Pedro Serrano – La opciones y soluciones para el agua en el Chile del siglo XXI

Ésta es la continuación de mi columna anterior, La predicción del contenido de humedad del suelo. Aquí menciono soluciones e incito a la investigación y transferencia universitaria. Para este efecto destaco las tecnologías de reducción, reciclaje, limpieza; acumulación y desalinización.

Presentación

El agua es una molécula casi mágica, desde que existe sobre el planeta, probablemente por el impacto de meteoritos y cometas compuestos de agua interespacial migrante, ha sido el sustrato y asiento de la evolución de toda nuestra vida basada en el carbono, desde los vegetales, los virus hasta la ballenas. En los últimos millones de años aparentemente la cantidad de agua no ha cambiado mucho en el planeta, a veces congelada, a veces líquida, a veces evaporada, bajo tierra, a veces corriendo montaña abajo, dulce salada, contaminada o como sea, la molécula es muy-muy estable, casi no reacciona con nada.

Es probable que alguna molécula inalterada de agua en nuestra sangre hoy día haya sido parte de una molécula de sangre de un antiguo brontosaurio.

El agua total terrícola está allí, en alguna parte del planeta. ¿Cual es entonces el problema particular?.

Para la especie humana el problema es la disponibilidad de agua limpia para beber, fabricar comida ya sea animal o vegetal.

Este problema se acentúa por varias causas:

La primera es que en un siglo de evolución casi nula de la especie, hemos pasado de ser sólo mil millones de humanos a ser ocho mil millones de sedientos seres humanos.
La segunda es que ya no sólo producimos comida animal o vegetal usando muy mal el agua, si no que procesamos metales y no metales, fabricamos cosas, usando y ensuciando muchísima agua.

La tercera es que todos esos procesos de producción industrial, agrícolas o mineros, le agregan al agua limpia agroquímicos, partículas, metales, relaves, ácidos y bases que la inutilizan para otros usos.

La cuarta corresponde a la tecnología que emplea la mayor parte del planeta para la disposición de deyecciones orgánicas ciudadanas, utiliza agua dulce y la mezcla con fecas. Nuestro cuerpo está constituido con más de un 80% agua y este uso “sanitario” tan poco sano, constituye además un auto-insulto notable.

Entendiendo que buena parte de estas causas no son reversibles en plazos siquiera medianos, tenemos el desafío conseguir mucha agua limpia, aparte de intentar no ensuciar tanta, reducir el uso o hacer eficiencia en los consumos.

Agua en Chile disponemos de mucha, buena parte congelada, buena parte en rápido tránsito de cordillera a mar, otro poco en embalses, lagunas y lagos y muchísima, más que lo necesario, en estado salado en 300 millas del océano más grande del planeta.

Los campos de opciones por los cuales jugar nuestros recursos de ciencia y tecnología universitarias son tres:

1) Reducir, reciclar, reutilizar, limpiar, buscando la máxima eficiencia en los usos del agua agrícola-ganaderos, mineros metalúrgicos y domésticos. Hacer más y mejor con menos. Aquí hay mucho que hacer.

2) Acumular, dado que el rápido tránsito del agua de lluvia y deshielos por nuestro territorio en pendiente, permite muy poca retención (ver mapa RZSM en artículo anterior). Eso si, embalsar sin interceptar brutalmente los cursos naturales. Muchísima agua dulce igual va a dar al océano. Este es un gran desafío país, dado que el agua naturalmente transita por nuestro territorio, sin infiltrase ni retenerse, gran cantidad de agua, tal vez superando por mucho la demanda real. Esto es desarrollo territorial por el agua.

3) Desalinizar, obtener agua dulce del mar, una fuente para nosotros en nuestra escala, casi infinita de agua.

Para el punto tres, quitar la sal del agua de mar, hay una buena cantidad de tecnologías interesantes a desarrollar. Sobre todo asumiendo que Chile dispone de una gran oferta de energías renovables para accionar estas tecnologías, Sol, Viento, Mareas, Olas, Corrientes y Geotermia, gratuitos en su fuente, para obtener el agua que nos hace y nos hará falta.

Las tecnologías de purificación

La más antigua tecnología es la destilación (Grecia, alquimistas del siglo I), lograr ebullir el agua, para después tomar el vapor y condensarlo a menores temperaturas. Atención, que el agua a menor presión ebulle a menor temperatura. Como residuo pueden quedar sales, bacterias, sólidos etc…

Un sistema, probado en Chile en 1860, es la destilación solar, (Charles Wilson 1872) Evaporar agua salada en una cámara cerrada, aumentando la humedad relativa interior y condensando esta humedad en una superficie fría. Esto es una reducción tecnológica y más manejable del fenómeno que produce las lluvias y la nieve en la naturaleza. La UTFSM tiene un largo y antiguo trabajo con la destilación solar. A este principio se pudiese agregar controles sobre temperatura y presión, mejorando la eficiencia. En condiciones de sol y presión normales hemos logrado 6 litros de agua destilada por cada metro cuadrado de instalación. Lo que implica un relación de escala-costo que habría que optimizar.

También hay ingenios que toman el aire común (que siempre tiene humedad relativa interesante, HR) y lo comprimen, incluso lo enfrían, con lo cual condensa el agua gaseosa disuelta al aumentar la HR relativa.

Otra forma interesante para Chile y natural además, de desalar agua, es congelar. Al congelar el agua de mar, como sucede con un iceberg, esta se desala, El agua salada se congela a -1,8ºC y pierde la sal. Hay varias formas de lograr esto, una es usando las tecnologías de refrigeración modernas alimentadas por ERNC del lugar. La otra es llevando el agua a alturas y usar el clima de congelación, en nuestra cordillera es posible en tramos más bien cortos, menores a 200 km (arrastrar icebergs desde la antártica es aun muy costoso y ambientalmente nocivo).

Últimamente ha irrumpido con fuerza la osmosis reversa, un procedimiento en el cual se hace presión, fuerza al agua salada, hacia una membrana compuesta de poros muy finos, membrana osmótica de multi-telas sintéticas, de modo que pasa la molécula de agua casi pura, quedando atrás, agua con las moléculas de sal. Este procedimiento en grandes plantas impulsadas por diversas energías, ojalá ERNC, permite hoy en día obtener el agua potable de la ciudad de Antofagasta y hay proyectos en este decenio para muchas plantas más en Chile. Se venden sistemas domésticos a precios interesantes. Las membranas osmóticas artificiales son, entre otros, uno de los costos externos mas importantes. Las grandes mineras del norte de Chile se están embarcando en esta tecnología, transportando el agua desalada hasta 150 km hacia la cordillera. Lo interesante es que usando energía solar o energía eólica, se puede desalar agua según disponibilidad, por lo tanto están apareciendo las plantas asociadas a parques fotovoltaicos, parques eólicos o mixtos.

Usar la energía del mar (olas, mareas, corrientes, diferencias de temperatura) para desalar, sería un circulo virtuoso muy integral. Ya hay plantas piloto que usan las diferencias de mareas para provocar osmosis reversa y sacar agua pura desde el océano.

Existen por lo tanto muchas opciones para investigar, transferir e implementar. Está claro que Chile va a necesitar mucha agua limpia en el futuro cercano y que es posible desarrollar los sistemas para almacenar el agua que se nos escapa y también para extraerla desalada desde el océano.

Como políticas públicas el Estado, mas allá que los circunstanciales gobiernos, debiese invertir millones de dólares en estas búsquedas, para asegurar el desarrollo del país durante este siglo, siglo de calentamiento global, escasez de agua dulce disponible y crecimiento rápido de la población.

Si la investigación científico tecnológica atina en las diferentes formas de manejar eficientemente el recurso agua, nuestro país, cono laboratorio único y extensamente diverso, puede transferir a la humanidad resultados alentadores.

Pedro Serrano R.

Director Unidad de Arquitectura Extrema, UTFSM. Presidente de Fundación TERRAM para el desarrollo sustentable. Socio del Foro de Altos Estudios Sociales Valparaíso.