Sistema para abastecer agua a comunidades indígenas

Sistema para abastecer agua a comunidades indígenas
Por Michel Olguín en la Gaceta de la UNAM Núm. 4, 734

En México hay nueve millones de personas sin acceso hídrico y 13 millones que reciben el insumo contaminado, según la Coalición de Organizaciones Mexicanas por el Derecho del Agua. Para resolver este problema, Edgar Rodríguez González, alumno de la Facultad de Ingeniería, ideó un sistema de abastecimiento a quien más lo necesita.

Funciona al condensar líquido del aire y actúa a través de una placa metálica expuesta al Sol, que se calienta junto con el viento circundante, genera una corriente que pasa por un filtro, extrae la humedad y proporciona agua potable.

“Mi propósito es llevar a comunidades rurales o a zonas sin disponibilidad este bien”, expresó el joven, uno de los 10 ganadores del concurso TR35 convocado por el Massachusetts Institute of Technology (MIT), en el que compitió ante unos mil contendientes.

Igualmente, el año pasado fue uno de los triunfadores en innovación Falling Walls Lab en Berlín, Alemania, donde se evaluaron 36 iniciativas, con lo que tuvo la oportunidad de exponer la suya en la capital germana.

El diseño es austero y se compone por una placa metálica como las usadas para techos en los tendederos, algunos perfiles metálicos, un techo plástico (utilizado en los invernaderos), una chimenea pequeña y un filtro coalescente, explicó Rodríguez González.

Es un prototipo de tres por tres metros que, en condiciones ideales (cien por ciento de humedad y buena radiación solar), genera hasta cien litros de agua al día. El mecanismo tiene un costo de seis mil pesos, pero si se lograra una producción mayor su precio bajaría. Además, es sustentable porque no utiliza energía eléctrica.

Tampoco exige mantenimiento y es de alta confianza pues carece de estructuras mecánicas o eléctricas complejas. Cada tres años se debe renovar su tamiz y los plásticos. Podría funcionar en ciudades, aunque para determinarlo es preciso realizar antes algunas pruebas sobre la calidad del aire.

Retos

“Demoré año y medio en su creación y enfrenté diversas complicaciones, pues no hay mucha información sobre el sistema coalescente. Se trata de un área de investigación poco explorada, y en ese punto me tardé para encontrar la información para desarrollarlo.

“Por otro lado, realizar la simulación numérica fue complicado, porque no sabía de eso. Aprendí de forma autodidacta qué programas usar para lograr una aproximación de cómo se comportaría la placa.”

Por tratarse de un proyecto complejo, el universitario solicitó la asesoría de profesores de la Facultad de Ingeniería como Esteban Barrios y Adrián Espinoza, y visitó el Instituto de Investigaciones en Materiales y la Facultad de Química. “El planteamiento es integral y fue demandante. Con el tiempo lo he mejorado; no obstante, falta mucho por trabajar.

Al terminar la carrera quiero fundar mi propia empresa y llevar estos generadores no sólo a México, sino exportarlos a todo el mundo”, concluyó.

Prototipo mexicano recicla agua con eficiencia en empresa automotriz

Prototipo mexicano recicla agua con eficiencia en empresa automotriz
Por Elizabeth Ruiz Jaimes en la Academia Mexicana de Ciencias

Un equipo de investigadores de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) Iztapalapa presentó hoy la “Planta de procesamiento de efluentes provenientes de la limpieza de automóviles”, la cual es “única en el mercado por su tecnología, elimina eficientemente grasas, detergente y microorganismos, y recicla el 90% del agua que se usa en el proceso”, dijo Ignacio González Martínez, investigador del Departamento de Química de dicha institución académica.

“Este es uno de los proyectos más importantes que la Secretaría de Ciencia, Tecnología e Innovación del Distrito Federal ha impulsado y ha sido muy positivo; esperamos resultados más importantes para los ciudadanos de esta ciudad y de otros lugares, pues queremos trasladar esta tecnología al resto de los estados de la República”, sostuvo René Drucker Colín, titular de la dependencia.

La planta, instalada en una agencia de autos al sur de la Ciudad de México, incluidos todos los aditamentos que requirió (adquiridos a precios convencionales) tuvo un costo de 165 mil pesos, de los cuales el 85% lo absorbió la empresa. “Plantas comerciales tratadoras de agua que su función es bajar los contaminantes para desechar el agua al drenaje tiene un costo aproximado de 500 mil pesos”, destacó González Martínez.

La Agencia Toyota FAME-Perisur ya opera la planta, ocupa alrededor de cinco mil litros de agua residual por día para lavar alrededor de 65 autos que entran por varios servicios como hojalatería, pintura o mantenimiento. En periodos vacacionales o fechas como regreso a clase lavan hasta 85 automóviles. “Nuestro promedio mensual es de mil 300 unidades”, informó Marco Salazar Pérez, gerente de postventa de la distribuidora.

De acuerdo con René Drucker, en la Ciudad de México existen más de mil 900 centros de lavado de autos, según cifras del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI) del 2009, y la cantidad de agua que se requiere en este tipo de establecimientos es de un millón de metros cúbicos mensuales. “A pesar que estos centros de lavado deben utilizar agua residual tratada de pipas de proveedores particulares, su calidad no cumple con lo establecido en las normas oficiales”, añadió.

La recuperación de agua a través de esta planta de tratamiento es de 90% en un tiempo máximo de 30 minutos y una producción de lodos biodegradables, los cuales pueden ser transformados en abono. “Para su operación la plata requiere del uso de biopolímeros, los cuales la empresa adquiere en alrededor 5 mil 600 pesos mensuales. La distribuidora de autos ha utilizado desde hace cuatro meses la misma agua en sus distintas labores; este líquido tiene una calidad casi potable”, destacó el líder del proyecto, miembro de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC).

Con la presentación de la “Planta de procesamiento de efluentes provenientes de la limpieza de automóviles”, queda claro cómo debe funcionar la triple hélice: “Con los esfuerzos de la academia, la empresa y el gobierno”, estableció Drucker Colín, expresidente de la AMC.

Sobre esto, añadió que se trabajando de manera coordinada con una fracción parlamentaria de la Asamblea Legislativa del Distrito Federal “para que desde ahí se emita una norma que obligue a las empresas de la ciudad que se dedican al lavado de autos, instalar y operar una planta de tratamiento de esta naturaleza por todos los beneficios que representa”.

Una planta innovadora

De acuerdo con el investigador, en la planta que ya funciona desde hace cuatro meses se sigue haciendo investigación con la finalidad de tener mediciones precisas sobre la calidad del agua. “Es innovadora por su proceso y porque usamos un biopolímero, un derivado del quitosano, compuesto que se extrae de las cascaras de los crustáceos, del camarón particularmente, con modificaciones químicas y con propiedades específicas”, las cuales ha desarrollado la investigadora Judith Cardoso Martínez, del Departamento de Física de la División de Ciencias Básicas e Ingeniería e integrante de la AMC.

El proceso incluye el uso de tanques de almacenamiento, bombas dosificadoras, tanques de tratamiento, filtros y columnas de ozono, partes fundamentales para el desarrollo tecnológico que utiliza el principio de clarifloculación –tratamiento químico-físico de las aguas que consiste principalmente en la eliminación de las sustancias suspendidas– empleando el biopolímero biodegradable y un mezclador estático que aprovecha el desplazamiento del fluido por las bombas, disminuyendo considerablemente el consumo de energía eléctrica.

Para reciclar el agua es necesario cubrir una serie de pasos: coagulación, en el que se adiciona un coagulante derivado de sal inorgánica; floculación, fase en la que actúa el biopolímero; y sedimentación, etapa en la que se separa la materia y se limpia el agua.

“Además, nuestro prototipo tiene una sección donde el agua pasa por un ozonificador para eliminar los residuos de detergente y con la aplicación de ozono se logra un efecto bactericida; es decir, esta tecnología la podrían aplicar también para aguas residuales en hospitales y en la industria cosmética”, expuso el investigador.

Mauricio Merino Rubio, director de Operaciones del Grupo FAME, dijo que la empresa en donde se instaló la planta es la más grande de las que se encuentran en México y ahí laboran 110 personas. “Tenemos en operación cinco distribuidoras, presencia en 10 ciudades de tres estados del país y estamos considerando tener este desarrollo en todas ellas; ahora estamos en el proceso de las evaluaciones para migrar esta planta y así contribuir al cuidado del medio ambiente, una acción que las próximas generaciones nos lo van a agradecer”.

Para lograr consolidar el proyecto, la Secretaria de Ciencia, Tecnología e Innovación del Distrito Federal otorgó 2 millones 900 mil pesos para la instalación de infraestructura en la UAM-Iztapalapa, un laboratorio equipado con los instrumentos necesarios que sirvió para desarrollar prototipos y echar a andar plantas piloto.

Este prototipo se desarrolló con tecnología que en la UAM-Iztapalapa y ya cuenta con dos patentes, pero también se está buscando patentar el proceso ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial, ya que se agregaron dispositivos y técnicas para lograr el reciclado del agua.

Hay un cenote bajo el templo de Kukulkán

Hay un cenote bajo el templo de Kukulkán
Por Laura Romero en la Gaceta de la UNAM Núm. 4, 713

Luego de realizar una tomografía eléctrica tridimensional, un equipo de científicos del Instituto de Geofísica y de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, así como del Instituto Nacional de Antropología e Historia (INAH), hizo un hallazgo espectacular: la pirámide de Kukulkán (El Castillo), en Chichén Itzá, está construida sobre un cenote.

Se trata de un cuerpo de agua que de norte a sur mide unos 25 metros y en su parte más alargada 30 o 35, con una profundidad estimada en poco más de 20 metros, descubierto gracias a una tecnología no convencional desarrollada por los universitarios, que permite dar un nuevo uso a una herramienta comercial de exploración somera.

Con esta técnica no invasiva –que de ningún modo daña el patrimonio histórico– se iluminóel subsuelo de El Castillo. Así, se pudo interpretar que la parte superior del cenote no está colapsada, sino que la pirámide se ubica sobre una capa de roca caliza de unos cuatro o cinco metros de grosor. De ese modo, el trabajo de René Chávez Segura, Gerardo Cifuentes Nava y Esteban Hernández Quintero, del Instituto de Geofísica; de Andrés Tejero Andrade, de la Facultad de Ingeniería, y de Denisse Argote, del INAH, ha comenzado a dar sus primeros resultados.

Inframundo a la vista

Bajo muchos edificios prehispánicos del territorio nacional se han hallado o se piensa que hay oquedades o cavidades que refieren el interés de los antiguos mexicanos por el inframundo. Así ocurre, por ejemplo, en Teotihuacan. Estudios geofísicos efectuados hace dos décadas en los alrededores de la pirámide de Kukulkán señalaron la existencia de una especie de trinchera excavada en el interior de la roca caliza que, al parecer, se dirigía al interior de la propia edificación, y que podría ser un túnel. Ante la evidencia, en octubre pasado los universitarios instrumentaron El Castillo.

Se utilizó una herramienta de última generación denominada SySCAL-Pro, manufacturada por Iris Instruments (Francia), programada en forma no tradicional por el equipo de la UNAM. La parte novedosa no es el aparato, sino la forma en que se dispusieron los electrodos, que no había sido reportada en la literatura científica.

Funciona de manera simple: se envía corriente al subsuelo con un electrodo y otro la recibe, como si se tratara de un circuito eléctrico; dos más, en cualquier punto, miden la diferencia de potencial.

La relación entre esta última y la corriente proporciona la resistividad. Se obtienen mapas en una escala a colores que indican las características del subsuelo. Diversos materiales tienen distintas propiedades eléctricas y, por lo tanto, diferentes resistividades.

Una cavidad vacía o hueco en la tierra posee una muy alta, porque la corriente eléctrica no se transmite en el aire, mientras que, en el otro extremo, un sitio saturado con agua transfiere fácilmente la corriente y su resistividad es muy baja.

Hasta antes de la pirámide de Kukulkán, explicó René Chávez, en proyectos similares se habían empleado varillas terminadas en punta enterradas en el suelo como electrodos. Sin embargo, hay evidencia de varios pisos estucados de la época maya, a 30 o 50 centímetros de profundidad, que impidieron la utilización de electrodos convencionales. “Diseñamos otros, planos, que colocamos alrededor, de manera que no se invade ni perturba el subsuelo”.

Antes de El Castillo se hicieron pruebas en la pirámide de El Osario o Tumba del Sumo Sacerdote, también en Chichén Itzá, con dimensión de nueve metros de altura y 45 metros por lado, donde fue descubierta una cavidad a finales del siglo XIX. Esta estructura presenta en la parte superior una entrada vertical que conecta con la oquedad a 12 metros de profundidad desde la parte más alta de esta obra.

Mediante 72 electrodos que rodearon el edificio maya se obtuvieron tres mil 250 puntos de observación bajo la estructura y, como resultado, la existencia de una zona de alta resistividad; la imagen de la cavidad se ve perfectamente definida. Además, se encontró que está conectada hacia el norte, oeste y este con otro tipo de estructuras.

“Esto no es raro en un suelo cárstico como el de Yucatán. Por lo general, a profundidad, los cenotes están interconectados y forman una red de túneles donde el agua corre libre; eso forma la red hidráulica natural de toda la península“, abundó Chávez.

Luego de verificar el funcionamiento del método, se instrumentó en la pirámide de Kukulkán con 96 electrodos que fueron colocados a su alrededor, expuso Esteban Hernández. Con el apoyo de la Dirección de Arqueología de esa zona, se hizo un pequeño camino en el pastoque rodea el edificio para colocar las placas metálicas.

Durante cinco días ininterrumpidos se tomaron datos con base en los arreglos diseñados por Andrés Tejero y Gerardo Cifuentes: en forma de L, esquina, ecuatorial dipolar –donde se crea una ‘línea central’– y mínimo acoplamiento, sin que se movieran los electrodos. “Todo se programa previamente, pero ese proceso no es sencillo; lleva tiempo diseñar los arreglos más convenientes”.

En automático se encienden sólo ciertos electrodos y los demás permanecen ‘apagados’, de acuerdo con la programación previamente alimentada al aparato. A la hora de sumar todos, nos da el resultado, remarcó Tejero.

Arreglos únicos

Hernández Quintero mencionó que los arreglos desarrollados teóricamente por Tejero y Cifuentes son únicos. “Muchas personas creen que gracias a un método de interpolación podemos ver el subsuelo, pero la gran aportación de este procedimiento es que no interpolamos o imaginamos un punto, sino que lo medimos realmente”.

Presentada en otros países, la técnica ha trascendido fronteras. “Tenemos cierto liderazgo en esta tecnología y colegas en Europa emplean una algo distinta a la nuestra”, mencionó.

De tal modo se obtuvieron ocho mil 650 puntos de observación, “una cobertura que permite tener una buena resolución lateral; de la parte superior tenemos información, pero no a detalle, y eso es algo en lo que hay que seguir trabajando”, indicaron los científicos.

Así hallaron en el subsuelo de la pirámide un cuerpo de baja resistividad que parecía una zona de alta humedad, bien definido, con vertientes; una especie de túneles naturales o ríos que también llevan agua.

Posible hundimiento

René Chávez expuso que hay la posibilidad de que la pirámide se hunda. ¿Cuándo? No se sabe, pero no será en el corto plazo. “Este tipo de estructuras cambian con el tiempo, porque el agua deslava las paredes y la cavidad puede ir en aumento. En algún momento, si el grosor de la roca por debajo de la pirámide se adelgaza, podría haber un problema de estabilidad y El Castillo colapsaría. Sin embargo, esto es algo que no veremos nosotros ni muchas generaciones más”.

Por fortuna, aclaró Tejero, ese depósito de agua no está en el centro de la pirámide, sino a un costado, y eso ayuda, porque el peso que soporta el techo es menor.

En cuanto al significado de construir sobre un cenote, los universitarios refirieron que los arqueólogos hablan de nuevo del tema del inframundo, la creación y el agua, que en la Península de Yucatán es muy importante no sólo para la sobrevivencia, sino también para el pensamiento religioso maya. “Parece que El Castillo está dedicado a ese elemento y se habla de un Kukulkán acuático, es decir, una serpiente que se desplaza en el agua”.

Como todo descubrimiento científico, éste plantea nuevas preguntas. Los arqueólogos ya manejaban la hipótesis de una posible conexión entre los cenotes y El Castillo. También se piensa que hay una entre esa pirámide y El Osario, y entre éste y el cenote Xtoloc, pero hasta ahora no se puede concluir en forma categórica que así sea.

Para dar respuestas, los expertos ya tienen planeada y confirmada, ante el Consejo de Arqueología del INAH, una segunda etapa de trabajo de campo en octubre próximo: se reconstruiráel interior de la pirámide, se verificarán sus etapas constructivas y se precisará qué ocurre con su estructura. “Nos consideramos preparados para el interesante reto que nos hemos impuesto”, concluyó Tejero.

La investigación, financiada por la Dirección General de Asuntos del Personal Académico de la UNAM, será presentada en un congreso internacional de geofísica en septiembre próximo, en Turín, Italia, y ya se prepara un artículo para una revista indexada. Junto con la formación de recursos humanos de pregrado y posgrado, también se desarrollarán los trámites para patentar el método.

Instan a reducir emisiones de CO2 para frenar la acidificación de los mares

Instan a reducir emisiones de CO2 para frenar la acidificación de los mares
Por Dpa en La Jornada

Las emisiones de dióxido de carbono (CO2) no sólo provocan que suba la temperatura de la Tierra, sino también una permanente acidificación de los mares, alertaron los expertos en un estudio del Instituto de Investigaciones Climatológica de Potsdam (PIK).

En la investigación, publicada este lunes en la revista especializadaNature Climate Change, el grupo germano-estadunidense, liderado por Sabine Mathesius, del PIK, señaló la importancia de reducir lo más rápido posible la emisión de CO2 para detener la acidificación del mar.

Los expertos indicaron también que una eliminación posterior de los gases de efecto invernadero a la atmósfera apenas tendrá consecuencias en los océanos.

Con ayuda de modelos informáticos, los investigadores analizaron el efecto que tendría en los mares de la Tierra si se eliminara el CO2 de la atmósfera con ayuda de medidas artificiales, conocidas como geoingeniería.

El resultado es claro: a pesar de ello, los océanos siguen afectados de manera notable durante siglos, por lo menos mientras la emisión de gases de invernadero siga aumentando sin cambios. Esto es válido hasta que se logre restaurar el contenido de dióxido de carbono de la atmósfera hasta niveles de antes de la era industrial, indicaron los expertos.

Una de las razones de este efecto a largo plazo es, sobre todo, la lenta entremezcla de los océanos. Por ello, una retirada posterior del CO2 no puede sustituir a la disminución de las emisiones, sino sólo servir de complemento, agregaron.

Una de las medidas que se manejan sería cultivar plantas que crezcan rápido y almacenen mucho dióxido de carbono. Éstas podrían ser después quemadas en centrales térmicas y el CO2 que quedara libre sería almacenado bajo tierra.

Experimento por computadora

Simulamos en un experimento por computadorala eliminación de diferentes cantidades de gases de efecto invernadero del aire. Una vez en una cantidad realista y otra vez con 90 mil millones de toneladas al año, que sería más del doble de las emisiones anuales actuales y que probablemente no sería posible, explicó el coautor Ken Caldeira, de la Institución para la Ciencia Carnegie, en Stanford, en un comunicado.

“Algo interesante que se mostró es que si se sigue de la manera actual hasta 2150, incluso aunque se retiren enormes cantidades de CO2 de la atmósfera, apenas se ayudaría a los océanos. Cuando el agua acidificada se transporta a las profundidades a través de fuertes corrientes, permanece siglos allí, fuera del alcance, y da igual cuánto dióxido de carbono se elimine del aire”, indicó.

La acidificación de la superficie de los océanos ha aumentado 26 por ciento desde que comenzó la industrialización, según consejo del Clima Mundial.

Conociendo más el Golfo de México

Conociendo más el Golfo de México
En el boletín del Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California (CICESE)

Contar con estudios de línea base y monitoreo ambiental en aguas mexicanas, específicamente en el Golfo de México, más que necesario es imprescindible para poder evaluar impactos en casos de derrames de petróleo de gran escala y tomar decisiones rápidas para proteger los ecosistemas.

Estos son los estudios que aborda la línea de acción dos del megaproyecto “Plataformas de observación oceanográfica, línea base, modelos de simulación y escenarios de la capacidad natural de respuesta ante derrames de gran escala en el Golfo de México”, el cual tiene una inversión que supera los 1,500 millones de pesos y será desarrollado en los próximos cinco años por un consorcio liderado por el CICESE.

Para cubrir esta línea de acción del megaproyecto se realizarán 21 cruceros y 16 campañas oceanográficas, cubriendo 269 estaciones únicas. Se medirán diferentes parámetros en distintos estratos de la columna de agua, desde la superficie al fondo. Se colectarán muestras del fondo marino lodoso, y se harán arrastres para evaluar las comunidades.

Uno de los retos para especialistas de diversos centros de investigación es definir los protocolos para la obtención de muestras y datos que cumplan con los estándares de calidad definidos que permitan la comparabilidad entre grupos de trabajo en diversos laboratorios del país.

La información se almacenará en una base de datos integral construida a partir de estándares internacionales empleados por la comunidad oceanográfica, la cual se utilizará para detectar e interpretar procesos y patrones oceanográficos, biogeoquímicos, biológicos y ecológicos en diversas escalas.

¿Qué pasa si tienes una inyección de una alta concentración de hidrocarburos en materia orgánica que se descompone en la columna de agua? El simular estos escenarios y evaluar la reacción del ecosistema, es parte de la utilidad de un modelo matemático que se desarrollará en esta línea de acción. Se utilizarán datos obtenidos en el campo para calibrar el modelo, el cual considera la dinámica del nitrógeno y los cambios del oxígeno incluyendo el carbono.

Se identificarán zonas de hábitat crítico para especies de vertebrados marinos susceptibles a los efectos de derrames como tortugas, cetáceos y peces pelágicos mayores. Estas especies son consideradas como indicadores de la salud de los ecosistemas, y fueron las que sufrieron los mayores impactos durante el derrame de hidrocarburos ocasionado por la explosión de la plataforma petrolífera Deepwater Horizon en abril de 2010.

Además se realizará un análisis multidisciplinario de las comunidades de pastos marinos y un diagnóstico de su estado de salud y su vulnerabilidad a derrames de los sitios monitoreados, para elaborar mapas de distribución indicando cuáles pueden ser los riesgos y qué tan vulnerables son las diferentes regiones.

En la primera reunión entre especialistas de las principales instituciones mexicanas dedicadas a las ciencias del mar, uno de los propósitos fue estandarizar los protocolos para la obtención y análisis de muestras, para así obtener datos comparables e integrables como aportación al conocimiento del Golfo de México.

La línea de acción dos forma parte de las cinco líneas que conforman este megaproyecto con el cual se pretende que, en cinco años, México cuente con herramientas que permitan establecer planes de contingencia y actividades de mitigación, en caso de ocurrir un derrame de hidrocarburos de gran escala en el Golfo de México.

La ciencia al rescate de dos acuíferos de Sonora sobreexplotados

La ciencia al rescate de dos acuíferos de Sonora sobreexplotados
Por Mariana Dolores en la Academia Mexicana de Ciencias

Situados al sur de Sonora, los acuíferos de Costa Hermosillo y Caborca han abastecido a la población y a sus cultivos por más de cincuenta años. No obstante, un grupo de investigadores han observado últimamente que el nivel freático ha disminuido llegando a los 60 metros por debajo del nivel del mar. El doctor Jaime Garatuza Payán, del Instituto Tecnológico de Sonora (ITSON), analizó el estado actual de los acuíferos para poder determinar el grado de afectación con el objetivo de tomar las medidas pertinentes.

“Los acuíferos costeros de Sonora tienen ya muchos años con problemas de sobreexplotación y esto ha ocasionado que los niveles freáticos de los acuíferos desciendan mucho, hasta casi 60 metros por debajo del nivel del mar, cuando la profundidad del acuífero como Costa Hermosillo está cerca de los 300 metros; esto ocasiona que los costos aumenten al intentar extraer el agua y se originen otros problemas como la intrusión salina”.

Costa Hermosillo y Caborca son acuíferos costeros explotados principalmente para riego agrícola, del primero, ubicado en el centro del estado, se abastece el Distrito de Riego Costa de Hermosillo, y el segundo acuífero, ubicado al noroeste de la entidad, provee de agua al Distrito de Riego de Altar, Pitiquito y Caborca, cubriendo, entre los dos, cerca de 100 mil hectáreas de diferentes cultivos.

“El problema, por ejemplo, en la Costa de Hermosillo, es que la extracción de agua supera la cantidad de recarga por 180 millones de metros cúbicos de diferencia, pues mientras la recarga es de 250 millones de metros cúbicos, la extracción asciende a 430 millones”.

Jaime Garatuza, quien encabeza el trabajo de investigación, explicó que si bien el estado de emergencia en el que se encuentran los acuíferos es causado por razones antropogénicas -actividades humanas-, los efectos del cambio climático también han causado estragos. Así, para actualizar el modelo del acuífero y establecer escenarios de éstos en un futuro, se consideraron algunos impactos del cambio climático que tienen efectos en dichos acuíferos como son: los incrementos en la temperatura, las reducciones en las precipitaciones pluviales al inicio pero en aumento a largo plazo, menores días de tormentas y días de lluvia, pero con mayor intensidad, menor cantidad de agua disponible para que se recargue el acuífero y mayores pérdidas por evapotranspiración.

“Por ejemplo, gran parte de agua de los acuíferos se usa para el riego agrícola, y lo que se busca es tratar de reponer en el suelo el agua que la planta extrae para su funcionamiento, agua que se pierde por evaporación y por la transpiración de las plantas; a este fenómeno se le denomina evapotranspiración. Entonces si debido al cambio climático aumenta la temperatura, también se incrementará la cantidad de agua que necesitan las plantas para su funcionamiento y, por ende, el efecto de evapotranspiración incrementará las pérdidas y tendremos que reponer más agua, si queremos seguir manteniendo la misma producción”.

Para actualizar este modelo, el doctor Garatuza Payán hizo uso de modelos matemáticos de funcionamiento del acuífero y los combinó con propuestas de manejo para mitigar el impacto, principalmente a través de la reducción de extracciones.

El también integrante de la Academia Mexicana de Ciencias sostuvo que si el modelo de explotación continua manejándose igual, algunos de los pozos dejarán de producir agua antes del año 2050, y para el año 2100 el acuífero estará agotado. Aun con un plan de reducción de extracciones al 50%, el acuífero no se recuperaría, al menos en el corto plazo.

Como una de las estrategias para mitigar los efectos del cambio climático y los efectos causados por la misma población, los investigadores del Departamento de Ciencias del Agua y del Medio Ambiente del ITSON proponen reducir las extracciones y establecer “bancos de agua”, una iniciativa que ya se ha implementado en algunas partes del mundo como un mecanismo para facilitar el intercambio y la transferencia legal de las concesiones o los derechos de agua para proporcionar agua a los usuarios de las zonas donde no la hay o en donde ha habido escasez por años.

Otras propuestas de mitigación son establecer políticas de vulnerabilidad para los distintos sectores con énfasis en los recursos de agua subterránea, programas de diversificación de fuentes de ingresos para reducir la vulnerabilidad, prevenir la intrusión salina de los acuíferos, diseñar estrategias de manejo de suelos para maximizar la infiltración y retención del agua, e identificar áreas de recarga, y planear la reforestación y definir zonas de protección. “El valor del agua se debe reflejar en su costo real, incluyendo el costo de mantenerla y preservarla para el futuro”, dijo Jaime Garatuza Payán.

Es especialista en hidrología señaló que estos acuíferos se pueden recuperan siempre y cuando se deje de extraer agua, lo cual, por otro lado, trae otras complicaciones de tipo social pues se dejaría de abastecer a 100 mil hectáreas de producción agrícola. Sin embargo, el investigador hizo énfasis en la necesidad de recordar que los acuíferos no son un recurso renovable ni tampoco una mina de la que se pueda extraer todo.

“Si no dejamos de extraer y no nos apoyamos en la idea de los bancos de agua, el nivel del agua llegará al basamento, la parte última, la más profunda del acuífero, y pronto comenzarán a secarse paulatinamente algunos de los pozos”.

Requieren los océanos para su conservación un adecuado manejo de sus recursos

Requieren los océanos para su conservación un adecuado manejo de sus recursos
Por Noemí Rodríguez González en la Academia Mexicana de Ciencias

Para conocer la percepción pública del impacto que las acciones humanas producen en los océanos, un grupo de investigadores realizó una encuesta a 10 mil 106 personas de 10 países europeos. Entre los resultados destaca que la mayoría de los encuestados perciben los impactos antropogénicos (como resultado de actividades humanas) como inmediatos y consideran que la contaminación de los océanos, la sobrepesca y la acidificación de los océanos son los principales problemas.

Al respecto, Juan Carlos Castilla, ganador del Premio México de Ciencia y Tecnología 2012, considera que si bien no se puede negar que existe contaminación en los océanos, “la sobreexplotación de los recursos marinos es un problema que tendrá mayor impacto en los próximos 5-10 años, mientras que los efectos del cambio climático en los océanos se verán acentuados dentro de 50 años o más”.

El estudio que lleva por título Public awareness, concerns, and priorities about anthropogenic impacts on marine environments -Sensibilización del público, preocupaciones y prioridades sobre el impacto antropogénico en los ambientes marinos-, publicado en PNAS, la revista oficial de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, en el que el doctor Castilla participó, consistió en aplicar cuestionarios vía internet a personas de diferentes niveles socioeconómicos y de diversas regiones de España, Estonia, Alemania, Italia, Noruega, Irlanda, Países Bajos, Reino Unido, Francia y República Checa. Lo anterior, con el fin de conocer las preocupaciones sobre los impactos de las actividades del ser humano en los sistemas marinos, medir la confianza que las personas tienen en diferentes fuentes de información, y cuáles consideran deben ser las prioridades políticas y de financiamiento para resolver los problemas que afectan a los océanos.

Otro resultado de esta encuesta se refiere a que el 57% de las personas consultadas cree que las acciones individuales no sirven para solucionar los problemas de los océanos, y que el impacto de la acción humana ya se ha producido o falta poco tiempo para que estos efectos sean visibles.

En este sentido, en entrevista para la Academia Mexicana de Ciencias (AMC), el investigador de la Pontificia Universidad Católica de Chile (PUC), apuesta por la educación y ve como uno de los principales desafíos, para los investigadores que trabajan con temas del mar, llevar con carácter de urgente el conocimiento científico a la sociedad. “En general, en Latinoamérica desde hace 30 años se ha levantado conocimiento de muy alta calidad acerca de nuestros océanos, pero en su mayoría está capturado en artículos científicos escritos en inglés y publicados en revistas especializadas; creo que es el momento de que un grupo de científicos nos pongamos de acuerdo y traslademos esa información a un lenguaje comunicativo, con el fin de que llegue a la población, en especial a los niños”.

Conservar el mar

La conservación de la biodiversidad marina, que se puede entender como el cuidado, el respeto y el uso sustentable de los recursos, resulta difícil de lograr, en parte porque sólo vemos la superficie del mar, la zona entre mareas o los grandes animales y algas marinas que resaltan ante nuestra vista. “Se puede decir que somos semi-ciegos ante el mar y que vemos el 0,1% o menos de los sistemas marinos”.

Desde el punto de vista biológico y oceanográfico, el mar es un sistema complejo, ya que está conformado por columnas de agua, corrientes marinas y el sustrato marino, además de los organismos que están asociados a cada zona y que conforman microhábitats. Y dada esta complejidad, los trabajos de investigación del doctor Castilla están centrados en entender cómo funcionan los sistemas marinos costeros, incluyendo la presencia del ser humano como pescador.

En su artículo Conservation and social-ecological systems in the 21st century of the Anthropocene era -Conservación y sistemas socio-ecológicos en el siglo 21 de la era del Antropoceno-, que publicó como parte del Premio Ramón Margalef de Ecología 2011, el especialista en manejo y protección de los ecosistemas marinos, concluye que la conservación y la sustentabilidad son un campo de juego, en el que los sistemas naturales -incluyendo a los seres humanos- y el bienestar humano están en constante acción, y somos nosotros los que, finalmente, determinamos el enfoque racional o no del juego para asegurar su continuidad.

“No es sólo el mar, sino las diversas interacciones que se dan en él, me interesa saber quién se come a quién, qué pasa si introduces o extraes algo del sistema, o qué sucede con la presencia de los pescadores. Trato de entender el funcionamiento de los sistemas marinos para utilizar de manera sustentable los recursos; entonces mi finalidad última no es el mar, sino el bienestar humano”, dijo el biólogo marino más citado de Latinoamérica, con más de 15 mil menciones.

Al respecto de la conservación de los mares, el investigador ve en esta acción el manejo adecuado de las áreas naturales, pero señala que debemos ser cuidadosos, ya que en Latinoamérica muchos pescadores y comunidades viven de los recursos naturales. Por ello, en vez de establecer sólo zonas protegidas a las que nadie pueda entrar, el doctor Castilla sugiere una combinación entre áreas en las que no entre nadie, áreas semiprotegidas y áreas manejadas por los pescadores; aunque este modelo de conservación no existe en Latinoamérica, comienza “poco a poco” a implementarse en Chile.

El mar, los pescadores y la ciencia

Durante su estancia en México, en enero pasado, el investigador chileno dio pláticas dirigidas a estudiantes, profesores y pescadores en el Instituto de Ciencias Marinas y Pesquerías en Boca del Río, Veracruz; en el Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, Unidad Académica de la UNAM en Mazatlán y en Puerto Morelos, donde también se encontró con estudiantes de posgrado para compartir sus avances científicos, así como en la Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO).

“En Veracruz hablé con cerca de 15 pescadores y en Cancún con cuatro extraordinarios líderes, detrás de ellos hay de 500 a 600 pescadores, y me pareció que la investigación que se realiza en México está distante de las personas. Mi mensaje sería, entonces, llevar la ciencia más cerca de las personas, en este caso de los pescadores, pero también de la educación y de los políticos para poder cerrar el círculo y lograr que las leyes estén basadas en la ciencia y en las necesidades reales de los usuarios”.

Descubren procesos de circulación de aguas oceánicas favorables para la pesca

Descubren procesos de circulación de aguas oceánicas favorables para la pesca
Por Mariana Dolores en la Academia Mexicana de Ciencias

El océano siempre está en constante movimiento y las corrientes oceánicas que transitan por todo el mundo generan, en algunos casos, fenómenos como las denominadas surgencias, un proceso de ventilación o reciclaje del agua de mar, de manera que el agua profunda asciende hacia las capas superficiales del océano y como la temperatura de dichas aguas es menor, son muy ricas en nutrientes permitiendo con ello la formación de zonas de pesca.

Este proceso ha sido estudiado alrededor del mundo debido a que provoca una riqueza marina sin igual. Sin embargo, se creía que las surgencias sólo se daban en aguas superficiales, y no es así. Investigadores del Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE) demostraron que este fenómeno también se da en la subsuperficie del océano del norte de Baja California, a unos 150 metros de profundidad.

La importancia de conocer este fenómeno y el periodo en el que se presenta durante el año permitirá tener una actividad pesquera con mayor rendimiento.

El doctor José Gómez Valdés, quien encabeza esta investigación, explicó que hasta antes de iniciar su estudio se sabía que en zonas donde hay surgencias costeras había una circulación de agua vertical, pero ninguna investigación oceanográfica, a nivel internacional, había observado que también esta circulación vertical ocurre en la subsuperficie.

El especialista en oceanografía física, integrante de la Academia Mexicana de Ciencias, comentó que el propósito, en un inicio, era conocer cómo operaba este fenómeno de surgencias costeras en épocas del año con vientos moderados, ya que el viento es esencial para que se dé este tipo de fenómeno. “Observamos que cuando se presentan las surgencias costeras en Baja California se generan dos circulaciones verticales”, una y a conocida, la que ocurre a nivel superficial, y otra recientemente descubierta por el investigador.

“Encontramos que esta circulación se generaba por la presencia conjunta de una corriente superficial hacia el ecuador, provocada por el proceso mismo de surgencias, y de una contracorriente subsuperficial, cuyo origen aún es motivo de investigación. Lo novedoso fue hallar dos corrientes oceánicas, una que va sur-norte y otra norte-sur, dando lugar a una circulación subsuperficial como el de las manecillas del reloj”.

En la región costera de las corrientes limítrofes orientales, como la Corriente de California, la Corriente de Perú-Chile, la Corriente de las Canarias y la Corriente de Benguela, se dan las surgencias y el proceso elemental es el siguiente:

“Si estamos en la costa oeste de Baja California y el viento sopla del norte a sur -un evento que ocurre normalmente en la zona y el cual se denomina vientos del noroeste- aunado a la rotación de la Tierra, hace que el agua de la superficie del mar cercana a la costa vaya mar afuera produciendo una corriente extensa. Como en el océano no hay huecos, en nuestro equipo nos preguntamos cuál era la procedencia de esa agua y nos planteamos la hipótesis que ésta viene del fondo del océano donde los nutrientes están guardados, por lo que al llegar (subir) estas aguas vienen cargadas de nutrientes (nitritos y fosfatos). En la superficie el Sol actúa para producir más fitoplancton, lo que hace se active la cadena trófica del océano siendo este un fenómeno conocido, sin embargo, no se sabía que éste también se producía en zonas subsuperficiales”, explicó Gómez Valdés.

Para conocer la manera cómo asciende el agua, el grupo de investigación utilizando un barco elaboró un plan de observación cada cinco kilómetros para tener visualizaciones a pequeña escala. Lo que hizo la diferencia para conocer el fenómeno –y resolver la hipótesis- fue el uso de la teoría cuasigeostrófica, la cual ayudó a entender la circulación de la vertical y dilucidar las diferencias en el afloramiento de corrientes ascendentes y la relajación del comportamiento del océano.

José Gómez destacó la utilidad del uso de modelos matemáticos a través de computadora para poder procesar los datos recabados en la observación y resolver las ecuaciones necesarias.

Dado que el origen de las surgencias está relacionado con la fuerza que ejerce el viento sobre la superficie del mar, la forma y orientación de la costa, y los rasgos del fondo sumergido, los investigadores analizaron la influencia de los vientos en dicho fenómeno considerando que los vientos más fuertes ocurrían en primavera, casi 20 metros por segundo, y los más débiles o cambiantes en invierno, por lo que pudieron concluir que este fenómeno se puede dar casi todo el año, excepto en invierno.

Esta metodología observacional ha permitido detectar este fenómeno en la subsuperficie del océano y los investigadores del CICESE están a la espera de que este fenómeno sea corroborado en otras partes del mundo donde también se dan las surgencias costeras.

Crisis de Agua y Gestión de Montañas

Crisis de Agua y Gestión de Montañas
En la gaceta del Instituto Politécnico Nacional Año LI, Vol. 17, Núm. 1124

“La gestión cuidadosa de las montañas para la adecuada conservación de los recursos hídricos debe ser una prioridad absoluta en un mundo que está sufriendo una crisis  de  abasto  de  agua  dulce”,  advirtió Alfredo Ortega Rubio, especialista en ecología del Centro de Investigaciones Biológicas del  Noroeste  (Cibnor),  ante  alumnos  y  profesores del Instituto Politécnico Nacional A través de la videoconferencia Áreas Protegidas  y  la  Conservación  de  los  Recursos Hídricos de México, realizada en el Edificio Inteligente,  el  pasado  21  de  noviembre,  el ponente  destacó  que  los  grandes  ríos  del mundo  tienen  sus  fuentes  y  cabeceras  en tierras montañosas, y más de 70 por ciento de  la  humanidad  depende  del  agua  dulce que se acumula en esas zonas.

“Las montañas son ecosistemas muy frágiles, las lluvias intensas, las fuertes pendientes y los suelos poco firmes pueden dar lugar a fuertes escorrentías de superficie, erosiones y deslizamientos de tierra. El mal uso de la tierra,  el  desarrollo  de  infraestructuras  y  el desmonte de las zonas montañosas puede condicionar  la  cantidad  y  calidad  del  agua de los ríos y los acuíferos”, subrayó.

Ortega Rubio explicó que la capacidad de infiltrar agua al subsuelo de las áreas depende de  las  condiciones  de  conservación  de  su vegetación y de sus suelos, de ahí la importancia de introducir el tema de la ineludible incorporación de la conservación del entorno  ecológico  en  la  gestión  de  los  recursos hídricos.

Indicó que los suelos con mejor estructura y más ricos en materia orgánica infiltran más agua,  mientras  que  los  empobrecidos  por la deforestación reducen significativamente su tasa de infiltración, lo cual produce una mayor escorrentía de superficie que irremediablemente provoca erosión.

El especialista agregó que el cuidado del medio natural y la preservación de los servicios ambientales  de  los  ecosistemas  redundan en el aseguramiento de la disponibilidad de agua  para  las  generaciones  actuales  y  futuras;  de  ahí  la  importancia  de  considerar como eje fundamental en la adecuada gestión  de  los  recursos  hídricos  a  las  Áreas Naturales Protegidas.

“Si bien las Áreas Naturales Protegidas iniciaron como un movimiento para conservar zonas  con  un  alto  valor  paisajístico,  curiosamente  éstas  también  incluyen  muy  altos valores  en  la  adecuada  gestión  de  los  recursos hídricos, como en el Desierto de los Leones y las Lagunas de Zempoala, por citar sólo dos de entre muchos casos”, detalló.

Sin embargo, el especialista en ecología del Cibnor advirtió que dichas áreas no garantizan  el  abastecimiento  de  agua  dulce  para las  próximas  generaciones  de  mexicanos, puesto  que  en  muchas  de  estas  zonas montañosas se tienen localizados importantes yacimientos, por lo que son considerados como mejor destino para invertir en proyectos mineros, que siempre terminan por erosionar estas tierras.

El Presente y Futuro del Agua

El Presente y Futuro del Agua
Por Cristóbal López en la UNAM Núm. 4, 656

El agua es indispensable en la respiración, digestión, absorción y transporte de nutrientes, enzimas y hormonas; en la formación y estabilidad de estructuras celulares; en la eliminación de toxinas y desechos, y en la regulación térmica. Además, es el mejor micronutriente, lubrica cavidades, participa en la reproducción y propicia la actividad mitocondrial, citoquímica y electrofisiológica.

Consumirla deficientemente afecta el rendimiento cognitivo, estado de ánimo y productividad, y complica enfermedades.

Debemos mantenernos hidratados para evitar estos problemas, recomendó Julio Cacho Salazar, de la Facultad de Medicina.

De no beberla en cantidades adecuadas, incrementa el riesgo de padecer desde estreñimiento e infecciones urinarias hasta cálculos renales, males inmunológicos, osteodegenerativos y dentales, cáncer de colon, recto y vejiga, entre otros, advirtió.

Al ofrecer la charla La Importancia del Agua en la Homeostasis del Ser Humano, explicó que la ingesta apropiada depende de la edad y sexo de la persona, su talla y peso, actividad física e intelectual, naturaleza de los alimentos, calorías ingeridas y estado general de la salud.

En promedio, deben consumirse entre 800 mililitros y tres litros cada 24 horas, en rangos normales, en bebidas y alimentos.

Ochenta por ciento de las enfermedades de los países subdesarrollados se relacionan con su escasez y mala calidad, refirió.

En tejidos y órganos

Ante académicos y estudiantes reunidos en el auditorio de la Unidad de Posgrado de esta casa de estudios, expuso que en una persona con un peso de 70 kilogramos, 60 por ciento de su cuerpo está compuesto por agua. Por ser un microelemento, se absorbe a los cinco minutos, subrayó.

El contenido en tejidos y órganos varía: es de 75 por ciento en el cerebro; 83 por ciento en sangre y riñones; en corazón y pulmones alcanza el 79, y en el hígado, 68. Cada día consumimos de 4.5 a 4.6 litros, con pérdidas normales por respiración, sudor, heces y orina.

La escasez de este elemento en el organismo está relacionada con quemaduras, sudoración intensa, insolación, ingesta de alcohol y ciertos medicamentos, diabetes, obesidad, diarrea, vómito, fiebre, anorexia, bulimia y el trastorno obsesivo compulsivo.

Los efectos de la deshidratación van desde fatiga, cefalea y pérdida de concentración o del sentido –como ocurre en los llamados “choques de calor”– hasta trastornos cardiovasculares, riesgo coronario, confusión, coma y muerte. En contraste, la sobrehidratación ocasiona irritabilidad, somnolencia, edema, crisis convulsivas, náusea, vómito y sobrecarga cardiaca.

Cacho Salazar enfatizó que debemos tomar agua natural, de acuerdo con nuestras necesidades, determinadas por los factores citados. Por ejemplo, desde el primer trimestre del embarazo debe incrementarse hasta 50 por ciento su ingesta, puntualizó.

En la gestación y lactancia, este proceso es fundamental. Una paciente deshidratada padecerá trombosis, infecciones, tendrá menos líquido en el saco amniótico (carencia relacionada con el sufrimiento fetal) y no producirá leche suficiente para amamantar, detalló.

Debemos evitar esta condición, pues disminuye nuestras capacidades, debilita el organismo y origina tristeza. Lo más recomendable es beber agua natural que cumpla con los parámetros establecidos por las normas, concluyó.