AGUA, SALARES Y FUTURO: la niebla y los avances en estudios sobre evaporación

Fotos: Gentileza de Felipe Lobos Roco

Atrapar el agua de niebla parece algo relativamente sencillo. Unas mallas, algunas mangueras y unos cuantos tanques. En los años ochenta, en Caleta Chungungo, Pilar Cereceda y Horacio Larraín comenzaron algunas experiencias exitosas que sirvieron para nuestro asombro en numerosos reportajes de televisión o crónicas de avezados periodistas-naturalistas. Pero los atrapanieblas terminaron sus días entre las discusiones de los destinatarios por la viabilidad de los proyectos, mientras en paralelo terminaban exigiendo a los municipios un camión aljibe dos veces a la semana.

Cuarenta años después, Felipe Lobos Roco, un iquiqueño que nació en Puerto Varas y que estudió un doctorado en meteorología en Holanda, vuelve a la carga, respondiendo las preguntas que quedaron en el aire. “El éxito de un proyecto que permita generar agua con atrapanieblas y que resulte sustentable en el tiempo, tiene que ver con generar el conocimiento científico que nos permita saber en qué lugares y en qué momentos se puede hacer, que es lo que estamos estudiando nosotros. Hasta ahora podemos responder algunas de estas preguntas con un alto porcentaje de precisión”. Y, no sólo en el desierto, también se podría hacer en cualquier lugar del país (del mundo, en rigor) donde se den las mismas condiciones.

Felipe Lobos Roco está de visita en Iquique en un enero caluroso. Debe volver a la Universidad de Wageningen a defender su tesis de doctorado, en las próximas semanas. En resumen, nos dice, estudió la evaporación en los salares de nuestro altiplano y descubrió que el viento juega un rol clave. “Hemos descubierto que hay una conexión entre las masas de aire que generan niebla en la zona costera, con lo que pasa con la evaporación en el altiplano. Eso es algo que no se conocía bien. Se pensaba que estos sistemas estaban completamente separados por el desierto. Y demostramos que sí hay intercambio”.

“Hemos descubierto que hay una conexión entre las masas de aire que generan niebla en la zona costera, con lo  que pasa con la evaporación en el altiplano”.

EXPERTO EN NIEBLA

Hace algunos años y tras sus estudios de pregrado en geografía en la Universidad Católica, volvió a vivir al farellón costero de nuestra región, donde se hizo cargo de la estación de Alto Patache que había establecido el Centro del Desierto de Atacama de la misma universidad, donde se ha investigado la niebla por décadas. 

La instalación de sensores meteorológicos era su tarea por esos años. Ese trabajo -que realizó durante cuatro años- lo llevó a profundizar en el tema. “En geografía había un enfoque diferente respecto a la niebla como fenómeno meteorológico; siempre estudiaron la niebla o los fenómenos que ocurren ahí desde otras perspectivas, como la botánica (vegetación), arqueológica (asentamientos indígenas) o paleoclimática… los fenómenos que la rodean. No se había estudiado el fenómeno meteorológico en sí mismo; es decir, desde la perspectiva física. Cómo se mueve una masa de aire, sus características termodinámicamente, como condensa, genera nubes y esas nubes se pueden atrapar, etc. Eran temas que se dominaban poco en ese tiempo”.

“El agua se obtiene de la niebla y sirve para todo: en la estación de Alto Patache nos bañamos con agua de niebla, cocinamos con agua de niebla, etc, etc. Hay mucha agua. Lo que se ha observado históricamente ahí es la colecta de siete litros por metro cuadrado de malla por día, en promedio anual. Eso es poco, porque la malla es chiquita, pero es un promedio durante los últimos veinte años. Con un colector grande, por día, puedes obtener entre 200 y 300 litros, en promedio”.

Se trata de un fenómeno estacional. “En verano casi no hay niebla, pero en invierno y especialmente en primavera se pueden llegar a colectar 2.000 litros de agua diarios; eso es lo que se ha medido. Es mucha agua y para quienes hemos trabajado ahí, es más que suficiente. La estación es completamente autosustentable: colecta el agua, la limpia con algunos filtros, la ocupa y después se evapora”.

Parte del instrumental con que han estudiado la evaporación en los salares del altiplano.

WAGENINGEN, HOLANDA

Tras su paso por Alto Patache, en el año 2015, partió a Holanda a estudiar un máster. Ingresó a la Universidad de Wageningen, que en temas de ciencias ambientales está considerada como una de las mejores del mundo. “Ahí hice un máster en Climate Studies (estudios del clima), y específicamente en meteorología. Estudié en profundidad la parte física, mecánica y termodinámica de las nubes que se forman en la costa de Tarapacá. Caracterizamos los regímenes de la capa límite marina (el aire del océano que, a cierta hora, empieza a moverse hacia el interior trayendo humedad en forma de nubes o simplemente como humedad)”.

El estudio, agrega, permitió analizar las características termodinámicas que se relacionan con la formación o disipación de niebla. “En este estudio, sólo a través del uso de estaciones meteorológicas, logramos determinar las condiciones óptimas para que se forme niebla. Esto es muy importante porque, de alguna manera, es el primer paso para la predicción. Y esto nos sirve para impulsar la cosecha de niebla; es decir, atrapar la nube, saber cuáles son los períodos de tiempo, cuáles son las condiciones que tiene que tener la atmósfera para calcular eso, cuál es el viento para que el flujo de niebla pase por el instrumento, etc”.

Posteriormente tuvo la oportunidad de ahondar sus estudios, pero esta vez en el marco de un doctorado. La idea esta vez era estudiar la zona del altiplano: qué estaba pasando en las lagunas del interior y con la evaporación. “En estos estudios, que acabo de terminar, trabajé entendiendo los procesos físicos que gobiernan la evaporación en los salares. Utilizamos varios modelos numéricos y estuvimos midiendo durante bastante tiempo”. 

“Este doctorado está enmarcado en un proyecto Fondecyt del profesor de ingeniería de la Universidad Católica Francisco Suárez, quien ha estado trabajando con evaporación en cuencas binacionales, relacionadas con los problemas limítrofes entre Chile y Bolivia”. Lograron comprobar que hay una conexión entre el las masas de aire que generan niebla en la zona costera, con lo que pasa con la evaporación en el altiplano. ¿Por qué es importante este hallazgo? “Porque el viento es el principal componente que regula la evaporación y este viento proviene de la costa, donde se forma la niebla. Lo que nosotros logramos descubrir en el Salar del Huasco es que, si no hay viento, no se evapora nada. Y eso, aunque haya calor. La temperatura puede ser muy alta, pero sin viento, no hay evaporación. Y eso es porque no existe ningún mecanismo que mueva el aire húmedo, saturado sobre el agua y lo mezcle con el aire seco de arriba. A no ser que llegue el viento y genere la turbulencia necesaria para producir evaporación”. 

“Si uno hace un balance de cuencas, un balance hídrico, la evaporación es diez veces más alta que la precipitación”.

VIENTO Y EVAPORACIÓN

“Nuestras estimaciones de evaporación, que hicimos con instrumentos muy sofisticados, muestran que en la mañana (cuando no hay viento), no hay evaporación. Y eso puede parecer increíble, porque si tú vas a la zona central a un campo de cultivo, mides la evaporación y apenas sale el sol (radiación), las plantas empiezan a hacer fotosíntesis, abren sus estómatas, se les escapa el agua y empiezan a evapotranspirar. En el altiplano eso no pasa sobre el agua de los salares, por lo tanto, se necesita otro mecanismo que transporte el agua hacia la atmósfera y ese es el viento. En la tarde, sin embargo, cuando llega un viento fuertísimo (hasta 15 metros por segundo), se empieza a mezclar todo ese aire y suben las tasas de evaporación (de 0 a 5 litros por metro cuadrado). Esto es muy importante porque mientras nosotros sepamos cuáles con los regímenes de vientos, vamos a poder estimar y predecir la evaporación en esa zona, lo cual es importantísimo para el manejo sustentable del agua en el desierto”.

“Acá hay dos temas relevantes para entender el proceso: primero, el viento viene del océano y todo lo que pase en la zona costera como, por ejemplo, presencia de nubes, va a influir arriba. Segundo: si uno hace un balance de cuencas, un balance hídrico, la evaporación es diez veces más alta que la precipitación. Es decir, siempre está saliendo más agua que la que está ingresando en superficie. (Hay flujos subterráneos que contribuyen también a este balance). Por lo tanto, es súper relevante estimar bien la evaporación, para que los modelos de predicción de cambio climático, puedan tener una precisión confiable que nos permita tomar buenas decisiones respecto al uso del agua y dejar de hacer minería del agua (tratarla como un recurso no renovable)”.     

FENOMENO ESTACIONAL

“Junto al profesor de la Universidad Católica, Camilo del Río, hemos publicado varios trabajos de investigación respecto a la forma en que se generan la nube que permite la existencia de los oasis de niebla. Lo que determinamos, por ejemplo, es que, para que se generen oasis como el de Junín, Alto Patache, Punta Gruesa o Chipana, por mencionar algunos, tiene que haber una frecuencia aproximada del 60% durante la temporada; o sea, que el 60% del tiempo entre mayo y noviembre tiene que estar con niebla (del Rio et al., 2021). Y es completamente estacional; se concentra -principalmente- en invierno y primavera, desde junio hasta septiembre, octubre, incluso noviembre. También descubrimos como el fenómeno del Niño o la Niña afecta el desarrollo de las nubes, con miras a poder predecir en el futuro el comportamiento de estos oasis de niebla”.

“Si, por ejemplo -agrega- decidimos darle agua a alguna caleta costera como Chanavayita, tenemos que saber en qué meses vamos a tener niebla. Y lo que hemos concluido hasta ahora es que el fenómeno del Niño, afecta la formación de niebla, pero de manera inversa entre invierno y verano. En un año normal se genera niebla desde mayo hasta noviembre, pero en un año Niño (que es un año cálido) se genera mucha niebla en verano (enero y febrero) y puede incluso llegar a precipitar en el sector costero. En cambio, en un año Niña (frío), se genera más niebla en invierno debido a que se produce una fuerte inversión térmica en la capa límite marina, lo que “atrapa” las nubes en la zona costera”.

A través del uso de estaciones meteorológicas, se logró determinar las condiciones óptimas para que se forme niebla.

MAPA DE NIEBLA

La idea que tenemos junto al profesor Camilo del Río es generar “un mapa en tres dimensiones respecto de los lugares que pueden contribuir con agua de niebla para el consumo humano. Esto, a través de un modelo que permita saber dónde se pueden instalar colectores con mayor potencial de generar agua; de modo que, si hay comunidades o industrias interesadas, puedan saber con exactitud dónde, cuándo y cuanto. Y también conocer bien a aquellos ecosistemas que viven de esta agua, como los tillandsiales. Estos ecosistemas, que son híper endémicos y cuyos organismos son híper especializados, podrían potencialmente tener propiedades útiles para la sociedad, por ejemplo propiedades medicinales. Eso no lo sabemos; para saberlo necesitamos conservar e investigar. Ejemplos similares han sido indicados por la científica y ahora constituyente Cristina Dorador, respecto de los estudios de bacterias en los salares”.

“En términos de la investigación del agua de niebla, queremos generar todo el conocimiento necesario para expresarlo en un modelo físico que nos indique cuánta agua hay en el aire y cuánta agua se puede aprovechar, en qué lugares y en qué momento (cuándo, cuánto y dónde). Esas son nuestras grandes preguntas y en eso estamos trabajando”.

Trabajo con el instrumental en el sector de Alto Patache.

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Referencias bibliográficas

-        2021, García, JL., Lobos-Roco, F., Schween, J.H. et al. Climate and coastal low-cloud dynamic in the hyperarid Atacama fog Desert and the geographic distribution of Tillandsia landbeckii (Bromeliaceae) dune ecosystems. Plant Syst Evol 307, 57 (2021). https://doi.org/10.1007/s00606-021-01775-y

-      2021, Camilo del Río, Felipe Lobos-Roco, Claudio Latorre, Marcus A. Koch, Juan-Luis García, Pablo Osses, Fabrice Lambert, Fernando Alfaro, Alexander Siegmund. Spatial distribution and interannual variability of coastal fog and low clouds cover in the hyper-arid Atacama Desert and implications for past and present Tillandsia landbeckii ecosystems. Plant Systematics and Evolution. (2021) 307:58 https://doi.org/10.1007/s00606-021-01782-z

-      2021, F. Lobos-Roco, O.K. Hartogensis, J. Vilà-Guerau de Arellano, A. de la Fuente, R. Muñoz, J. Rutllant, F. Suárez. Local evaporation controlled by regional atmospheric circulation in the Altiplano of the Atacama Desert. Atmospheric Chemistry and Physics, 2021. doi.org/10.5194/acp-21-9125-2021.

-      2021, Camilo del Río, Felipe Lobos, Alexander Siegmund, Cristian Tejos, Pablo Osses, Zeidy Huaman, Juan Pablo Meneses, Juan Luis García. GOFOS, Ground Optical Fog Observation System for monitoring the vertical stratocumulus-fog cloud dynamic in the coast of the Atacama Desert, Chile. Journal oh Hydrology, Elsevier, 2020. doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.126190.

-      2020, Francisco Suárez, Felipe Lobos, Alberto de la Fuente, Jordi Vilà-Guerau de Arellano, Ana Prieto , Carolina Meruane and Oscar Hartogensis. E-DATA: A Comprehensive Field Campaign to Investigate Evaporation Enhanced by Advection in the Hyper-Arid Altiplano. Water MDPI, 2020. doi:10.3390/w12030745.

-      2018, Lobos-Roco, F., Vilà, J. Bagazgoitía, X., Characterizing the influence of the marine stratocumulus cloud on the land fog at the Atacama Desert. Atmospheric Research,  2014, 109-120. doi.org/10.1016/j.atmosres.2018.07.009

-      2018. Camilo del Río; Juan-Luis García; Pablo Osses; Nicolás Zanetta; Daniela Rivera; Alexander Siegmund; Nils Wolf; Pilar Cereceda; Horacio Larraín; Felipe Lobos. The ENSO control in coastal fog-water variability in the Atacama Desert, Chile. Aerosol and Air Quality Research, 18: 127–144.

Para darle agua a alguna caleta costera, se debe saber en qué meses habrá niebla.