0102 m3/m2/día (Jaén, 2012), pero se debe tener en cuenta que se trata de mallas de 12m2 en promedio, lo que quiere decir que algunos sectores de la malla pueden ser más eficientes y en consecuencia habrá áreas con valores bajos. Los atrapanieblas han surgido de la gran necesidad de la comunidad para su abastecimiento de agua, por lo que se ha ido desarrollando en la práctica, por eso no se tienen datos de pruebas hechas con diferentes materiales, formas o estructuras en un mismo proyecto, esto permitiría que a la fecha se tenga claro cuáles son más eficientes y en qué condiciones se deben 26 usar, es decir si el material de la malla debe ser siempre el mismo o si el tamaño de los orificios permiten mejores rendimientos en condiciones de viento y humedad. Este tipo de preguntas ya se están solucionando en el mundo, por ejemplo se sabe que cuando las gotas de agua se acumulan y no precipitan por la malla, la captura es menos eficiente. Si se tiene en cuenta esta situación, Colombia debe aprovechar esa experiencia y empezar a hacer sus aportes, usando la diversidad en las condiciones climáticas con que cuenta. De acuerdo a artículos de prensa, se puede ver que éstos sistemas están superando la barrera de las necesidades comunitarias a el campo industrial, permitiendo la siembra de cultivos agrícolas y forestales, además se debe resaltar el hecho de la cerveza marca atrapa niebla que se produce en Chile2, como uno de los proyectos más destacados respecto al aprovechamiento del agua de la lluvia horizontal. 2.3 MARCO JURÍDICO De acuerdo con el uso o destinación del recurso hídrico capturado mediante ésta alternativa, se deben tener en cuenta los niveles máximos permisibles establecidos en la Resolución 2115 de 2007 por medio de la cual se señalan las características, instrumentos básicos y frecuencias del sistema de control y vigilancia para la calidad del agua para consumo humano, y en el Decreto 1594 de 1984, referente éste último, a usos del agua y residuos líquidos, para caracterización y posible aprovechamiento de la misma. 2 El agua para elaborar la cerveza es captada en la reserva ecológica Cerro Grande (Chile) http://www.atrapaniebla.cl/ 27 2.4 MARCO GEOGRÁFICO La altiplanicie Cundiboyacense se encuentra en la cordillera de los andes, específicamente en la vertiente que corresponde a la cordillera oriental, dividida en las cuencas del río Orinoco hacia el oriente y del Magdalena hacia el occidente. Se destacan cuatro altiplanos distribuidos con orientación suroccidente-nororiente, en una longitud de 250 km, entre los 2.000 y los 3.000 m de altitud. De sur a norte se identifican la Sabana de Bogotá, el valle de Ubaté a Chiquinquirá, el altiplano de Samacá a Villa de Leyva y el de Tunja a Sogamoso, hasta el Lago de Tota. Comúnmente son agrupados por compartir el mismo origen geológico y por la cercanía de estas subregiones (Banco de occidente, 2004), lo que ha hecho además que tengan fuertes lazos económicos y sociales entre los habitantes (ver Figura 2-1). 28 Figura 2-1 Ubicación geográfica del altiplano Cundiboyacense (Fuente: DigitalGlobe, GeoEye)3. Esri, Se registra una temperatura media de 13.5°C, pero puede alcanzar los 25 °C en las partes de valles como en Bogotá y en las zonas altas de páramo reportes bajo los cero grados. Presenta precipitaciones promedio entre los 600– 900 mm, en las partes bajas y en las montañas alcanza los 2000 mm (Rojas, Acre, Peña, Boshell, & Arazá, 2010). 3 Esta imagen es una composición que incluye: Earthstar Geographics, CNES/Airbus DS, USDA, USGS, AEX, Getmapping, Aerogrid, IGN, IGP, swisstopo, and the GIS User Community. 29 La vegetación de estas zonas presenta adaptaciones a las condiciones de bosque seco, en donde predominan las especies de porte bajo, que deben optimizar y hacer uso eficiente del agua lluvia, evitando padecer estrés hídrico (Hernandez Schmidt, 2012). La fuerte intervención antrópica evidente en la expansión de las ciudades (Calvachi Zambrano, 2002, pág. 90), es una de las características que hacen que los eventos climáticos sean más fuertes y obliguen a las especies de la zona a tener comportamientos que les permita soportarlos. 2.4.1 La sabana de Bogotá Es el altiplano de mayor extensión, incluso en la cordillera, a 2600 msnm, se estima una extensión de 425.000 ha. “La Sabana de Bogotá está bordeada por una cadena montañosa que forma parte de la Cordillera Oriental cuyos puntos más sobresalientes son el Cerro de Manjuí al oeste, los cerros de Guadalupe y Monserrate al este, el Páramo de Sumapaz al sureste” (Somos Cundinamarca, s.f.). Además de las condiciones de pendientes bajas, la colonización de estas zonas se debe a la fertilidad de sus suelos, por estar ubicado sobre una antigua laguna. Ésta situación también está relacionada con la presencia de humedales, que son las zonas de descarga de los ríos que lo bañan, todo el altiplano pertenece a la cuenca del río Bogotá, que es parte de la cuenca del río Magdalena. La mayor cantidad de ríos nacen en el páramo de Sumapaz. El río Bogotá nace en Villa pinzón, en el páramo de Gacheneque, en su recorrido se destacan los aportes que hace el río Tunjuelo, Bojacá, Subachoque, Chicú, Frío y Neusa, hasta el salto de Tequendama (Banco de occidente, 2004). “El desarrollo industrial de la provincia de Sabana Central introduce una alta cuota de contaminación en el río Bogotá que a su paso por la capital recibe tres de sus principales afluentes los cuales descargan las aguas residuales provenientes de la ciudad: el Rio Salitre, el río Fucha y el río Tunjuelo”. Es por esto que, Entre la desembocadura del Juan Amarillo hasta el salto del Tequendama, el Bogotá se considera un río muerto pues no posee vida macrobiótica alguna (Empresa de Servicios Públicos de Cajicá S.A. E.S.P., 2013). 30 2.4.2 Altiplano de Ubaté - Chiquinquirá Este altiplano es de una extensión de 70 km, se comparten su territorio el departamento de Boyacá y Cundinamarca, entre 2500 a 2600 msnm. Desde el sur se pueden encontrar las poblaciones de Sutatausa, Cucunubá, Ubaté, Fúquene, Susa, Simijaca y Lenguasaque, para el área que ocupa el departamento de Boyacá se encuentran los municipios de Chiquinquirá y Saboyá (Banco de occidente, 2004). Entre las áreas más altas se destaca el páramo de guerrero por el costado sur, en donde se registran los mayores valores de humedad, es la barrera que divide la sabana de Bogotá con el altiplano de Ubaté y Chiquinquirá. En el sector oriente se encuentran los páramos secos de Amargosal, Ovejeras y Rabanal. En el sector norte se encuentran los páramos bajos y secos de Saboyá y Merchán, que son el límite con el altiplano de Villa de Leyva. Las condiciones secas del área, que han sido predominantes desde su formación, hacen que estos suelos sean altamente susceptibles a procesos erosivos. La vegetación presenta condiciones destacadas en suelos pobres y con baja presencia de humedad, como las adaptaciones que les permite captar el agua de la atmósfera para incorporarlas a sus funciones metabólicas (CAR, 2005, pág. 116). Adicional a las condiciones de suelo hay una alta presión antrópica en los suelos para cultivos, lo que ha acelerado el proceso de deterioro de los suelos y en muchas zonas es común encontrar procesos de formación de cárcavas bastante notorios, que ya parecen ser parte del paisaje de la zona, por esto uno de los problemas más sobresalientes que se evidencian es el déficit hídrico, para cultivos y para la comunidad. En algunas zonas de este altiplano se han construido canales de drenaje como obra de protección contra inundaciones (CAR, 2005). Este altiplano es el vestigio de una gran laguna, de la que ahora se destacan las de Suesca, Fúquene y Cucunubá. La importancia de la conservación de estas radica en los aportes que hace al desarrollo social de la región, por los aportes a acueductos. También son evidentes los procesos de colmatación de algunos cuerpos de agua, degradándolos a pantanos. El río más importante es el 31 Suarez, que nace en la laguna de Fúquene y desemboca en el Magdalena. También son reconocidos los ríos Lenguasaque, Susa, Simijaca y Ubaté, además se resalta la condición del cuerpo de agua que nace en las salinas de Tausa, por su carga salubre recibe el nombre de Aguasal, pero durante su recorrido y con el enriquecimiento que le da el aporte de las quebradas de su cuenca, la sal se diluye al punto que aguas abajo se reconoce como río Aguadulce (Banco de occidente, 2004). 2.4.3 Altiplano de Samacá - Villa de Leyva Cuenta con una extensión de 30 km, medidos en su eje principal que es el mismo río Gachaneca o Sáchica, que nace en el páramo Gachaneca en Samacá. Este altiplano se encuentra a 2600 m de altura, hacia la zona de Villa de Leyva es reconocida la presencia de la fauna y flora fosilizada (Museo de historia Natural UN Facultad de ciencias, 2012). En la zona de del valle de Samacá es bastante notoria la fertilidad de sus suelos, por ser el depósito aluvial de una antigua laguna, periódicamente enfrenta periodos de encharcamiento por la escorrentía durante los periodos de lluvia. Contrasta con el altiplano de Villa de Leyva, en donde el valle es notablemente seco. Las áreas secas del valle en Villa de Leyva contrastan con las zonas altas donde la vegetación es exuberante y presenta bosques reconocidos por el desarrollo de encenillales y robledales, conservados por ser áreas de reserva y la importancia turística de estos ecosistemas (Molano Barrero, 2004). El drenaje principal es el Gachaneca, durante su recorrido recibe las aguas del Cane, que procede de las montañas de la zona oriental, donde se encuentran la laguna de Iguaque y el río Sutamarchán (Banco de occidente, 2004). En la parte sur su límite es el páramo de Gachaneca, al occidente se destaca el páramo seco de Marchán, en la parte oriental se encuentran el páramo Morro Negro y Arcabuco, mientras que al sur se encuentra el río Moniquirá. 32 2.4.4 Altiplano Tunja – Sogamoso También conocido como la altiplanicie central de Boyacá, se encuentra desde Tunja, los valles del Tundama, Belén, Sogamoso, Corrales, Floresta y Paz de Río y las regiones de Susacón y Soatá, donde el altiplano se estrecha. Va desde los 2500 m de altura hasta los 2750 m, en Tunja. Entre las actividades productivas se destacan la agricultura, industria manufacturera, comercio, turismo, explotación minera y canteras (PNUD, 2012). Se encuentra entre los dos flancos de la cordillera oriental, es decir que alcanza a hacer parte de la cuenca de la Orinoquía y del Magdalena. En esta área se tienen promedios de precipitación de 1000 mm, El cauce principal es el río Sogamoso, al que lo alimentan los ríos Suárez, Saravita y Chicamocha. Debido a las actividades industriales, agrícolas y ganaderas, esta región ha contaminado notablemente sus cuerpos de agua, afectando su disponibilidad para las actividades tradicionales y sin que se vea una pronta mejoría, por lo que es evidente el déficit que alerta sobre el abastecimiento de las comunidades (Manrique abril, Manrique Abril, Manrique Abril, & Tejedor Bonilla, 2007, págs. 6-7). Para el caso de la captación de lluvia horizontal es notable la contaminación en el valle de Sogamoso, generada por las empresas “Sidenal, Hornasa, Indumil, entre otras, ubicadas en el Parque Industrial, junto a Acerías Paz del Río, Holcim, Argos y las caleras que operan desde Nobsa y los hornos alfareros situados en el área rural del municipio, son responsables de emitir más de 40.000 toneladas de material particulado a la atmósfera” (Rodríguez Lagos, 2014). Esta situación obliga que sea apremiante, antes de asignar el uso del agua captada hacer una evaluación de sus condiciones, preliminarmente se recomienda no destinarla para consumo humano. 2.5 MARCO DEMOGRÁFICO El altiplano Cundiboyacense es la región más poblada de Colombia, principalmente por la ciudad de Bogotá. La colonización del área se ha dado por la gran oferta de recursos como el agua y por la fertilidad de los suelos. “Poblado desde periodos muy tempranos en él se desarrollaron las 33 culturas Herrera y Muisca. Históricamente el altiplano Cundiboyacense es el país de los chibchas, muiscas, de la laguna de Guatavita y donde se originó la leyenda de El Dorado y de la Laguna de Iguaque en la que nació el mito de Bachué. Como testimonio de este hecho histórico, las principales ciudades conservan sus nombres chibchas y existen numerosos sitios arqueológicos, como las Piedras del Tunjo en Facatativá, la laguna de Guatavita, los Cojines del Zaque y el Pozo de Donato o Laguna Sagrada de Hunzahúa en Tunja” (Somos Cundinamarca, 2014). A partir de la colonia, la expansión demográfica ha generado la ocupación desordenada del territorio, llegando a zonas de páramo y cultivando en zonas de inundación de los cuerpos de agua. Recientemente ha aumentado la construcción urbana, que han ocupado los espacios naturales, además el crecimiento industrial han afectado la disponibilidad hídrica para los habitantes de la región. En la zona de Bogotá se destaca la actividad industrial, el crecimiento urbano, esas actividades han desplazado los cultivos, pero aún se conservan las flores como un renglón importante de la economía. En la zona de Ubaté y Chiquinquirá la población se dedica a la industria lechera y la minería. En la zona correspondiente al altiplano de Villa de Leyva a Samacá se destacan los cultivos agrícolas, la explotación minera del carbón y en Villa de Leyva se ha aprovechado el turismo por los fósiles y los recursos naturales. Para el caso de la región del altiplano central de Boyacá hay una importante actividad, pero también se destaca el turismo y los cultivos agrícolas. 2.6 ESTADO DEL ARTE 2.6.1 Antecedentes históricos Desde su aparición el hombre se ha dado a la búsqueda de recursos para satisfacer sus necesidades, tomando como modelo las adaptaciones de la naturaleza (Figura 2-3). Para el caso de la búsqueda de agua, en las islas canarias se reporta que en la isla del Hierro el árbol de Garoe (Figura 2-2), “permanecía con una nubecita en su copa y chorreaba agua, con la que los nativos 34 en épocas de verano se abastecían” (Asociación ZABALKETA de Cooperación y Desarrollo, 2014), por esto el árbol se encuentra en el escudo de la isla de Valverde (Jaén, 2012). Otro caso que se debe destacar es el de las zonas litorales, en la base de los cerros la población realizaba excavaciones para aprovechar el agua que se filtraba de las nubes, una vez éstas chocaban con los cerros (Quintans, 2013). Figura 2-2 Árbol de Garoé, Ocotea foetens (Fuente: http://sobrecanarias.com/) 35 Figura 2-3 Rocío captado en una telaraña (fuente: http://inesdelsol.blogspot.com/) Posteriormente, como una forma de aprovechamiento y de solución a problemas de abastecimiento para comunidades aisladas, se ha dado el proceso de captura del agua de la niebla. Inicialmente en Chile en el desierto de Atacama (Figura 2-4), en donde hay un tipo de niebla costera, dinámica y abundante, conocida localmente como “Camanchacas”. Como se mencionó anteriormente, algunos investigadores buscaban la forma de poder aprovechar sus propiedades, pero fue el grupo liderado por el físico Carlos Espinosa, quien logró presentar un modelo que ha sido replicado y adaptado a diversas condiciones en el mundo. Se sabe que hay otros países que han trabajado con estos sistemas, en sur América, centro América, África y otras regiones. 36 En la actualidad se está intentando innovar en los materiales que se deben usar para este tipo de proyectos. Este es el caso de los tipos de mallas, con una fabricación especial para este fin, la búsqueda del lugar ideal para la instalación de los equipos se está mejorando con sondas que encuentran las áreas con mayor humedad. Con el desarrollo industrial de estos sistemas se inician los análisis que permiten relacionar costo beneficio del aprovechamiento de la niebla como fuente de agua, es decir se pasa del plano técnico de la captación de agua a evaluar la rentabilidad del proyecto (Cereceda, Atrapanieblas, gran potencial para abastecer agua, 2014). Figura 2-4 Atrapanieblas en Atacama Chile (Nuñez, 2013) 37 2.6.1 Los atrapanieblas en el mundo 2.6.1.1 Chile Se han desarrollado diversos proyectos, por los resultados obtenidos y por ser el lugar de origen de este sistema, los proyectos son tenidos en cuenta con gran seriedad y se registran avances en el tema, como los concursos de diseño para los sistemas de recolección de agua, proyectos de mayor tamaño y muy ambiciosos, desarrollo de materiales nuevos y actividades industriales. En este país es donde se reportan mayor cantidad de proyectos y hay bastantes alianzas que los patrocinan, al punto que algunos de sus profesionales van a otros países a dar charlas y a instalar los equipos para la captura de agua de la atmósfera. Entre los logros más relevantes está el detener el desplazamiento y abandono de algunas comunidades aisladas por falta de recursos y de fuentes de ingreso, porque se ha logrado la siembra de cultivos en regiones que no eran imaginadas estas actividades. Por estas razones este documento tiene gran influencia de los desarrollos alcanzados en esta materia en Chile. 2.6.1.2 En otras zonas del mundo Posteriormente ha habido una difusión mundial, sin que sea suficientemente documentada o publicitada, como para tener una buena información sobre el tema. Algunos de los proyectos de los que se tienen reportes en el mundo son: En la ciudad del sultanato de Omán, se tienen registros de una serie de atrapanieblas que alcanzaron a colectar 30 m3/día, pero ´la demanda era superior a la cantidad de agua captada, por lo que el proyecto ha sido abandonado. En Namibia (África), se han instalado una serie de atrapanieblas con los que se aprovecha la niebla costera, presenta registros de colección de 1m3/día, en época seca, pero durante los episodios de niebla alcanza los 12m3/día; en la actualidad se pretenden instalar equipos que puedan resistir la fuerza del viento. 38 En Israel se aprovecha el rocío que sucede 200 días al año con colectores de niebla, en el norte del país, el agua obtenida se ha usado en el hogar, jardinería y en agricultura, por lo que se espera un aumento en la instalación. Al noreste de áfrica, en Yemen, hay baja disponibilidad de agua en los meses de enero a marzo, pero hay una niebla espesa que domina el paisaje, para aprovecharla se instalaron 26 colectores, entre los que se lograban resultados de 180 litros por día para un solo colector, con lo que se abastecía a 26 personas. Al noreste de África, cerca de Asmara, se instalaron 10 colectores para aprovechar la niebla que se ubicaba a altitudes aproximadas de 2000 a 2500 litros, entre los beneficios de este sistema está el abastecimiento de uno de los colegios, por lo que hay expectativa por aumentar el número de colectores. En Etiopia, se instalaron atrapanieblas para abastecer a 700 personas de la Iglesia ortodoxa del Monasterio Zuquala. No hay reportes que indiquen los resultados del proyecto. 2.6.1.3 Islas Canarias Estas islas Españolas también han aprovechado las oportunidades de la humedad atmosférica, fieles a la historia con respecto al árbol de Garoé (Ocotea foetens), que ha sido tan representativa para esta comunidad, respecto a la captación de agua de la niebla. En estas islas se aprovecha la incidencia de los vientos Alisios al chocar con su relieve (Santamarta Cerezal & Seijas Bayón, 2010). Se ha avanzado notablemente en la selección de la ubicación ideal en función de la altitud, orientación y la factibilidad para el desbordamiento de los alisios. Estas islas cuentan con una red de monitoreo del clima que les permite conocer muy bien la incidencia de los factores climáticos en su territorio. 39 2.6.1.4 Fog Quest Por otro lado es importante resaltar la labor que ha adelantado esta ONG4, quienes se dedican a planear e implementar proyectos de agua para comunidades rurales en países en desarrollo. Su estrategia de trabajo es por medio de los colectores de niebla, actualmente tienen relación con proyectos en ocho países, pero desde 1987, cuando iniciaron sus labores han trabajado en diversas zonas. Los proyectos que reportan actualmente en Latinoamérica son: Guatemala (Tojquia): con la infraestructura instalada proyectan una producción de 6 m3 diarios. Chile (Atacama): es un proyecto de educación ambiental, con el que se pretende hacer riegos en cultivos del desierto más seco del mundo. Entre sus experiencias en la región registran experiencias en Ecuador, chile, república dominicana, Guatemala, Haití y Perú y en su canal de YouTube reportan un proyecto colombiano (del que se hablará más adelante). Los resultados han sido exitosos, pero están ligados con el compromiso de la comunidad por continuar con la conservación y mantenimiento de los equipos y aparatos. 2.6.1.5 Colombia Se han encontrado cuatro (4) proyectos relacionados con la captura de agua de la atmósfera: 4 la Para consultar la página de esta ONG: http://www.fogquest.org/, el canal de YouTube de misma organización, en donde se pueden consultar https://www.youtube.com/channel/UCA3pqehfKvsB0mvWpvdL1RA 40 diversos proyectos: En Buga, valle del Cauca hay un proyecto en el que está involucrada la fundación Gaiacol y la CVC. Reportan un rendimiento de 0.0125 m3 diarios, para 25 m2 de malla, el agua obtenida es para el mantenimiento de una huerta y la producción de gallinas. Se han generado neblinómetros que permitirán a la comunidad buscar áreas para instalar más equipos de captación (pacífico, 2009)5. En el municipio de Yumbo, (Valle del Cauca) se han instalado sistemas para captación de lluvia horizontal, reportando valores de 0.2 – 0.3 m3 en días sin lluvia, mientras que durante los días con lluvia se han llegado a alcanzar 0.4 m3 día. En el municipio de Roldanillo (norte de Cali), se instalaron equipos en cuatro sectores, para evaluar la capacidad de captación, los resultados permitieron establecer una relación favorable entre las zonas con mayor precipitación y la cantidad de agua que se recoge. Entre las conclusiones indican que la colección para esa zona de los Andes es muy positiva y sugieren que la implementación de esta tecnología mediante grandes colectores operacionales aportaría una contribución importante a la solución de la escasez de agua en zonas de ladera con problemas de disponibilidad de agua (Molina & Escobar, 2005). Se realizó un trabajo con un prototipo capaz de aprovechar la energía eólica y adaptarse a la dirección cambiante del viento, lo cual es deseado porque el viento es dinámico. El modelo se basa en la vela de windsurf, que puede optimizar su velocidad aprovechando las condiciones del viento. Para el atrapanieblas se adaptan unos pilares de soporte con mecanismos de eje, permitiendo un rango de movimiento que logra la autonomía del sistema para posicionarse. Reportan una reducción cercana al 50% en costos, comparado con otros modelos. El prototipo solo cuenta con un área de 7.5 m2 y una malla con un grado de abertura en porcentaje de los orificios de 35 (lo que equivale a orificios con una mayor 5 El video ha sido reportado en el canal de https://www.youtube.com/channel/UCA3pqehfKvsB0mvWpvdL1RA 41 YouTube de FogQuest abertura). Por las características y funcionalidad éste prototipo es más estricto en las condiciones de los elementos que lo componen, debido principalmente a, como se mencionó anteriormente, el diseño del colector aprovechando la dirección del viento (Agencia de noticias un, 2014). 42 3 METODOLOGÍA A continuación se presentan las fases metodológicas consideradas para la captación de lluvia horizontal y la implementación de esta metodología de aprovechamiento del recurso hídrico. 3.1 FASES METODOLÓGICAS 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. 43 4 ATRAPANIEBLAS Los atrapa nieblas son sistemas que contribuyen a satisfacer las necesidades de agua en una zona específica, podrían implementarse en comunidades de gran tamaño, sólo si se cuenta con la suficiente cantidad de colectores o con el tamaño adecuado, para satisfacer la demanda durante periodos secos, sin generar costos elevados para su funcionamiento o trámites burocráticos para su mantenimiento. 4.1 EXPECTATIVAS CON LOS SISTEMAS DE CAPTURA DE LLUVIA HORIZONTAL Productividad: por su capacidad de captar la mayor cantidad de agua en la superficie instalada. Como se ha mencionado, la superficie de malla depende del lugar de establecimiento, porque puede haber obstáculos que afecten la capacidad de colectar agua. Un sistema de captación de agua puede medir su eficiencia dividiendo la cantidad de agua colectada en el área de la malla. Eficiencia: es el mejor resultado de captación de agua que se pueda obtener de un sistema en un área definida. Es decir, cuando se piensa en un área con condiciones específicas, el límite de captación que puede haber es la oferta ambiental de agua en la atmósfera, por esto se espera que los aparatos puedan obtener la mayor cantidad de humedad disponible en las nubes, en la niebla o en la neblina. Para lograr una mayor eficiencia se debe contar con testigos que permitan evaluar la cantidad de agua en diferentes sectores, alturas y periodos del año, de esta manera se puede tener una mayor certeza de lo que se puede esperar del sistema de captación de agua y lograr que con el tiempo sea más eficiente. Durabilidad: en cualquier proyecto se espera que funcione durante un periodo suficiente como para poder recuperar la inversión y obtener ganancias, en este tipo de proyectos este aspecto se relaciona fuertemente con una buena selección de los materiales, que puedan soportar la incidencia del viento, que sean eficientes captando humedad y que tengan una vida útil prolongada. En este caso aspectos de diseño también son importantes, se puede pensar que se capta la mayor 44 cantidad de agua con mallas más densas, pero en la sabana Cundiboyacense el viento puede golpear con fuerza en la superficie y romperla. De otro lado, es indispensable que los usuarios o beneficiarios del proyecto contribuyan con un esquema de mantenimiento, de esto depende que los materiales tengan mejores condiciones sanitarias y de calidad. 4.2 MATERIALES Y EQUIPOS REQUERIDOS PARA LA INSTALACIÓN Y OPERACIÓN DEL SISTEMA Neblinómetro: Se recomienda usarlo antes de la instalación definitiva del proyecto, es un sistema de prospección de niebla. Este aparto permite determinar el mayor volumen de agua que se puede captar a través de la niebla. Para lograr este fin, se debe instalar una red de estos aparatos en distintos lugares del área a intervenir. Están elaborados con mallas de Nylon o polipropileno, que captan niebla a una escala menor de lo que lo haría el sistema requerido para el proyecto a implementar, tiene un área de malla 0.25 m2. Por su tamaño se facilita la maniobrabilidad, permitiendo direccionarlo o reubicarlo con facilidad. La Figura 4-1, muestra un ejemplo del uso de éste instrumento; para éste caso en un estudio que realizó la Universidad Nacional de Medellín en el páramo de Chingaza, sobre la cantidad de agua de niebla que retiene la vegetación (Calle, 2011). En la Figura 4-2, se presenta uno de los “ocho neblinómetros para monitorear el comportamiento de los nuevos modelos de atrapanieblas creados por el proyecto Acquaniebla en la región de Coquimbo, una zona semiárida del norte de Chile (Cortesía proyecto Acquaniebla)” (Contreras, 2013)” 45 Figura 4-1 Neblinómetro instalado Páramo de Chingaza Figura 4-2 Proyecto Acquaniebla en la región de Coquimbo Chile Mallas: El sistema consiste en una superficie permeable o malla. Una de las más empleadas está elaborada en polietileno, de fabricación chilena llamada Raschel, su uso habitual es como polisombra (Ver Figura 4-3). Sin embargo, las pruebas han 46 demostrado que es una de las menos eficientes, se ha destacado la malla Kimre, la cual fue creada para recolectar la neblina en procesos industriales, en espacios cerrados y relativamente pequeños, y una malla plástica utilizada principalmente en invernaderos con un recubrimiento metálico llamada Aluminet (Ver Figura 4-4), la cual ha resultado ser la más eficiente en cuanto a recolección de agua (entre 10 y 50% más de agua que la malla Raschel). Sin embargo, por el acceso a materiales aún se sigue usando la típica malla de polietileno que puede medir hasta 150 metros cuadrados (Cereceda, Atrapanieblas, gran potencial para abastecer agua, 2014). Figura 4-3 Malla Raschel empleada en agricultura (Cruz Quispe, 2012) 47 Figura 4-4 Malla sombra Aluminet empleada en viveros (Flores y Jardín, s.f.) En general en los lugares donde no se cuenta con un fácil acceso en cuanto a la escogencia de materiales para la conformación del sistema de captación de lluvia horizontal, el material debe cumplir con las siguientes características: Dejar pasar la luz suficiente de manera que permita igualmente la circulación de la niebla Ser un material resistente Permitir la condensación del agua sobre la malla No alterar las condiciones físico químicas del agua captada Que facilite el escurrimiento por su superficie Postes: Frecuentemente se recomienda el uso de postes metálicos, por su capacidad para soportar la fuerza del viento, pero en áreas distantes donde el acceso es una limitante, se pueden usar materiales naturales, como postes de madera, para el caso de Colombia también se pueden usar postes de guadua en algunas regiones, pero en las etapas iniciales de calibración del sistema. Porque lo que se busca es que el sistema pueda soportar las condiciones climáticas y no requiera cambios en corto tiempo, lo que podría aumentar los costos. Con los postes se deben incluir las 48 herramientas y elementos que se consideren necesarias para cada zona, como poleas. Tubería: la distribución se inicia con el agua captada y colectada en la base de la malla, en donde se encuentra adosado un tubo de pvc, el cual direcciona el líquido directamente hasta un tanque de almacenamiento o reserva. También puede estar conectado a una manguera o tubo antes del almacenamiento para la distribución a las viviendas. El tamaño de la tubería debe ser propuesto de acuerdo a la cantidad de agua que se pueda captar y la red de distribución debe preferiblemente favorecer la movilidad del agua por gravedad. Tanque: los proyectos deben considerar el almacenamiento del agua colectada, ya sea que el proyecto sea pequeño o de mayor tamaño. Los tanques deben ser consecuentes con la cantidad de agua que se pueda captar y con la demanda del líquido que se tenga para cada proyecto. Los tanques pueden ser construidos o genéricos. Un esquema general de un sistema atrapanieblas se puede verificar en la Figura 4-5, tomada del periódico “elDía”, en un artículo donde se reseña la labor de un equipo conformado por profesionales de la Pontificia Universidad Católica de Chile, con apoyo de investigadores del Massachusetts Institute of Technology (MIT), que busca tomar los conocimientos que ya se tienen en la región sobre el uso de atrapanieblas y perfeccionarlos (elDia, 2013). 49 Figura 4-5 Esquema general de un sistema atrapanieblas 4.3 ASPECTOS A TENER EN CUENTA PARA LA CAPTACIÓN DEL AGUA Limpieza del agua captada: cuando se instalan este tipo de sistemas se tienen objetivos como consumo humano, doméstico o para riego, cada destino tiene requerimientos o niveles de tolerancia ante la contaminación del líquido, por lo que se debe dar una atención especial en las condiciones del agua que se está distribuyendo. Para esto es necesario articular con el mantenimiento periódico de los equipos, la limpieza de los mismos y posterior análisis, que permitan tener la certeza de su calidad. Además, en el caso del consumo humano se deben tomar medidas inmediatas si hay problemas con la calidad, al presentarse episodios como problemas masivos de diarrea en la población consumidora, o en el caso del agua de riego se debe evaluar el estado de las plantas. Los eventos esporádicos no se pueden pasar por alto, hay factores no previstos que afecten la calidad del agua captada o almacenada, en este caso se debe tener una atención tan responsable como sucede en los acueductos. Área de impacto: está relacionada con los resultados esperados en cuanto a eficiencia y productividad, se debe aprovechar al máximo la oferta ambiental que hay en cuanto a disponibilidad del recurso hídrico, para ser captado por este sistema. Esto significa que se debe ajustar el área de la malla de acuerdo a las condiciones del sitio, se puede pensar en una malla 50 grande porque la demanda de agua así lo requiere, pero lo que sucede es que no se tienen mejores resultados, esto según lo reportado por diversos estudios y trabajos realizados sobre el tema donde concluyen que un mayor tamaño o altura de la malla no son proporcionales con un máximo rendimiento y se recomienda realizar pruebas que permitan identificar el sitio y el tamaño adecuado para lograr la máxima captación. Ligereza: se relaciona con el transporte de los equipos o materiales para la instalación del sistema, además esto incide directamente en los costos y demás esfuerzos que se requieren para el proyecto. Los equipos deben tener el tamaño y condiciones de resistencia que permitan obtener los mejores resultados de la operación, cuando se exageran medidas para bajar costos de transporte, reducir la calidad o la cantidad de los materiales, se incurre en nuevos viajes para conseguir materiales o repetir procesos de instalación. Tampoco es recomendable llevar al sitio de instalación equipos que superen los requerimientos, que generen labores dispendiosas y que al final se pierdan, esto afecta además de los costos y la confianza en el proyecto. Una estructura de fácil manipulación facilita el empoderamiento de la comunidad en el área de trabajo, permite que se hagan los ajustes cuando estos sean necesarios sin requerir una asesoría especializada y sin que el reemplazo de elementos signifique un deterioro en la función de la estructura. Aspectos comunes en las áreas donde se han desarrollado este tipo de proyectos son las condiciones difíciles de accesibilidad, si a esto se suma la mano de obra no calificada y condiciones topográficas, se debe pensar en que los equipos deben ser de fácil y rápida instalación, para sortear las dificultades con seguridad. Una ventaja de este tipo de proyectos es que son de fácil adaptabilidad a las condiciones imperantes al área de instalación, por eso se requiere una visita a campo que permita generar el mejor modelo, con los equipos y materiales adecuados y que permitan hacer ajustes finales en caso de ser necesarios al momento de la instalación o cuando se hacen labores de mantenimiento. 51 4.4 IMPACTO AMBIENTAL Este sistema se considera de bajo impacto para el medio, es un tipo de tecnología amigable con la que fácilmente se pueden mitigar los impactos con la desinstalación de los equipos, sin que se requieran grandes obras adicionales. Sin embargo, se deben considerar los siguientes aspectos: Afectación del paisaje: los equipos instalados son ajenos al medio, por lo que se constituyen en un distractor en el área, por las condiciones de la malla no es una barrera visual que obstaculice completamente la vista en profundidad. Impactos al medio físico: la captura de agua de niebla es despreciable porque no es suficiente para poner en riesgo las funciones del ecosistema. No hay modificación de las geoformas, ni se requiere la instalación de equipos que puedan afectar la estabilidad del terreno, los suelos sufren una afectación puntual, por el ahoyado para la instalación de los postes. Las emisiones de material particulado solamente se dan durante la instalación de los equipos. Los gases se producen durante el transporte de los equipos y cuando se requieran actividades de mantenimiento, pero su frecuencia es muy baja. Impacto a la flora: si bien los atrapanieblas pueden significar una competencia para la flora de bosques secos altoandinos como el altiplano Cundiboyacense, no tienen el tamaño suficiente como para afectar la disponibilidad de agua de rocío o lluvia horizontal. Si se requiere el uso de madera, para el proyecto, no son volúmenes que puedan poner en riesgo alguna especie o un área boscosa. Impactos en la fauna: en este caso puede ser el de mayor relevancia, pero solamente para el grupo al que pertenecen las aves, las cuales pueden encontrar obstáculos en su recorrido, por el tamaño de la instalación pueden sortearse fácilmente. Impactos sociales: la expectativa de los proyectos debe ser consecuente con las condiciones del medio, el agua captada no es suficiente para abastecer una comunidad de gran tamaño. 52 4.5 VENTAJAS DE LA TECNOLOGÍA El agua en la atmosfera tiene bajas concentraciones de contaminantes que afectan en baja medida su consumo, mientras que para su uso en actividades como irrigación de cultivos son muy pocas las contraindicaciones. Además, se requieren altas concentraciones de contaminantes o estar cerca de una fuente altamente contaminante para que se requiera una evaluación más estricta de la aplicabilidad del sistema en la dotación de agua para consumo. En estos casos se tienen síntomas que permiten hacer la evaluación de la aplicabilidad de la tecnología de atrapanieblas, como cuando se siente irritación en los ojos (por la acción de azufres), zonas que están mostrando aumentos en la temperatura con respecto a sus valores históricos (alta concentración de CO2), evidencias de alergias en la piel de los habitantes (en este caso hay que evaluar que suceda en una población amplia porque otros factores pueden ser los causantes). Cuando se han hecho los análisis respectivos acerca del lugar de instalación, la altura y el tamaño de las trampas de niebla, se puede iniciar la construcción, que no tiene requerimientos muy estrictos. No es necesario el uso de maquinaria pesada y el periodo de instalación es relativamente corto, si se compara con otras obras en las que es necesario el uso de herramientas grandes y con características de precisión que no siempre son asequibles para proyectos de bajos presupuestos, el personal requerido para la instalación de los materiales no debe tener preparación específica en las actividades a desarrollar, por lo que es fácil involucrar la comunidad de la zona y recibir sus aportes y conocimientos durante la instalación y para las actividades de mantenimiento. La instalación y el funcionamiento no tienen requerimientos en energía, para la instalación solo se requiere que los componentes de la estructura y la malla hayan sido transportados hasta el lugar de instalación. Por lo demás, la fuerza de trabajo de las personas que están involucradas en el proyecto es la única fuente de energía. De otro lado para el funcionamiento se requiere que las gotas de agua captadas en cada colector se adhieran a otras gotas para que tengan el tamaño suficiente con que la fuerza de gravedad pueda hacerlas descender y así direccionarlas por los tubos hasta los tanques de almacenamiento, por lo en esa actividad no es necesario el uso de combustible, electricidad o cualquier otra fuente que requiera costos adicionales. 53 Como se ha mencionado los costos son notablemente más bajos que los que se requieren para cualquier proyecto de distribución de agua, además teniendo en cuenta que la mayoría de comunidades beneficiadas viven en zonas aisladas, con deficiente acceso de vías, en condiciones económicas marginales y con bajos niveles de preparación. Si a esto se le adiciona el hecho de ser un sistema que aún se está desarrollando y que tiene una amplia posibilidad de incluir elementos del medio, es decir innovación con obras biomecánicas, aún se puede lograr que los costos y las posibilidades de las comunidades mejoren. 4.6 REQUERIMIENTOS INSTITUCIONALES Y ORGANIZACIONALES PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA Generalmente se recomienda que la población local se involucre en la construcción del proyecto. La participación de la comunidad ayuda a disminuir los costos de la mano de obra y también ayudan a asegurar el sentido de pertenencia por la comunidad y el compromiso de mantenimiento. Por los costos del proyecto, las organizaciones comunitarias se pueden poner al frente generando responsabilidades individuales para la reparación y el mantenimiento de tareas, ayudando a asegurar un periodo largo de sustentabilidad de la tecnología. Es recomendable que las autoridades inicien la instalación de equipos de medición de las variables climáticas, con lo que se puede tener mayor certeza de los sectores potenciales de instalación de los equipos. Teniendo en cuenta que las autoridades deben garantizar la satisfacción de las necesidades básicas, para este tipo de proyectos las autoridades deben facilitar la evaluación del recurso hídrico de la niebla. 54 5 5.1 CONDICIONES PARA LA CAPTURA DE LLUVIA HORIZONTAL EN EL ALTIPLANO CUNDIBOYACENSE UBICACIÓN Y LOCALIZACIÓN Tras la recopilación de la información obtenida sobre los requerimientos ambientales para el desarrollo de proyectos de captura de agua de lluvia horizontal, contrastándolos con la oferta ambiental del altiplano Cundiboyacense, se procede a presentar los criterios que definen la viabilidad de las áreas para la instalación de los equipos. Topografía: el área estudiada presenta grandes extensiones de planicies sobre los que el viento está generando impactos como erosión. Frecuentemente en las mañanas se puede ver la niebla cubriendo las áreas de parque en las ciudades y en zonas de sabana abiertas como potreros, por lo que se puede verificar que las condiciones topográficas son adecuadas para el desarrollo de este tipo de proyectos. Altitud: toda la sabana Cundiboyacense se encuentra a una altura que le permite tener un contacto favorable con la zona de acumulación de humedad atmosférica, como las nubes, la niebla y el rocío que puede estar a menor altura. A pesar de la presencia de cadenas montañosas que pueden afectar la circulación del viento, en las partes altas se reduce la posibilidad de encontrar obstáculos que impidan el choque del viento en la superficie de la malla instalada. Ausencia de obstáculos: se deben contar con áreas que faciliten la movilidad de las corrientes de viento hasta que hagan contacto con el área de la malla. En Bogotá se pueden hacer evaluaciones en las áreas de los cerros orientales, en algunos de los barrios que tienen menor presencia de viviendas, en donde se puedan hacer huertos experimentales, en las zonas rurales se tienen áreas abiertas con alto potencial para la instalación de estos equipos. Baja contaminación: las áreas cercanas a las ciudades, principalmente en las zonas posteriores al paso del viento por las áreas urbanas como Bogotá, Tunja o Sogamoso no es recomendable instalar equipos con fines de abastecimiento para 55 consumo humano, se debe evaluar la posibilidad de usarlo para cultivos agrícolas y el agua captada cuenta con las condiciones suficientes para el riego de plantaciones forestales, como el caso de los proyectos de reforestación de los cerros. El resto del área del altiplano, no presenta restricciones por la contaminación atmosférica que restrinjan el consumo de agua, Distancia entre colectores: cuando se requiere la instalación de varios colectores se debe contar con distancias mínimas de metros en zonas planas, en zonas de pendiente, se puede aprovechar esta condición para instalarlos más cerca, sin que interfieran con la dirección del viento. 5.2 CONDICIONES SOCIALES La actual expansión demográfica en el área del altiplano ha aumentado los problemas en la planeación de las obras necesarias para satisfacer las necesidades básicas de la población, por esto se están enfrentando condiciones de desabastecimiento o de perdida de la productividad de los predios. A pesar que en la región hay una tendencia a pensar que las grandes infraestructuras y en general los proyectos costosos son los que garantizarían mejor la satisfacción de sus expectativas, las comunidades que han sido beneficiadas con estos sistemas han ido aumentando paulatinamente la confianza en los proyectos, además cada vez son más frecuentes las noticias que socializan sus buenos resultados. 5.3 CONDICIONES INSTITUCIONALES Los proyectos de captura de agua de la lluvia horizontal en el país han partido de una iniciativa institucional, universidades con trabajos de grado están generando mayores avances en el conocimiento de la humedad en la atmósfera, la corporación del valle del cauca (CVC) ha contribuido con el desarrollo de proyectos en su jurisdicción. La socialización de los resultados obtenidos y los bajos costos son atractivos para que se aumente la inversión en el tema. De otro lado, en países como Chile se ha iniciado el reporte de la participación de la empresa privada en estos proyectos, por lo que hay gran expectativa de un desarrollo industrial de los equipos requeridos. 56 6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 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 avances en el diseño del sistema atrapanieblas han permitido obtener mejores resultados, favoreciendo el desarrollo de proyectos que requieren el abastecimiento de agua. Se debe avanzar en el tema para que a futuro la forma, el tipo de instalación y los materiales utilizados se involucren con mayor certeza en el desarrollo de los proyectos. 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. 57 BIBLIOGRAFÍA Agencia de noticias un. (14 de Febrero de 2014). Diseñan colector de neblina que aprovecha la dirección del viento. Recuperado el 06 de Junio de 2014, de Agencia de noticias un: http://www.agenciadenoticias.unal.edu.co/ndetalle/article/disenan-colector-de-neblinaque-aprovecha-la-direccion-del-viento.html Asociación ZABALKETA de Cooperación y Desarrollo. (2014). Experiencias de captación de agua de niebla para reforestación. Lima: Imprenta Garcinuño S. L. Astromía. (s.f.). AstroMía. Recuperado el 10 de 02 de 2014, de AstroMía: http://www.astromia.com/tierraluna/elemclima.htm Banco de occidente. (2004). Altiplanos de colombia. Recuperado el 10 de Agosto de 2014, de Libros de la Colección Ecológica del Banco de Occidente: http://www.imeditores.com/banocc/altiplanos/indice.htm Calle, D. (28 de Abril de 2011). Páramos pasaísos de niebla y agua. Recuperado el 04 de 05 de 2014, de Matices historias detras de la investigación: http://historico.agenciadenoticias.unal.edu.co/matices/ediciones/28/6.html Calvachi Zambrano, B. (2002). La Biodicersidad Bogotana. Revista la Tadeo, 89-98. CAR. (2005). Diagnóstico prospectiva y formulación de la cuenca hidrográfica de los ríos Ubatpe y Suarez. Bogotá D.C.: CAR. Cereceda, P. (2000). Los Atrapanieblas, Tecnología Alternativa para el Desarrollo Rural. Revista Medio Ambiente y Desarrollo, 51-56. 58 Cereceda, P. (15 de 09 de 2014). Atrapanieblas, gran potencial para abastecer agua. Recuperado el 1 de Mayo de 2014, de Red de Desarrollo Sostenible Colombia: http://www.rds.org.co/oficina.htm?x=1072128 Chile, Universidad de. (20 de Septiembre de 2012). ICARITO. Recuperado el 02 de 04 de 2014, de ICARITO: http://www.icarito.cl/enciclopedia/articulo/primer-ciclo-basico/historia- geografia-y-ciencias-sociales/lugares-y-entorno-geografico/2009/12/46-5657-9-2-climay-tiempo-atmosferico.shtml Comunicaciones y prensa alcaldía de Yumbo. (2014). Alcaldía de Yumbo. Recuperado el 10 de 04 de 2014, de Alcaldía de Yumbo: http://www.yumbo.gov.co/portalcamy/index.php/en/2014-04-03-15-25-05/20426-laumata-instala-atrapa-nieblas-para-solucion-de-sequia-en-el-corregimiento-de-montanitas Contreras, C. (15 de 10 de 2013). Chile: Atrapanieblas rescatan el agua de las nubes en el desierto. Recuperado el 18 de 02 de 2014, de Diálogo Revista Militar Digital: http://dialogoamericas.com/es/articles/saii/features/society/2013/10/15/feature-01 Cruz Quispe, N. Y. (22 de Junio de 2012). MALLAS RASCHEL. Chile. elDia. (15 de Enero de 2013). Proyecto busca paliar la sequía con atrapanieblas. Recuperado el 07 de 07 de 2014, de elDia: 2014 Empresa de Servicios Públicos de Cajicá S.A. E.S.P. (21 de Enero de 2013). Contaminación Ambiental del Río Bogotá. Recuperado el 27 de 12 de 2013, de Empresa de Servicios Públicos E.P.C.: http://www.epc-cajica-cundinamarca.gov.co/es/novedades/articulos-deinteres/15709-articulos-interes 59 Flores y Jardín. (s.f.). MALLA SOMBRA ALUMINET 70%. Recuperado el 04 de 11 de 2014, de Flores y Jardín Asesoría y Distribución: http://www.floresagroyjardin.com/home/producto/malla-sombra-aluminet-70/ Hernandez Schmidt, m. (06 de Septiembre de 2012). Bosques secos en el Altiplano. Recuperado el 07 de Julio de 2014, de Biodiversidad y conservación: http://biodiversidadyconservacion.blogspot.com/2012/09/bosques-secos-en-elaltiplano.html Hidro Air. (2009). Hidro Air. Recuperado el 23 de 03 de 2014, de Hidro Air: http://hidroair.com/e107_files/downloads/Humedad.pdf Ideam. (2007). Estudio de la caracterización climática de Bogotá y cuenca alta del río Tunjuelito. Bogotá: Ideam. Ideam. (2010). Resumen Ejecutivo de la Memoria Técnica de la Cuantificación de la Deforestación histórica para Colombia. En D. Vargas, Proyecto (pág. 17). Bogotá: Ideam. Ideam. (2011). Monitoreo de los Ciclos de Agua y Carbono en Ecosistemas de Alta Montaña. Bogotá: Ideam. Jaén, M. V. (08 de 08 de 2012). Entrevista del mes: María Victoria Marzol Jaén. (R. a. meteorología, Entrevistador) Recuperado el 02 de 07 de 2014, de RAM (Revista del Aficionado a la Meteorología): http://www.tiempo.com/ram/16792/entrevista-del-mesmaria-victoria-marzol-jaen/ Manrique abril, F. G., Manrique Abril, D. A., Manrique Abril, R. A., & Tejedor Bonilla, M. F. (2007). Contaminación de la cuenca alta del rio chicamocha y algunas aproximaciones sobre la salud humana. Salud historia y sanidad, 3-13. 60 Meteorología para todos. (s.f.). Meteorología para todos. Recuperado el 08 de 04 de 2014, de Meteorología para todos: http://www.rinconsolidario.org/meteorologia/webs/nubfor.htm Molano Barrero, J. (20 de Febrero de 2004). Listado actual de los ecosistemas y paisajes del valle de Villa de Leiva Capítulo VI. Recuperado el 30 de Abril de 2014, de Biblioteca Virtual, Biblioteca luis angel Arango: http://www.banrepcultural.org/blaavirtual/geografia/vleiva/indice.htm Molina, J., & Escobar, C. (2005). Niebla como fuente de agua. Avances en Recursos Hidráulicos, 33-41. Museo de historia Natural UN Facultad de ciencias. (2012). Fósiles de Villa de Leyva. Recuperado el 2014 de 07 de 19, de Museo Paleontológico Villa de Leyva UN: http://www.ciencias.unal.edu.co/unciencias/web/dependencia/?itpad=718&niv=1&itact= 833&ti=false&itroot=718&dep=24 Nuñez, A. (20 de Mayo de 2013). Atrapa niebla pueden absorber hasta 700 litros de agua en Chañaral. Recuperado el 04 de Mayo de 2014, de soycopiapó.cl: http://www.soychile.cl/Copiapo/Sociedad/2013/05/20/175209/Atrapa-niebla-puedenabsorber-hasta-700-litros-de-agua-en-Chanaral.aspx Olmo, R., & Nave, R. (s.f.). HyperPhysics. Recuperado el 25 de Marzo de 2014, de HyperPhysics: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/kinetic/relhum.html pacífico, T. (Dirección). (2009). First Operational Fog Collection Project in Colombia [Película]. PNUD. (2012). Boyacá, Informe sobre el estado de avance de los Objetivos de Desarrollo del Milenio. Bogotá: PNUD. 61 Programa de Meteorología Aeronáutica. (s.f.). Meteorologia Aeronautica. Recuperado el 07 de 04 de 2014, de Ideam: http://bart.ideam.gov.co/infgen/claniebla.htm Quintans, C. (2013). Atrapanieblas. Tectónica-online, Online. Rodríguez Lagos, D. A. (2014). Sogamoso convive con una contaminación ambiental que pese a los esfuerzos no ha logrado ser superada. Recuperado el 20 de Mayo de 2014, de Agenda ciudadana Universidad de Boyacá: http://www.uniboyaca.edu.co/agendaciudadana/index.php?option=com_k2&view=item& id=482:sogamoso-convive-con-una-contaminaci%C3%B3n-ambiental-que-pese-a-losesfuerzos-no-ha-logrado-ser-superada Rojas, E., Acre, B., Peña, A., Boshell, F., & Arazá, M. (2010). Cuantificación e interpolación de tendencias locales de temperatura y precipitación en zonas alto andinas de Cundinamarca y Boyacá. Corpoica - Ciencia y Tecnología Agropecuaria, 182. Román, R. (1999). Obtención de agua potable por métodos no tradicionales. Ciencia al Día Internacional, 13. Santamarta Cerezal, J., & Seijas Bayón, J. (2010). Fundamentos y tecnologías para la captación y uso del agua procedente de la lluvia horizontal en los montes canarios. Montes, Revista de ámbito forestal, 15-21. Somos Cundinamarca. (03 de 12 de 2014). Cundinamarca. Recuperado el 03 de 12 de 2014, de Somos Cundinamarca: http://somoscundinamarca.weebly.com/cundinamarca.html Somos Cundinamarca. (s.f.). Sabana de Bogotá. Recuperado el 23 de 10 de 2014, de Somos Cundinamarca: http://somoscundinamarca.weebly.com/la-sabana-de-bogotaacute.html 62 Tobón, C. (2009). Los Bosques Andianos y el Agua. Quito: ECOBONA. Toledo, T. (2009). El bosque de niebla. Biodiversitas, 1-6. Unicef Colombia. (2010). El agua potable y el saneamiento básico en los planes de desarrollo. En U. Colombia, La infancia, el agua y el saneamiento básico en los planes de desarrollo departamentales y municipales (págs. 31-55). Bogotá: Unicef. Universidad Nacional de Colombia. (12 de Noviembre de 2009). Atrapanieblas para enfrentar la recolección del agua. Recuperado el 27 de Noviembre de 2014, de Agencia de noticias un: http://www.agenciadenoticias.unal.edu.co/detalle/article/atrapanieblas-para-enfrentar-larecoleccion-del-agua.html 63
