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Resumen: La creciente problemática del cambio climático representa un desafío crítico para la humanidad. Sus consecuencias se extienden ampliamente, afectando los derechos humanos, la salud pública y la estabilidad socioeconómica [1]. La humanidad enfrenta emergencias ambientales sin precedentes, derivadas de conductas humanas, que a su vez generan exclusión social y aislamiento en varios contextos [2], resonando con la advertencia de la encíclica “Laudato Si’” sobre la crisis ecológica como consecuencia de la actividad humana descontrolada. Las repercusiones de la exclusión social pueden acarrear implicaciones directas en el acceso al agua y, a menudo, son infravaloradas por entes de la salud pública [3]. La escasez de agua, energía y la naturaleza demográfica son desafíos que enfrentan muchos países en todo el mundo, maximizados en las zonas rurales con población vulnerable [4], un aspecto subrayado en la encíclica al destacar la vulnerabilidad de los pobres frente a la crisis del agua. Las formas convencionales de hacer frente a agua escasez ya no garantizará cosechar los máximos beneficios ante la disminución del recurso hídrico disponible [5]. Pese a las distintas estrategias que puedan modificar los patrones de consumo hídrico, todavía es incierto su grado de éxito en mitigar la escasez frente a escenarios de cambio climático [6]. En el departamento de La Guajira, Colombia, la organización internacional World Vision señala que la ausencia de infraestructura hídrica expone a niños a enfermedades infecciosas [7]. Durante la sequía de 2012-2017 aproximadamente 5000 niños murieron, la tasa de mortalidad infantil subió a 23,4 por cada 1000, la mayoría de estos niños pertenecían a la comunidad indígena Wayuú, parte de las causas derivan la incapacidad de obtener acceso a agua limpia [8], [9], una situación que los puntos de la enciclica identifican como una grave deuda social con los pobres. A pesar de que la cobertura urbana de agua alcanza el 90%, su distribución es insuficiente, limitando el servicio de acueducto a 9 horas diarias y sólo el 26% de municipios tiene agua potable [10]. No obstante, en las estrategias para el desarrollo sustentable y eficiente en la gestión del agua, se establecen en la meta 6.4 de los Objetivos de Desarrollo Sostenible [5], lo que demuestra en interés internacional en la solución de los problemas de escasez de agua. Los esfuerzos del gobierno para afrontar la crisis incluyen la Resolución 0460 de 2017 del Ministerio de Hacienda y Crédito Público, y CONPES 3883 de 2017, enfocadas en mejorar continuidad, cobertura y calidad del servicio de agua [11]. Además, la Ley 1931 de 2018 establece directrices para una política integral de cambio climático, abordando la escasez de agua y vulnerabilidad poblacional [12], dicha ley va en concordancia con el llamado del Papa Francisco en su encíclica Laudato Si’ para enfrentar la crisis ambiental. En 2018, se lanzó el Programa Guajira Azul para mejorar la calidad del agua y tratamiento de aguas residuales en La Guajira [13]. Estos esfuerzos, aunque importantes, han demostrado ser insuficientes y muchos niños wayúu siguen muriendo por causas relacionadas con el agua [14], considerando el agua contaminada factor de muerte por desnutrición en la región [10]. La constante transformación que sufren los ecosistemas a raíz del cambio climático [16], así como la profundización de la desigualdad socioeconómica, la sobreexplotación y contaminación de cuerpos de agua dulce [17], crean el ambiente propicio para el desarrollo de técnicas no convencionales para el tratamiento y potabilización de agua, entre ellas la desalinización [18]. Las tecnologías de desalinización más destacadas se encuentra la Osmosis Inversa (RO), la cual domina el mercado [19]. Los procesos RO frecuentemente enfrentan problemas que requieren mantenimiento, y su vida útil es actualmente de 5 a 7 años por lo que su integración en algunos proyectos tiende a ser limitada. Aunque la desalinización produce agua independiente del clima, el proceso requiere de un alto gasto energético [20]; el desajuste entre recurso renovable intermitente y demanda de desalinización hace crítica la integración [21].También presentan baja eficiencia en algunos sistemas por evaporación lenta e ineficaces transferencias de calor, usando calor residual [22], [23]. El consumo energético ronda 2-4 kWh/m, y el costo de producción de agua 1,72-1,84 $/m3 para Osmosis Inversa [24]; considerado fuera de alcance de comunidades con escasos recursos y cambio climático. Esta problemática resalta la necesidad, como señala "Laudato Si’", de buscar soluciones tecnológicas que no solo resuelvan un problema, sino que contemplen un enfoque holístico hacia la sostenibilidad. Otras tecnologías como la Destilación Térmica, no requiere ninguna intervención importante más allá de las operaciones de mantenimiento sencillos, con una vida útil mucho mayor [25], ofreciendo una opción viable y sostenible. La compatibilidad de la Destilación con sistemas de Energía Renovables resalta su ventaja para aplicaciones de bajo riesgo [26]. La destilación solar utiliza la energía solar directamente, reduciendo el consumo energético. Un sistema de destilación tradicional consume entre 3 y 5 kWh/m^3 [27], mientras que la destilación solar minimiza este consumo debido a su dependencia de la radiación solar [28], logrando eficiencias de hasta el 40%. En contraste, los generadores diésel utilizado en zonas aisladas pueden consumir 0.25 galones de combustible por kWh, dejando una importante huella de carbono [29]. La adopción de destiladores solares suprime el consumo, evita emisiones y reduce costos, mientras que los sistemas convencionales emiten hasta 2.5 kg de CO2 por kWh [30], la destilación solar reduce las emisiones a cero [31]. En esquemas multipropósito con destiladores, el costo de la energía puede alcanzar los 0,1890 $/kWh. Los colectores solares pasivos producen 1,5 a 4,5 litros diarios por m2 , con una eficiencia de entre 26%-36% [32], [33], lo cual evidencia potencial de mejora en esta tecnología. La combinación de destilación solar con sistemas de riego puede aumentar hasta un 50% la productividad agrícola en zonas áridas [34], alineándose con el llamado papal de buscar soluciones integradas que aborden múltiples aspectos de la crisis ambiental y social. La comunidad científica ve en estas tecnologías un medio para mitigar la escasez de agua y preservar el medio ambiente [35]. fomentando el desarrollo económico local y mitigando la exclusión social, en línea con los principios de la encíclica que inspira esta convocatoria. Figura SEQ Figura \* ARABIC 1. Diagrama de un destilador solar, tomado de Tri Le et al. (2021) [36]. Tras un análisis de la literatura y la tecnología actual, se concluye que la destilación solar ofrece posibilidades sustanciales para su mejora y optimización, especialmente debido los factores externos que influyen en el proceso. Este análisis pone de relieve una notable carencia de investigaciones enfocadas en técnicas sostenibles y descentralizadas de desalinización que se adapten a las condiciones socioeconómicas y geográficas de las comunidades vulnerables. La comunidad científica reconoce el valor transformador de estas tecnologías para la atenuación del problema de escasez de agua promoviendo la preservación medioambiental. En virtud de lo anterior, el presente estudio tiene como objetivo abordar la siguiente cuestión: “¿Es viable desarrollar un destilador solar que se ajuste a las particularidades socioeconómicas de las comunidades indígenas de la Media y Alta Guajira?”. En el marco de este proyecto, se llevará a cabo una evaluación exhaustiva de un sistema de desalinización térmica, centrándose especialmente en su consumo energético, su capacidad de escalabilidad, uso de tecnología en sitio, evaluación de factores de sostenibilidad y un análisis detallado de sus posibles configuraciones y rendimientos. El objetivo primordial de este proyecto es desarrollar una alternativa que contribuya a la mitigación de la escasez de agua que se ajuste a las necesidades socioambientales y económicas de la comunidad Wayuú Loma Fresca. Debido a la ubicación geográfica de este departamento, se abre oportunidad para usar el recurso solar disponible como fuente principal de energía en el proceso de tratamiento de agua, promoviendo la protección de la naturaleza, diversidad ambiental y cuidado de los ecosistemas cercanos. Se contempla un componente crítico destinado a la capacitación de la comunidad Wayuú Loma Fresca, con el fin de asegurar un manejo eficiente y adecuado del sistema de destilación solar diseñado. Esta formación se enfocará en impartir conocimientos fundamentales y habilidades técnicas necesarias para operar, mantener y, eventualmente, adaptar el destilador a las condiciones locales específicas. Además, se promoverá la transferencia de conocimientos técnicos que permitirá a los miembros de la comunidad desarrollar versiones propias del destilador, ajustadas a sus requerimientos específicos. En esta iniciativa, se contará con la participación activa de entidades clave como la empresa departamental de servicios públicos domiciliarios de acueducto, alcantarillado y aseo de La Guajira S.A. E.S.P. (ESEPGUA), la Alcaldía de Riohacha, Comfaguajira y actores del sector privado como Ser Solar S.A., todos comprometidos en aportar su conocimiento logístico y técnico para una meticulosa evaluación termodinámica, mecánica y eléctrica del sistema propuesto. La colaboración entre La Universidad de La Guajira y la Pontificia Universidad Javeriana fortalecerá la dimensión investigativa y de transferencia tecnológica en una de las regiones que enfrenta los desafíos multidimensionales más acuciantes en el país. Con la implementación de este proyecto, se anticipa un cambio de paradigma que impulse actividades académicas en conjunto con estudiantes locales, para la adaptación a tecnologías emergentes y una respuesta proactiva a los desafíos del cambio climático.
Status | Finished |
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Effective start/end date | 15/07/24 → 14/01/25 |
Project Status
- In Execution
Project funding
- Internal
- Pontificia Universidad Javeriana