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Junio 2020 |Agua

Evitar la evaporación resulta fundamental

Tecnologías que permiten mitigar las mermas de agua

La construcción de un reservorio puede llevar a aumentar la productividad, porque con él se está administrando mejor el recurso hídrico. Aunque es una obra que no generará más agua, sí permitirá un mejor aprovechamiento de ella, ya que se está almacenando un recurso que se usará en otro momento. Para evitar pérdidas es que han surgido una serie de tecnologías, algunas de las cuales ya se usan en el país.

Pelear contra la evaporación del agua parece una tarea titánica, pero no imposible. Hay quienes han tomado cartas en el asunto y a base de tecnología están librando una batalla que está dejando un saldo positivo en varios países, también en Perú, donde en diferentes zonas se han vivido episodios de sequía, que han dificultado la producción hortofrutícola.

Es un tema que tiene preocupados a expertos de medio mundo, porque no solo se trata de un tema de sequía, sino porque hay una acelerada merma del recurso hídrico debido a un aumento de las temperaturas, tanto medias como máximas, como consecuencia del calentamiento global. Por ejemplo, en España han calculado que solo la evolución de las temperaturas ha ocasionado una merma del agua del 20% en los últimos 25 años.

Pero la temperatura no es el único factor que es capaz de provocar la evaporación del agua. La radiación solar también es determinante, como igualmente lo es el viento, que remueve el aire saturado próximo a la superficie de evaporación. Asimismo, si el volumen de agua es pequeño y poco profundo, la evaporación se produce con más rapidez.

Entonces, ¿qué o quién podrá ayudarnos en el futuro? Ante un panorama así, han surgido una serie de tecnologías que, en mayor o menor medida, ayudan a evitar a las pérdidas de agua. Veamos algunas de ellas que se usan en el país, y otras que son empleadas en otras zonas productoras del planeta.

UN MANTO DE ESFERAS FLOTANTES

¿Qué es?: Reino Unido fue el punto de partida de una tecnología que nació para cubrir tranques de relaves mineros, a fin de evitar la mortandad de aves que pudiesen posarse sobre estas piscinas y también en las lagunas de emergencia de los aeropuertos. A miles de kilómetros de distancia, en California, se registraba su primer uso en la industria agrícola. Era 2015 cuando la Agencia de Protección Ambiental cubría un embalse con 96 millones de esferas para proteger el agua contra el polvo, la radiación solar y la presencia de algas y microorganismos. Tras ello, pudieron apreciar que su uso evitaba además la evaporación del agua.

Esferas flotantes

Fabricadas en HDPE virgen o reciclado y de un tamaño entre 4 y 5 pulgadas, no hay muchas plantas en el mundo que se dediquen a su producción, debido a la dificultad en el proceso de fabricación. La empresa chilena Exma ha desarrollado un modelo único bautizado como Barrier Balls, cada una de 5 pulgadas y 520 gramos de peso, que contienen 460 cc de agua en su interior. Gracias a ello, las esferas se hunden hasta la mitad y se usa el diámetro de ellas para maximizar la cobertura, resistiendo vientos de hasta 180 km/h.

¿Cuáles son sus beneficios?: Instalando solo una capa de estas esferas se protege el agua de los agentes que ejecutan la evaporación, con una eficacia promedio de un 80%. Asimismo, “cuando el tranque está cubierto, reduce la penetración del sol en un 91%, reduciéndose la fotosíntesis y, por ende, la presencia de algas”, sostiene Cristóbal Rodillo, gerente de Exma, subrayando que el color negro de estas bolas también ayuda a ello. Además, no requieren mantención. “Tenemos clientes que han decidido su instalación para evitar la presencia de algas. Antes de cubrir sus embalses con las esferas, debían limpiar casi a diario los filtros. Pero, tras usar las Barrier Balls solo lo limpian una vez al mes”, precisa, sobre unas esferas que, cuando se lanzan al agua, se van acomodando en la medida que el recurso baja o sube. El producto tiene una garantía de 10 años y una vida útil de 20 años.

¿Dónde se ha instalado?: Hasta ahora, en Chile se han instalado en siete tranques de uso agrícola, en Bartolillo (4), Los Vilos (2) y La Ligua (1); cuyas dimensiones van desde los 100 a 2.400 m2, aunque el principal cliente sigue siendo la minería. “Estamos haciendo prospecciones y esperamos que sea una tecnología en crecimiento”, apunta sobre un sistema que para cubrir un metro cuadrado se necesitan 71 esferas.

Los planes de la firma están en consolidar Chile y abrir el mercado en Perú y EE UU. “En Perú tenemos presencia en el sector minero (recientemente, finalizaron un proyecto de 120.000 m2) y realizaremos prontamente un ensayo en Arequipa en conjunto con la autoridad que regula los tranques de uso agrícola en esa región. En EE UU, vemos grandes posibilidades, porque ya conocen sus bondades”, explica Rodillo sobre un producto que en ese país tiene ventajas competitivas, “sobre todo productivas frente a nuestra competencia, ya que sus bolas tienen un costo 100% más alto que las nuestras”, continúa.

¿Qué superficie se puede cubrir?: Según el ejecutivo, esta tecnología tiene una escalabilidad sin límites, ya que se pueden cubrir embalses de 100 m2 hasta 1 millón de m2. “Las opciones son infinitas”, remarca. En Chile han mantenido contactos con organismos dependientes del Ministerio de Agricultura y, recientemente concluyeron un estudio que permite simular y estimar el ahorro de agua. “Podemos ver cuánta evaporación hay en una determinada zona y cuánto es el ahorro que podría haber tras instalar estas esferas”, precisa sobre una herramienta que fue validada por la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile. “Estamos a punto de presentar los resultados de ese estudio a la CNR”, cuenta. Otro trabajo lo realizarán con cuatro productores de Pica que quieren evitar la presencia de algas. El INIA Intihuasi será el organismo que emita el informe final de este proyecto, que se espera para el primer trimestre del 2020. El ejecutivo sostiene que, para su masificación, sería esencial que los productores puedan postular esta tecnología a la Ley de Riego.

EL TRIPLE PROPÓSITO DE LOS PANELES SOLARES FLOTANTES

¿Qué es?: Tras diez años en el mercado, el sistema flotante para paneles solares de Isifloating ha sufrido más de una transformación, hasta llegar a la versión 4.0 que hoy se está comercializando en más de una veintena de países. Y esas transformaciones se han enfocado en evitar la evaporación del agua, aumentar la generación de energía y extender la durabilidad y calidad del sistema.

Diseñado y fabricado en España. Se trata de una planta solar estándar, a la cual se le ha cambiado la estructura, que en tierra es de acero. Pero este, al estar sobre una lámina de agua, se usan flotadores de HDPE, de rápida instalación. Por ejemplo, una planta de 1 MW puede instalarla un equipo de cuatro personas en menos de un mes”, precisa Agustín Cáceres, del Grupo Akila, firma encargada de la distribución de este sistema en Chile y otros países.

“En Chile nos hemos dado cuenta que para su instalación, el embalse debe tener agua”, añade sobre un sistema que funciona como si fuese un barco y que está hecho para aguantar olas de más de un metro y fuertes rachas de viento. “Su mínima resistencia al viento se debe al diseño aerodinámico de 5º de inclinación de los paneles solares, que cubren la mayor parte de la superficie de los flotadores”, continúa. Ese diseño impide en un mayor porcentaje el paso de los rayos de sol, disminuyendo así la capacidad de evaporación.

Otra de las características es que Isifloating utiliza dos flotadores para cada panel solar, mientras otros sistemas usan solo uno. “Eso, permite, por ejemplo, una mayor flotabilidad de 240 kg por panel solar lo que facilita todas las labores de mantenimiento en la planta”, precisa.

¿Cuáles son sus beneficios?: Sistemas de similares características  reducen la evaporación del agua entre un 60 y 65%, mientras que Isifloating lo hace entre un 80 y 85% de la superficie que se está cubriendo. “Eso se debe al mayor porcentaje de cobertura instalada con la estructura flotante, por ejemplo, en un embalse”, sostiene Cáceres, subrayando además que mejora la calidad del agua, eliminando algas y microorganismos; reduciendo los costos de mantenimiento.

Otro de los beneficios del sistema es que se está produciendo energía renovable, más cerca de donde se consume. A ello se suma que la eficiencia energética aumenta entre un 10 y 15%, dependiendo de la localización, debido al efecto de refrigeración del sistema. “Los paneles solares tienen una pérdida de eficiencia energética con la temperatura de funcionamiento. En general, dicho rendimiento baja un 0,4% de capacidad de producción de energía por cada grado de temperatura con el que trabajan a partir de 25ºC. En este caso, el agua sirve de refrigerante para bajar la temperatura con la que trabajan los módulos. Crece su producción al disminuir las pérdidas por temperatura, y eso se produce porque el agua siempre está entre 20 y 25ºC y funciona como refrigerante”, explica sobre un sistema con el cual se conserva el suelo para el desarrollo de la actividad agrícola.

Paneles solares flotantes

¿Dónde está instalado?: Tras una década en el mercado, Isifloating se ha instalado en varios países. En Chile, los primeros dos proyectos los instalaron en los campos de una empresa vitivinícola, en San Felipe y Leyda. “Como no tenían espacio para la instalación de un sistema de paneles fotovoltaicos convencional, decidieron hacerlo con Isifloating”, cuenta el experto. Y es que la solución era esa, o arrancar un sector de viñedos. Una vez consolidados los primeros proyectos en Chile, el reto es internacionalizarse, y al primer país que se espera llegar con la tecnología es Perú.

¿Qué superficie se puede cubrir?: Adaptado a las necesidades de los clientes, se pueden instalar plantas desde 50 kW hasta cientos de MW. De hecho, la planta más grande que existe es una de 150 MW instalada recientemente en China. El ejecutivo explica que se han reunido con la CNR, en una reunión que agrupó a organismos similares de otros países de la APEC. “Dentro de la Ley de Riego, una tecnología como esta se podría incluir dentro de un concurso de mejora de la eficiencia hídrica en los campos. Eso quiere decir qué si un agricultor tiene un campo sin riego tecnificado, y pide la subvención para el riego tecnificado, puede incluir en ella esta tecnología”, finaliza.

GEOMEMBRANAS, IMPERMEABILIZACIÓN A LA MEDIDA

¿Qué es?: Básicamente, los materiales que se usan para su fabricación son termoplásticos, ya sean polietilenos de alta y baja densidad, geomembranas de PVC y polipropileno, que ayudan a impermeabilizar el suelo. Con características distintas entre materiales, sus costos son distintos unos de otros.

¿Cuáles son sus beneficios?: Es una tecnología que ofrece una mayor resistencia y adaptación a las irregularidades del terreno. Con espesores que van desde los 0,5 a los 2,5 mm. No se degradan con los ácidos ni con los rayos UV. Si bien la garantía de los fabricantes suele ser 15 años, su vida útil es sobre los 25 años. Su principal beneficio es que ayudan a combatir las filtraciones en tranques y también en canales de regadío. Asimismo, evitan la acumulación y estancamiento de sedimentos.

¿Dónde se ha instalado?: Los agricultores son conscientes de que se deben evitar las pérdidas. Por ello es que hoy, prácticamente no hay construcción de tranque que no incorpore una geomembrana.

¿Qué superficie se puede cubrir?: Es un sistema que se ajusta a las necesidades de los agricultores. Aquellos tranques que acumulan volúmenes cercanos a los de 50.000 m3, normalmente revestidos con geomembranas de alta o baja densidad. Las de alta densidad se venden en rollos de 7 x 310 metros, mientras que el PVC vienen en rollos de 3 x 30 metros.

OTRAS ALTERNATIVAS

Productos químicos: Una de las ventajas de los químicos es su bajo costo. Si bien hay algunos productos que son monocapa, los hay también multicapas, con diferentes características de ahorro. Muchos de ellos son biodegradables y es necesario aplicarlos cada tres a diez días, mientras que su capacidad para evitar la evaporación del agua va entre un 10 y 50%. Uno de ellos es el alcohol estearílico, que se aplica por toda la superficie de agua y que, cuando entra en contacto con esta, forma una película monomolecular que dificulta la evaporación del recurso hídrico. Según trabajos que se han realizado en laboratorio y en condiciones de campo, en los primeros, los resultados han sido más positivos, logrando una reducción de un 50%, mientras que en terreno, solo llega al 15%. Su desventaja principal es que, en terreno, el viento mueve la superficie del agua, desplazando las partículas de este producto y creando agujeros por los que se evapora el agua.

Paneles geométricos: Los hay cuadrados, pentagonales, hexagonales… Se trata de paneles que tienen una función casi idéntica a las esferas. Aquacap es uno de estos sistemas. Fabricado en Australia, hecho de polipropileno, cada panel tiene 1,15 m de diámetro, 20 cm de alto y 3 kg de peso; que han pasado con éxito pruebas con vientos de 130 km/h. Tiene una vida útil de 10 años y logra reducir la evaporación en un 70%, . Evapo-Control es un sistema ideado en España, que ha logrado reducir en un 80% la evaporación. Sea cual sea la forma de los moldes, estos se adaptan a la geometría de cualquier tranque y talud. Hay modelos que ofrecen una fuerte resistencia a los vientos y no se acumula materia orgánica en su superficie.

Coberturas plásticas: Cubren toda la superficie de agua, evitando así casi por completo la evaporación y también la aparición de algas. Es una técnica muy popular, por ejemplo, en Australia, donde gracias a este sistema se ha llegado a reducir hasta en un 80% la evaporación. Debido a que el área a cubrir es grande, se precisan soportes, lo que encarece el costo de un proyecto de este tipo. Fabricadas en polietileno de varias capas de 540 a 1000 micras de espesor. Mientras más gruesa es la capa, mayor es su vida útil que, en el caso de aquellas de 1000 micras, es de 20 años. Otro sistema de similares características, son módulos flotantes que, si  bien son más costosos, reducen la evaporación en un 80%.