Coleccion de Agua de Neblina: Una Estrategia de Adaptacion al Cambio Climatico para la Region Andina

COLECCIÓN DE AGUA DE NEBLINA: UNA ESTRATEGIA DE
ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO PARA LA REGION ANDINA
Jose Manuel Molina
jmolina9@jhu.edu
Department of Earth and
Planetary Sciences
Background: Pacific Ocean off the coast of the Atacama Desert, Chile

2
 Enfoques de Adaptación al Cambio Climático
 Conceptualización neblina y experiencias de colección
 ENSO e impactos en Colombia
 Investigación y transferencia de tecnología
 Consideraciones Finales

3
“La tecnología de colección de neblina (Fog collection) se
presenta como un sistema de cosecha de agua con gran
potencial y de muy bajo costo para suministro de agua potable,
riego de cultivos, abrevadero de ganado y recuperación de
bosques en regiones montañosas secas.”
“El sistema es fácil de construir, reduce la carga de transporte de
agua desde largas distancias y genera ahorros de tiempo que la
comunidad puede invertir en otras actividades que generen
ingresos y mejoren la educación infantil.”
Food and Agricultural Organization, FAO
United Nations Convention to Combat Desertification, UNCCD
Mountain Partnership Secretariat
Swiss Agency for Development and Cooperation, SDC
Centre for Development and Environment, CDE
Highlands and Drylands − Mountains, a Source of Resilience in Arid Regions, 2011, Rome.
Colección de Neblina: Una opción prometedora de ADAPTACION
para reducir la vulnerabilidad hídrica

4
 GCMs han sido fundamentales para justificar la necesidad de acción frente al
cambio climático global
 Sin embargo presentan limitantes para planear la adaptación a escalas locales
Fuente: National Oceanic and Atmospheric Administration - NOAA

5
Adaptación: Enfoque “top-down”
 Enfoque Top-down
 Desescalamiento de GCMs
 Uso de clima desescalado de alta
resolución en modelos de impacto (e.g.,
modelos hidrológicos, de cultivo, etc)
 La mayoría de la investigación se
detiene en la etapa de evaluación de
“impactos locales”
 Porque? …debido a que hay un
efecto Cascada en la incertidumbre.
Esta se propaga al amplio abanico
resultante de “impactos locales” y
“respuestas de adaptación”, lo cual
dificulta una selección del escenario
de adaptación mas apropiado.Wilby, R.L. and S. Dessai (2010)," Robust Adaptation to Climate Change," Weather , 65(7): 180‐185

6
Adaptación: Enfoque “Bottom-Up”
La estrategia “bottom-up” se enfoca en reducir la vulnerabilidad frente
al cambio y variabilidad climática (especialmente ante eventos extremos
como ENSO, donde se generan los mayores impactos en periodos cortos
de tiempo)… La reflexión es: “El agua se necesita aquí y ahora”
Es una estrategia de adaptación a nivel de individuos, en la que los
usuarios del agua y productores agrícolas deben desempeñar un rol
fundamental en la definición de sus soluciones locales (abastecimiento y
distribución hídrica en esquemas descentralizados)
Mi opinión: En la implementación de bottom-up deberían priorizarse los
ecosistemas menos resilientes (e.g., los productores más necesitados, con
menos acceso a fuentes hídricas tradicionales, etc.).

Algunas miradas claves en adaptación
& planeación hídrica7
 La naturaleza nos ofrece ejemplos sencillos de adaptación a las
necesidades hídricas
 Planeación hídrica en un clima cambiante: Tecnologías
apropiadas como la colección de neblina
 Colección de neblina requiere descentralización donde las
comunidades locales operen y administren el sistema de
colección de neblina (captación, almacenamiento, distribución)

Suministro de agua a partir
de la neblina
o Recurso hidrológico (% ?)
o Tecnología:
Aproximación ambiental
o Alternativa de solución a la escasez
de agua (regiones áridas, semiáridas
o cuencas hidrográficas afectadas
por sequias estacionales.)
o Fuente de agua mejorada (World
Health Organization)Jose M Molina

 Neblina: Una fuente de agua limpia (aunque puede requerir
tratamiento básico dependiendo de la ubicación geográfica)
 Suministro de agua bajo escenarios de variabilidad y CC
(bottom up strategy for adaptation)
Molina and Escobar

La Neblina
Proceso
Diámetro promedio
de gotas (mm)
Velocidad de caída
(m/s)
Lluvia 0.5 - 5 2 - 9
Llovizna 0.04 - 0.5 0.05 - 2
Neblina 0.001 - 0.04 <0.01 – 0.05
Se produce por la condensación de vapor de agua en la troposfera baja. La
neblina es una nube generada sobre la superficie terrestre y cuyas gotas de
agua tienen velocidad de caída de 1 a 5 cm/s (lluvia horizontal).
En meteorología, la neblina se define como pequeñas gotas de agua en
suspensión sobre la superficie terrestre que impiden la visibilidad a
distancias mayores a un kilometro . El contenido de agua liquida en la
neblina varia frecuentemente entre 0.05 a 0.5 g/m3.

Un concepto clave en la formación de neblina: La condensacion del agua
atmosférica, o paso del estado de vapor a liquido
Clausius–Clapeyron relation
Eugster (2008), Fog research, Die Erde, 139, 1–10
Red line (liquid water)
represents less than
0.5 g/m3

Type of fog with with potential for collection
Advection Fog
Orographic Fog
Standard Fog Collector (SFC).
Proposed by Shemenauer and Cereceda (1994)
FOG MEASUREMENT
http://www.tutiempo.net/silvia_larocca/

OPERATIONAL PROJECTS
Projects at Tofo-
Chungungo (Chile):
Water supply for a
fishermen village.
Yield: 3.0 l/m2/day
Operational collectors in Perú :
o Water supply for a school
(1200m2)
o Reforestation (500m2)
o Development of agricultural
programs
Yield: 9.0 l/m2/day
Schemenauer and Cereceda, 1992
FogQuest
Projects in Oman
Yield: 30 l/m2/day !
Projects in Yemen
4.5 l/m2/day
Schemenauer and Cereceda, 1994

CHILE: Greenhouses in the desert at
Falda Verde. It receives water from 6
fog collectors on the cliff along the
coast, to grow tomatoes and other
vegetables for 56 families
PERU: 450,000-liter Reservoir. It is
used for desert rehabilitation and
land-cover management in semi-arid
hills (collectors in the ridge)

Courtesy of Melissa Rosato (FogQuest)
GUATEMALA: Actualmente es el proyecto operativo de colección de
neblina mas grande en el mundo (30 LFCs; producción ~ 6000 l/dia)
http://www.fogquest.org/wp-content/uploads/2010/07/Rosato-Rojas-Schemenauer-2010-Final-Draft.pdf

Las mujeres juegan un papel
clave en la construcción de
capacidades y en la
sostenibilidad del proyecto

Distribución global de regiones con
potencial de captación de neblina20
Malene Thyssen, http://commons.wikimedia.org/wiki/User:Malene

Climatología de los Andes Colombianos e
impactos de fenómenos macroclimáticos
21
Annual Prcp (mm)
Generated by RTBMaps with data from WorldClim, May 2014

22
Annual Prcp (mm)
-1
0
1
2
3
4
5
-160 -140 -120 -100 -80 -60
-20
-10
0
10
20
longitude
latitude
-0.5
0
0
0.5
0.5
1
1
15
1.5
2
2.5
3
3.5 4
4.5
5
Monthly Means of Sea Surface Temperature -> degC [ December - 1997 ]
anomalies (abs - cli) from sst.mnmean
El Niño 97-98

23
Annual Prcp (mm)
-1
0
1
2
3
4
5
-160 -140 -120 -100 -80 -60
-20
-10
0
10
20
longitude
latitude
-0.5
0
0
0.5
0.5
1
1
15
1.5
2
2.5
3
3.5 4
4.5
5
Monthly Means of Sea Surface Temperature -> degC [ December - 1997 ]
anomalies (abs - cli) from sst.mnmean
El Niño 97-98
Weak
Moderate
Strong
anom.ts
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
-2-10123
Index: running 3-month mean sst anomaly
Region: LON = [ -170 -120 ] LAT = [ -5 5 ]
Time series from sst.mnmean
Feb 1958
Nov 1972
Jan 1983
Dec 1997
Dec 2009
Weak
Moderate
Strong

Cambios mas probables de la precipitación
en Colombia en un evento de El Niño
24
Source: Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia
Tercer trimestre,
primer año
Cuarto trimestre,
primer año
Primer trimestre,
segundo año

Impactos de El Niño &
Sistemas de Advertencia Temprana
25
hydrological droughts
agricultural droughts

CASO: Evaluación de colección de neblina en Colombia (Roldanillo)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Altitude (m.a.s.l.) N WLOCATION SITE Collector Mesh
76
o
10` 38,1``4
o
27` 55,6``
4
o
27` 33,2`` 76
o
11` 9,9``
4
o
27`` 44,3`` 76
o
10` 48,3``
4
o
27` 16,2`` 76
o
11` 42``
4
o
27` 16,2`` 76
o
11` 44,6``
1715
1838
1817
1784
1794
EL TRILLO VI
35%
50%
35%
35%
EL EUCALIPTO III
LAS TORRES
IV
V
LA MONTAÑUELA
50%
35%
I
II
Información
geográfica de
colectores,
distribución y tipo
de mallas
http://www.ircwash.org/sites/default/files/Molina-2008-Fog.pdf

Es recomendable construir rosa de vientos para determinar
la dirección/emplazamiento de los colectores
Fog collection in Eastern Spain, 2010. With permission from David Corell

Rendimiento de colección en días secos y húmedos
SFC 10 - Molina J.M. and Escobar C.M. (2008)
0
1
2
3
4
5
6
Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct
l.m
2
.day
-1
Fog + pp Fog
0
20
40
60
80
100
Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct
Rainfall(mm)

Average for JUNE
Molina J.M. and Escobar C.M. (2008). Fog collection Variability in the Andean Mountain Range of Southern Colombia.
ERDE, 139 (1-2): 127-140

COUNTRY
Average
Collection (l/m2/d)
Chile 3
Yemen 4.5
Guatemala 4.9
Colombia (Roldanillo) 5.0
Perú 9
Omán 30
RESUMEN DE RENDIMIENTOS
 Para 2,000 m2 de malla con 5.0
l/m2/d (40 colectores, c/u con 50 m2)
obtenemos aprox. 10,000 l/d.
 Con un consumo percapita de 50 l/d
(zonas rurales), 200 personas serian
servidas.
Análisis de proyecto
operacional (Colombia):
Location N W Altitude Period of study Fog + rain collection Fog only collection
(m.a.s.l.) (l/m2
.d) (l/m2
.d)
Roldanillo 4o
27' 76o
27' 1820 Nov/2003 - Feb/2005 5.3 (1)
5.0 (2)
Kilometro 18 3o
31' 76o
37' 2020 Mar/2005 - Oct/2005 6.3(1)
N.A.
Buga 4o
03' 76o
07' 2600 May/2008 -Feb/2009 1.9(1)
1.0 (2)
Atuncela 3o
44' 76o
41' 1210 Feb/2010 - up to date 1.1(1)
N.A.
(1) Values correspond to daily average rates of Fog + Rain over the month with the best water yield
(2) Values correspond to daily average rates of Fog only over the month with the best water yield
Otros rendimientos de colección (SFCs) en Colombia

REFLEXIONES:
Colección de neblina contribuye al bienestar de
comunidades rurales en países en vías de desarrollo.
Es una tecnología limpia que contribuye a la
seguridad hídrica y alimentaria
Desde la perspectiva de la Salud
Pública, cual seria el desempeño
de esta fuente de agua mejorada?
Potencial Investigación: Uso del agua de neblina como intervención de salud para la
reducción y control de enfermedades transmitidas por el agua
FUNCO – CVC – GAIACOL - FOGQUEST

Resumiendo en Proyectos de
Neblina …
Colección de Neblina: Su rol va mas allá de aportar a la seguridad alimentaria.
Es una herramienta de apoyo a la educación ambiental en el sector rural.
Soledad Sofia Arredondo
Se incluye a la comunidad en las
etapas tempranas del proyecto
http://blaustein.eps.jhu.edu/~jmolina/Public/incoming/timeseries/MolinaPosterGermany-2010.pdf

Neblina …
Concepcion Escobar

Neblina …
Concepcion Escobar
May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb
0123456
Fog Collection Variability 2008 - 200
Collectionrate(l.m-2.d-1)
Monthly average Fog + Rain
May-Feb average Fog + Rain
Project at Tulua, Colombia
http://adsabs.harvard.edu/abs/2010ffcd.confE..67E

Neblina …
Concepcion Escobar
0123456
Andres Lopez

Neblina …
Concepcion Escobar
0123456
Andres Lopez
Hector Aristizabal - CVC
Se promueven los roles de la comunidad en
torno a la operación y administración del
proyecto

Neblina …
Concepcion Escobar
0123456
Andres Lopez
Hector Aristizabal - CVC
Se promueven los roles de la comunidad en
torno a la operación y administración del
proyecto
Concepcion Escobar y Andres Lopez

www.fogquest.org Rol de Organizaciones & ONGs en la transferencia tecnológica

www.cda.uc.cl Rol de Organizaciones & ONGs en la transferencia

Langmuir (ACS) Recientes avances de investigación en nuevos materiales
Park et al., 2013
Langmuir, 2013, 29 (43), pp 13269–13277
 New malla de acero inoxidable con cobertura de polímeros
 Puede capturar hasta un 12% del agua atmosférica
a
ASCE
a

Reducir la vulnerabilidad hídrica en el sector rural frente a nuestro clima cambiante
y sus eventos extremos implica necesariamente que adaptemos y usemos tecnología
para el abastecimiento y uso del agua (Predicción clima, incremento de eficiencia de
riego, infraestructura para cosecha de neblina/lluvia, ...)
Aun sin resolver en GCMs: cambios en formación de neblina con calentamiento
global ? Lo resuelto: CC  incremento en vapor de agua troposférico
La investigación básica es pilar en dicho propósito, aunque transferirla y ponerla en
practica es mucho mejor! … Que tan buena es la sinergia entre el gobierno, la
ciencia y los usuarios?  Se necesitan planes regionales y nacionales
Consideraciones finales
Department of Earth and
Planetary Sciences
Jose Manuel Molina
jmolina9@jhu.edu

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