PRUEBA AVANCE LABMOVIL

1

2

Institución ejecutora:

Universidad Católica del Norte, Centro de Investigación Tecnológica del Agua en el Desierto (CEITSAZA), Director Dr. Francisco Remonsellez Fuentes.

AUTORES: Anahí Encina Araya, Directora de proyecto.

María Ildefonso Carpanchay, Investigadora de proyecto.

Loreto Araya Vicentelo, Ingeniera de proyecto.

Matías Sánchez Monje, Ingeniero de proyecto.

Paulina Hunt Vergara, Ingeniera de proyecto.

ILUSTRACIÓN Y DISEÑO: Paula Oyarzún Fadic, Diseñadora Gráfica.

Proyecto Financiado por el Gobierno Regional de Tarapacá a través del Fondo de Innovación para la Competitividad, FIC.

3

4

La importancia del agua Según la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO), la escasez de agua es un fenómeno natural, pero también un fenómeno inducido por los seres humanos. Aun cuando hay suficiente agua dulce en el planeta para satisfacer las necesidades de una población mundial, su distribución es desigual tanto en el tiempo como en el espacio, y mucha de ella es desperdiciada, contaminada y manejada de manera insostenible.

Es por esto mismo que la importancia del agua en nuestro planeta es de vital relevancia, de tal manera que representa para muchos países el desafío más urgente para el desarrollo socioeconómico y humano en general. Esta escasez, puede empeorar a causa del cambio climático, especialmente en zonas áridas y semiáridas, que ya de por sí presentan estrés hídrico.

La UNESCO también señala que la protección de los recursos de agua dulce mundiales requiere que el impacto de origen humano sobre el medio ambiente y el clima sea abordado de manera integrada. Es decir, es de importancia crítica invertir en programas que protejan el medio ambiente natural, conserven los recursos hídricos y los utilicen de manera eficiente.

Asimismo, la degradación de la calidad del agua contribuye a la escasez de este recurso. Este es un aspecto importante en el manejo de los recursos hídricos, el cual ha sido tratado con negligencia. La mala calidad del agua tiene múltiples consecuencias para la salud y el medio ambiente, que vuelven al recurso no apto para su uso, dando como resultado la reducción en la disponibilidad de recursos hídricos.

En efecto, la contaminación del agua se ha convertido en una de las grandes amenazas para la disponibilidad y reúso del agua dulce. La acelerada urbanización, el incremento en las actividades agrícolas, el uso de fertilizantes y plaguicidas, la degradación del suelo, las altas concentraciones de población y la deficiente eliminación de desechos afectan la disponibilidad de los recursos de agua dulce.

5

Ă­ndice

6

La importancia del agua El agua en el desierto El agua en relación con el curriculum escolar global Módulos tecnológicos incoporados en el Laboratorio Móvil 1.

Módulo Ciclo del Agua 1.1 Objetivo General 1.2 Descripción 1.2.1 Etapas del Ciclo del Agua 1.3 Distribución Global del Agua 1.4 Actividades Experienciales Educativas 1.5 Referencias 2.

Módulo de Eficiencia Hídrica 2.1 Objetivo General 2.2 Descripción 2.2.1 Consumo de agua en los hogares 2.2.2 Ejemplos de eficiencia hídrica en los hogares 2.3 Referencias 3 Módulo Cálculo de Huella Hídrica 3.1 Objetivo General 3.2 Descripción 3.3 Metodología de Evaluación de la Huella Hídrica 3.4 Actividad sugerida: Buen uso de los recursos naturales 3.5 Referencias 4 Módulo de Desalación de Agua 4.1 Objetivo General

5 13 15 15 16 17 17 18 23 24 26 27 28 28 31 31 31 33 34 34 35 37 38 39 40

7

4.2 Descripción 4.2.1 Proceso de desalinización de agua de mar 4.2.2 ¿Cómo funciona el Módulo de Desalación?

4.3 Referencias 5 Módulo de Reutilización de Aguas Grises 5.1 Objetivo General 5.2 Descripción 5.2.1 Composición de aguas grises según origen 5.2.2 Eficiencia Hídrica 5.3 Descripción del módulo de reutilización de aguas grises 5.3.1 ¿Cómo funciona el módulo?

5.4 Actividad sugerida: Arma tu filtro 5.5 Referencias 6 Modulo Agua y Energía 6.1 Objetivo General 6.2 Descripción 6.3 La destilación solar en la naturaleza 6.3.1 ¿Qué es la Destilación Solar?

6.4 Preparación Modulo Agua y Energía 6.5 Referencias 7 Módulo Recursos Hídricos No Convencionales 7.1 Objetivo General 7.2 Descripción 7.2.1 Formación de niebla 7.3 Dispositivos para colectar agua de niebla y rocío 7.4 Otros antecedentes 7.5 Actividades sugeridas: Experimentales 7.6 Referencias 8 Módulo Código del Agua 8.1 Objetivo General 8.2 Descripción

8

40 44 46 47 48 49 49 51 51 51 52 53 54 55 56 56 57 57 59 60 61 62 62 63 65 66 66 68 70 71 71

8.2.1 Clasificación de Derecho de Aprovechamiento de Aguas 8.3 Adquisición de Derechos de Aprovechamiento de Aguas 8.4 Referencias 9 Módulo Agricultura Urbana e Hidroponía 9.2 Objetivo General 9.3 Descripción 9.3.1 Cosecha de agua lluvia 9.3.2 Compostaje en agricultura urbana 9.4 Cultivos verticales 9.5 Actividades sugeridas: Compostaje – Jardín Colgante 9.6 Hidroponía 9.6.1 Conceptos básicos en hidroponía 9.6.1.1 Ubicación de un sistema hidropónico 9.6.2 Tipos de sistemas sin sustrato 9.6.2.1 Cultivos sin sustrato 9.7 Formulación de solución nutritiva 9.8 Actividades sugeridas: Siembra en almácigo 9.9 Referencias Conclusiones Bibliografía

71 73 74 75 76 76 77 78 79 80 85 86 86 86 86 90 91 92 95 97

9

Índice de Figuras Figura 1: Figura 2: Figura 3: Figura 4: Figura 5: Figura 6: Figura 7: Figura 8: Figura 9: Figura 10: Figura 11: Figura 12: Figura 13: Figura 14: Figura 15: Figura 16: Figura 17: Figura 18: Figura 19: Figura 20: Figura 21: Figura 22: Figura 23: Figura 24: Figura 25: Figura 26: Figura 27: Figura 28:

Ciclo del agua global Ejemplo de ciclo del agua educativo Mapa de precipitación anual promedio en el mundo Distribución global del agua. [1] Disponibilidad de agua por escorrentías en Chile. Fuente: Banco Mundial (2011) Metodología de Evaluación de Huella Hídrica [4] Agua en el mundo y distribución de agua dulce Proceso de ósmosis inversa Membrana de ósmosis inversa por el interior Proceso desalación de agua de mar Sistema de desalación completo Filtro de sedimentos Filtro de carbón activado Membrana de ósmosis inversa Fuentes de aguas grises Composición de aguas grises según origen Filtro de sedimentos Filtro de carbón activado Módulo reutilización de aguas grises Filtro de agua Principio de la destilación Esquema del ciclo del agua por evaporización Modelo de destiladores solares caseros Esquema de destilación simple Niebla de advección asociada a la circulación de brisa marina. Fuente: @The COMET Program Niebla orográfica. Fuente: @The COMET Program Neblinómetro estándar. Fuente: Carvajal, D. (2015) Colector de rocío. Fuente: Carvajal, D. (2015)

10

18 19 20 24 29 36 41 42 43 44 45 46 46 47 49 50 52 52 53 54 56 57 57 58 63 64 65 66

Figura 29: Figura 30:

Figura 31:

Figura 32:

Figura 33: Figura 34: Figura 35: Figura 36: Figura 37: Figura 38: Figura 39: Figura 40: Figura 41: Figura 42:

Instrucciones para crear nube dentro de una botella Distribución de los usos consuntivos del agua en Chile. Fuente: Estrategia Nacional de Recursos Hídricos 2012-2025.

Distribución de caudales de uso consuntivo superficial por comuna, Región de Tarapacá. Fuente: DGA (2012) Distribución de caudales de uso consuntivo subterráneo en Región de Tarapacá.

Fuente: DGA (2012) A: Sistema de cosecha de agua lluvia. B: Estanque almacenador de agua lluvia Pasos para seguir para realizar compostaje.

Pasos a seguir para realizar jardín colgante vertical.

Esquema de sistema NFT Diferentes disposiciones de sistema NFT: A: tipo A; B: ajustado a pared; C: NFT tipo S. Esquema de sistema de raíz flotante Sistema hidropónico de raíz flotante Esquema de sistema aeropónico Cultivo de papa en sistema aeropónico Representación de pasos a seguir en actividad practica de siembra de almácigos.

67 72 72 73 77 81 82 87 87 88 88 89 90 92

Índice de tablas 30 44 50 91

Tabla 1: Consumos de agua en hogares [4].

Tabla 2: Clasificación por tamaños de partículas Tabla 3: Contaminación contenida en las aguas grises en un hogar Tabla 4 Formula de solución nutritiva

11

12

EL AGUA EN EL DESIERTO La escasez hídrica en Chile y por sobre todo en la Región de Tarapacá, es un tema de vital contingencia en la actualidad. La sequía permanente que ha golpeado a nuestro país en los últimos años, ha traído una serie de consecuencias negativas que afectan a sectores tan diversos que van desde la agricultura, hasta la generación de energía y de abastecimiento.

La Región de Tarapacá es, en su mayor parte, una zona árida con precipitaciones casi nulas en la Planicie Litoral, la Cordillera de la Costa y la Depresión Intermedia, que aumentan gradualmente con la altura en la Precordillera hasta alcanzar en el Altiplano valores medios anuales entorno a los 150 – 180 mm. Por otro lado, la evaporación juega un papel predominante en el balance hídrico ya que supera ampliamente a las precipitaciones al alcanzar un promedio de 2.000 a 3.000 mm/año en la Depresión Central y los 1.000 a 2.000 mm/año en el Altiplano (CIDERH, 2013).

El agua superficial, en forma de precipitaciones y escurrimientos superficiales, sólo se materializa en el Altiplano y en la Precordillera hasta alcanzar la Depresión Intermedia de forma esporádica durante eventos hidrometeorológicos extremos. Por otra parte, el agua subterránea constituye el principal recurso hídrico permanente (característica común de muchas zonas áridas del mundo). Las características geomorfológicas y geológicas han favorecido la acumulación de volúmenes de agua en los acuíferos de la región cuya edad ha sido

definida entre reciente y 10.000 años. Lo anterior lleva a considerar una buena parte del agua subterránea de la región como un recurso no renovable (CIDERH, 2013).

La escasez del recurso hídrico es una limitante para el desarrollo regional de Tarapacá, el uso sustentable y la adecuada gestión, representan desafíos en el futuro y presente, ya que en la zona conviven diferentes actividades productivas y requerimientos de la población, por la cual es necesario implementar métodos para promover el uso eficiente del recurso. Los antecedentes oficiales muestran el desbalance hídrico en la Región, lo que hace necesaria acciones concretas para incentivar el conocimiento de la situación actual y cómo afrontar el desafío que implica el uso eficiente y sustentable del recurso hídrico en la región de Tarapacá De acuerdo a los antecedentes expuesto se diseño y construyó un “Laboratorio Móvil De Educación, Innovación y Tecnología en Eficiencia Hídrica”, el cual está compuesto con módulos demostrativos y/o prototipos educativos tecnológicos de eficiencia hídrica: Módulo de reutilización de aguas grises, módulo del ciclo del agua, módulo en 3d del recurso hídrico en la región de Tarapacá, módulo calcula tu huella del agua, módulo sobre cultivo hidropónico, módulo sobre huertos urbanos, módulo de eficiencia hídrica a través del uso de dispositivos eficientes, módulo agua y energía, módulo sobre desalación a través de sistemas de filtros y planta desaladora de laboratorio.

13

El laboratorio realizó un recorrido denominado “Ruta de Innovación y Eficiencia Hídrica”, en el cual visitó las comunas de Colchane, Camiña, Pozo Almonte, Alto Hospicio, Pica, Huara, Iquique, en cada una de las comunas se realizó la transferencia tecnológica y divulgación científica.

El presente libro se propone como un recurso pedagógico que contribuya al desarrollo y enriquecimiento del proceso de enseñanza - aprendizaje sobre la temática del agua, se expone la información de cada uno de los módulos, y se vincula directamente con el currículum educacional nacional.

Para finalizar, dejamos invitados a todos a ser parte del objetivo de este proyecto, que busca promover una cultura de uso sustentable de nuestros recursos hídricos, para nosotros y para nuestras futuras generaciones, sea cual sea el rol en la comunidad que tengamos (profesor, apoderado, estudiante, agricultor, etc.) está en nosotros ser agentes de cambio, y poder cambiar la situación actual del país y de la región.

¡JUNTOS CUIDEMOS EL AGUA!

14

EL AGUA EN RELACIÓN CON EL CURRICULUM ESCOLAR GLOBAL Con el objetivo de orientar cada uno de los módulos que componen la iniciativa en torno a la temática del agua : Ciclo del Agua; Huella Hídrica; Eficiencia Hídrica; Desalación; Reutilización de Aguas Grises; Agua y Energía; Recursos Hídricos No Convencionales; Hidroponía; Agricultura Urbana. Cada uno de los módulos engloba varios

enfoques que son posibles tratar desde diversas áreas del conocimiento y que se encuentran contenidos en objetivos de aprendizaje del currículum nacional escolar.

A continuación se presentan los niveles educativos y las asignaturas vinculadas con el tema del agua..

Nivel

Asignatura

Objetivo del Aprendizaje (OA)

1° básico

Ciencias Naturales

OA 1 /OA 9

2° básico

Ciencias Naturales

OA 9 / OA 10 /OA 11

3° básico

Ciencias Naturales

OA 8

4° básico

Ciencias Naturales

OA 10 / OA 11

Historia y Geografía

OA 7

Tecnología

OA 2

5° básico

Ciencias Naturales

OA 12 / OA 13 / OA 14

6° básico

Ciencias Naturales

OA 18/ OA 1 / OA 12

7° básico

Ciencias Naturales

OA 15

8° básico

Ciencias Naturales

OA 6

1° Medio

Ciencias Naturales

OA 6 / OA 8

2° Medio

Ciencias Naturales

-

3° Medio

Ciencias Naturales

-

4° Medio

Ciencias Naturales

-

Fuente: [https://www.curriculumnacional.cl/614/w3-propertyvalue-118605.html]

MÓDULOS TECNOLÓGICOS INCORPORADOS EN EL LABORATORIO MÓVIL Por cada uno de los módulos impartidos en el Laboratorio Móvil se indicará su vinculación con los objetivos de aprendizajes según el Currículo Nacional, para

posteriormente vincularlos con la información técnica y sistematizada de cada uno de los módulos trabajados.

15

1. Mรณdulo Ciclo del Agua 16

Objetivo de Aprendizaje:

OA 11: “Describir el ciclo del agua en la naturaleza, reconociendo que el agua es un recurso preciado y proponiendo acciones cotidianas para su cuidado”.

Asignatura:

Ciencias Naturales

Nivel Educativo:

2° básico

Actividad Sugerida:

Mediante el Laboratorio Móvil, se realizará una actividad que consta de una gigantografía con la imagen didáctica de los cambios de estado del agua y sus respectivos procesos a desarrollar en el ciclo del agua, en el cual los estudiantes serán los encargados de rellenar o completar los espacios vacíos donde irían los respectivos cambios de estado. Los estudiantes, previo a desarrollar la actividad serán guiados por los profesores donde podrán reactivar los conocimientos previos del ciclo del agua.

1.1

Objetivo General

El módulo del ciclo del agua enseña de manera interactiva el movimiento del agua en nuestro planeta, los procesos que intervienen y los diferentes estados en que se encuentra el agua.

1.2

vías, almacenamiento, transferencia y transformaciones tienen un efecto en el clima global y el bienestar humano [2].

En la Figura 1, se muestra un ejemplo del dinamismo y complejidad de los diferentes componentes del ciclo del agua en la Tierra.

Descripción

El ciclo del agua describe la presencia y el movimiento del agua en la Tierra y sobre ella. El agua de la Tierra está siempre en movimiento y constantemente cambiando de estado, desde líquido, a vapor, a hielo, y viceversa. El ciclo del agua ha estado ocurriendo por billones de años, y la vida sobre la Tierra depende de él; la Tierra sería un sitio inhóspito si el ciclo del agua no tuviese lugar [1]. El agua afecta en todos los aspectos de la vida en la Tierra. Las

17

El ciclo del agua Vapor volcánico

La atmósfera

Precipitación

Sublimación

Hielo y nieve

Desublimación

Condensación

Niebla

Evaporación Escurrimiento a ríos

Infiltración D

Filtración es Manantial ca rg Lagos ad ea gua sub terrá nea

Oceánicas Corrientes oceánicas

Figura 1: Ciclo del agua global. [1]

1.2.1 Etapas del Ciclo del Agua A continuación, se describen las diferentes etapas o componentes del ciclo del agua [1,2]:

1.2.1.1 Almacenamiento de agua en la atmósfera Es el agua almacenada en la atmósfera como vapor, en forma de humedad y nubes. Siempre hay agua en la atmósfera, es como la superautopista que mueve el agua alrededor del mundo, pero eso es solo el 0,001% del agua

18

total de la Tierra. El volumen de agua en la atmósfera en cualquier momento es alrededor de 12.900 kilómetros cúbicos. Si toda el agua de la atmósfera cayera como lluvia al mismo tiempo, cubriría la superficie terrestre con una capa de agua de 2,5 cm de espesor.

1.2.1.2 Almacenamiento de agua en hielo y nieve El agua que es almacenada por largos períodos de tiempo en el hielo, la nieve o los glaciares, también forma parte del ciclo del agua. Casi el 70% del agua dulce de la

Figura 2: Ejemplo de ciclo del agua educativo. [1]

Tierra se almacena en capas de hielo, glaciares y nieve permanente. La mayor parte de la masa de hielo global total (90%) está en la Antártida, mientras que la capa de hielo de Groenlandia contiene el 10% restante.

Algunos hechos sobre los glaciares y las capas de hielo: • Los glaciares cubren un 10-11% de toda la superficie de la Tierra.

• Si en el día de hoy, todos los glaciares se derritieran, el nivel del mar subiría alrededor de 70 metros.

• Durante la última edad de hielo el nivel del mar se encontraba alrededor de 122 metros más abajo del nivel a que está hoy día, y los glaciares cubrían casi un tercio de la superficie terrestre.

• Durante el último período cálido, 125.000 años atrás, los mares estaban alrededor de 5,5 metros más arriba del nivel a que están hoy día. Alrededor de tres millones de años atrás, los mares podrían haber estado 50,3 metros más arriba.

19

1.2.1.3 Sublimación

1.2.1.4 Precipitación

La sublimación es el proceso que implica el paso de un cuerpo de agua en estado sólido (hielo) a un gas (vapor de agua) sin pasar por la fase líquida. Las nevadas que se convierten en hielo en los glaciares pueden fluir por la fusión, pero también pueden transformarse directamente de hielo a vapor de agua.

Precipitación se les llama a todas las formas de agua liberadas desde las nubes y que caen a la superficie de la Tierra. Ya sea nieve, lluvia, aguanieve o granizo, dependiendo de la temperatura del aire por el que cae el agua. Es el principal proceso por el cual el agua retorna a la Tierra. La mayor parte de la precipitación cae como lluvia.

El proceso inverso (cambio de estado gaseoso a sólido) se denomina sublimación inversa o desublimación.

Las nubes contienen vapor de agua y gotas de nube, que son demasiado pequeñas como para caer en forma de

Precipitación anual promedio (mm) 3000 [120]

2000 [80]

1000 [40]

500 [20]

Figura 3: Mapa de precipitación anual promedio en el mundo.

20

250 [10]

Debajo 250

precipitación, aunque lo suficientemente grandes como para formar nubes visibles. El agua está continuamente evaporándose y condensándose en el cielo. Para que ocurra la precipitación primero pequeñas gotitas deben condensarse. Las gotas de agua colisionan y producen gotas de mayor tamaño y lo suficientemente pesadas como para caer de la nube en forma de precipitación. Se requieren muchas gotas de nube para producir una gota de lluvia.

La Figura 3 muestra un mapa de la precipitación anual promedio, en milímetros y pulgadas, del mundo. Las áreas de color verde claro pueden ser consideradas “desiertos”.

1.2.1.5 Infiltración La infiltración es el movimiento descendente del agua desde la superficie de la Tierra hacia el suelo o las rocas porosas.

Cuando se mira el suelo, no es como el concreto sin agujeros, continuamente lo reelaboran los animales que viven en el suelo, las raíces de las plantas, al secarse y humedecerse, o al congelarse y descongelarse, de alguna manera rompe el suelo, por lo que el agua puede entrar en ese suelo a través de los poros en la superficie.

1.2.1.6 Manantial Un manantial descarga agua subterránea hacia la superficie de la tierra debido a que el flujo natural de agua subterránea hacia el lugar excede el flujo de la misma. Los manantiales son efímeros, descargando intermitentemente;

o son permanentes, descargando constantemente.

Un manantial resulta cuando un acuífero se llena hasta el punto en que el agua se desborda a la superficie de la tierra.

1.2.1.6 Almacenamiento de agua dulce El agua se puede almacenar en un lago en cualquier momento, en un periodo de un día o dos, hasta en algunos casos quizás 10 años, incluso quizás 100 años en los lagos más profundos.

1.2.1.8 Almacenamiento de agua en los océanos El papel que juegan los océanos en el almacenamiento de agua es el dominante, porque contienen prácticamente toda el agua de la Tierra, que es un 96.5%. También se estima, que los océanos proveen de un 90% del agua que se evapora hacia la atmósfera.

Existen corrientes en los océanos que mueven grandes masas de agua alrededor de la Tierra. Estos movimientos tienen una gran influencia en el ciclo del agua y el clima.

1.2.1.9 Evaporación La evaporación es el proceso por el cual el agua cambia de un líquido a un gas o vapor. Grandes cantidades de agua se liberan de nuevo en el ciclo del agua debido a la evaporación de los lagos, ríos y océanos.

21

Donde sea que haya agua líquida, ya sea en los océanos o en el suelo como agua del suelo, en un río, en un lago o dentro de las plantas, el agua líquida puede convertirse en vapor de agua y esas moléculas de vapor de agua pueden moverse hacia la atmósfera.

1.2.1.10 Descarga de agua subterránea El agua subterránea que sale de la superficie terrestre, generalmente a través de un manantial, se llama descarga de agua subterránea. El agua subterránea es, en muchos casos, el principal contribuyente de los cursos de agua.

1.2.1.11 Almacenamiento de agua subterránea Grandes cantidades de agua son almacenadas en el suelo en poros, grietas y espacios entre las partículas de roca.

El agua se sigue moviendo, aunque de manera muy lenta, y sigue siendo parte del ciclo del agua. La mayor parte de este almacenamiento de agua subterránea proviene de la precipitación que se infiltra a través de la superficie de la tierra.

Otro término para el agua subterránea es “acuífero”. Los acuíferos, son los grandes almacenes de agua en la Tierra y muchas personas alrededor de todo el mundo dependen del agua subterránea en su diario vivir.

1.2.1.12 Escorrentía de nieve derretida Cuando las temperaturas suben por encima del punto de congelación del agua, la nieve comienza a derretirse y se

22

escurre en arroyos. Este evento ocurre estacionalmente en primavera o cuando las temperaturas suben.

1.2.1.13 Escorrentía de aguas superficiales El agua de lluvia que no se infiltra en el suelo y se acumula gradualmente en arroyos y ríos y finalmente fluye hacia el océano se denomina escorrentía superficial.

1.2.1.14 Pérdida por intercepción Después de que ha llovido, las plantas “interceptan” el camino de descenso del agua hacia la superficie de la tierra, almacenando temporalmente el agua en las hojas y los tallos y evaporándola a medida que las superficies de la vegetación se secan.

1.2.1.15 Transpiración La transpiración es donde las plantas evaporan el agua a través de las aberturas en sus hojas. La tasa de transpiración depende de la forma de la hoja, el tamaño, los poros (estomas) y la cera de la superficie de la hoja. Las distintas plantas, presentan distintas tasas de transpiración. Algunas de las plantas que crecen en las zonas áridas, como los cactus, conservan la tan preciada agua transpirando menos.

La transpiración es el proceso por el cual el agua es llevada desde las raíces hasta pequeños poros que se encuentran

en la cara inferior de las hojas, donde se transforma en vapor de agua y se libera a la atmósfera. La transpiración, es esencialmente la evaporación del agua desde las hojas de las plantas. Se estima que alrededor de un 10% de la humedad de la atmósfera proviene de la transpiración de las plantas.

como para ser vistas. Las moléculas de agua se combinan con diminutas partículas de polvo, sales y humo para formar gotas de nube, que crecen y forman las nubes.

Cuando las gotas de nube se juntan entre si crecen en tamaño, formándose las nubes y, la precipitación puede suceder.

1.2.1.16 Condensación

1.3

La condensación es el cambio de agua de su forma gaseosa (vapor de agua) a agua líquida. Generalmente ocurre en la atmósfera cuando el aire caliente sube, se enfría y pierde su capacidad para contener el vapor de agua.

Una descripción detallada de donde se encuentra el agua de la Tierra se puede observar en la Figura 4. Del total de agua de la Tierra, 1.386 millones de kilómetros cúbicos, alrededor de un 96%, es agua salada. Del agua dulce total, un 68% está confinada en los glaciares y la nieve. Un 30% del agua dulce está en el suelo. Las fuentes superficiales de agua dulce, como lagos y ríos, solamente corresponden a unos 93.100 kilómetros cúbicos, lo que representa un 1/150 del uno por ciento del total del agua.

A pesar de esto, los ríos y lagos son la principal fuente de agua que la población usa a diario [1].

La condensación es importante para el ciclo del agua ya que forma las nubes. Estas nubes pueden producir precipitación, la cual es la principal forma que el agua regresa a la Tierra. La condensación es lo opuesto a la evaporación.

Distribución Global del Agua

La condensación es responsable también de la niebla, de que se empañen tus lentes cuando pasas de un cuarto que está frío a uno más cálido, de la humedad del día, de las gotas que escurren por el lado de afuera de tu vaso y de las gotas que se forman del lado de adentro de las ventanas cuando el día está frío.

Incluso en aquellos días en que el cielo está completamente despejado de nubes, el agua sigue presente en forma de vapor de agua y pequeñas gotas demasiado pequeñas

23

Distribución global del agua

Agua dulce 3%

Agua salada (océanos) 97%

Agua de Tierra

Pantano 11%

Agua subterránea 30.1% Capas de hielo y glaciares 68.7%

Agua dulce

Figura 4: Distribución global del agua. [1]

1.4 Actividades Experienciales Educativas A continuación, se presentan algunos ejemplos de cómo desarrollar diferentes actividades experienciales con respecto al ciclo del agua [3]:

24

Ríos 2%

Otros 0.9%

Lagos 87%

Agua dulce superficial (líquida)

Ejemplo 1 A. Comenzar con una pregunta guía (Ejemplo: ¿Cómo la Tierra recircula el agua?)

B. Introducir los conceptos más importantes del ciclo del agua:

o Evaporación o Transpiración o Condensación o Precipitación, etc.

C. agua

Mostrar un vídeo relacionado con el ciclo del

D. o

o o

Hacer preguntar relacionadas, por ejemplo: ¿Cuáles son los procesos involucrados en el ciclo del agua? ¿De dónde proviene el agua que usas en tu casa? ¿Dónde está ubicada la mayor parte del agua en la Tierra?

E. (Para alumnos más pequeños) hacerlos dibujar su propia versión del ciclo del agua F. (Para alumnos más grandes) realizar una discusión de temas relacionados, por ejemplo: o

o

o

¿Cuál de los procesos del ciclo del agua puede verse más afectado por los humanos? ¿Cómo las actividades humanas afectan en la cantidad de agua en el ciclo hídrico? ¿Se te ocurre alguna manera de beneficiarnos de los procesos del ciclo del agua?

Ejemplo 2 De acuerdo a los siguientes conceptos sobre el Ciclo del agua global: Lagos y arroyos

Condensación

Océanos

Glaciares

Transpiración

Atmósfera

Escorrentía

Sublimación

Precipitación

Aguas subterránea s

Evaporación

Infiltración

El agua es almacenada en 5 lugares de la Tierra. Nombre cada lugar y anote la fase del agua en que se encuentra (por ejemplo: líquido, sólido o gaseoso).

Lugar

Fase

1. Lagos y arroyos

Líquida (agua)

2. Glaciares

Sólida (hielo)

3.

4.

5.

25

Hay 7 procesos involucrados en el ciclo del agua. Nombre y define cada proceso. Incluye el cambio de fase del agua durante cada proceso.

Proceso

Definición

Fase del agua

Lugar

1. Escorrentía

Precipitación fluye sobre la tierra hacia un cuerpo de agua

Líquida líquida

Cualquier lugar cercano a un cuerpo de agua

2. Condensación

Vapor de agua se convierte en agua líquida

Gaseosa líquida

3.

4.

5.

6.

7.

1.5 Referencias [1] http://water.usgs.gov/edu/watercyclespanish.html [2]https://www.sciencelearn.org.nz/image_maps/36dynamic-and-complex-the-global-water-cycle [3]http://scienceclass.net/hydrology/water_cycle/ Watershed_Connections_Lesson_2_Global_Water_Cycle. pdf

26

Atmósfera

2. MĂłdulo de Eficiencia HĂ­drica 27

Objetivo de Aprendizaje:

OA 11: “Medir la masa, el volumen y la temperatura de materia (en estados sólidos, líquido y gaseoso), utilizando instrumentos y unidades de medida apropiados”.

Asignatura:

Ciencias Naturales

Nivel Educativo:

2° básico

Actividad Sugerida:

Con la ayuda de los instrumentos del laboratorio móvil (pipetas, vasos de precipitado, probeta y tubos de ensayo) calcularemos el volumen del agua ahorrada en un estanque de WC de doble descarga. Si el volumen que se quiere medir es pequeño, podemos utilizar una pipeta graduada en centímetros cúbicos (cm3) o en mililitros (ml). Si queremos medir volúmenes mayores, podemos usar una probeta o un vaso precipitado.

-

Objetivo (s):

2.1

Calcular el volumen de agua ahorrada usando el sistema de WC de doble descarga usando ecuaciones.

Medir el volumen de agua total del estanque.

Medir el volumen de agua después de presionar botón de descarga parcial.

Llenar nuevamente el tanque, medir nuevamente el volumen de agua después de presionar botón de descarga total.

Objetivo General

El módulo de eficiencia hídrica enseña a los estudiantes de manera demostrativa la importancia del uso eficiente y ahorro del agua en los hogares, mediante la aplicación de diferentes dispositivos innovadores.

28

2.2 Descripción El uso eficiente de agua a nivel mundial se ha convertido en una necesidad crucial para garantizar la sostenibilidad del recurso hídrico, considerándolo como un recurso finito, esencial para la vida, el desarrollo y el ambiente, teniendo

en cuenta que su gestión debe basarse en un enfoque participativo, involucrando a usuarios, planificadores y los responsables de las tomas de decisiones a todos los niveles.

El 70% de nuestro planeta está cubierto por agua, sin embargo, el 98% es salado y la tecnología actual para tratarla y usarla para el consumo humano o riego es todavía restringida, debido a sus altos costos. Además, la mayor parte del 2% del agua dulce se localiza en los casquetes polares o en los acuíferos, por lo que sólo queda disponible el 0.014% en los lagos y ríos de la superficie terrestre.

La distribución espacial del agua es desigual, y lo es aún más si se le relaciona con la población. Se estima que 3.400 millones de personas en el mundo cuentan con una dotación de apenas 50 litros por día [2]. En Chile, ocurre algo similar, existe una desigualdad en la distribución del agua disponible. Cuando se analiza regionalmente, desde Santiago al norte prevalecen las condiciones áridas, por lo que la media de disponibilidad de agua está por debajo de los 800 m3/persona/año (menor a los 2.000 m3/persona/ año considerado internacionalmente como umbral para el desarrollo sostenible); mientras al sur de Santiago supera los 10.000 m3/persona/año [3]. La disponibilidad de aguas por escorrentías en cada región de Chile se presenta en la Figura 5.

Disponibilidad de agua en Chile por habitante. 2009

Lagos 87%

Región Figura 5: Disponibilidad de agua por escorrentías en Chile. [3]

Región

M3/persona/ año

I Y XV

854

II

52

III

208

IV

1.020

V

801

RM

525

VI

6.829

VII

23.978

VIII

21.556

IX

49.273

X Y XIV

136.207

XI

2.993.535

XII

1.959.036

Media

53.953

29

A lo anterior se debe agregar otro problema: la contaminación. La mayoría de los ríos, lagos y mares del mundo se encuentra en un grado de deterioro tal, que urge tomar medidas para su protección. La atención a este tipo de problemas en forma integral requiere de la combinación de decisiones de orden político, económico, social y técnico.

Uno de los mecanismos para atender los problemas mencionados son los programas de ahorro, conservación o uso eficiente del agua.

Con respecto al uso eficiente del agua, en su sentido más amplio, se refiere a una optimización del uso del agua y de la infraestructura correspondiente, con la participación

Consumo de agua en hogar En el baño

Inodoros

Cada vez que tiramos de la cadena del WC consumimos entre 10 y 15 litros de agua.

La media de consumo en una ducha es de 70 litros y de un baño es de 200 litros.

En la cocina

Grifos/ higiene personal

La media de consumo al lavarse los dientes con el grifo abierto es de 30 litros, y la media de consumo al afeitarse con el grifo abierto es de 40 a 70 litros.

Electrodomésticos

El consumo de agua en las lavadoras depende del modelo que tengamos, ya que existen lavadoras con programas económicos y varios ciclos de lavado más menos cortos. Consideraremos que se gastan 90 litros de agua por término medio en una lavadora normal.

Uso del lavaplatos

La media de consumo de un lavaplatos es de 15 ó 20 litros de agua por cada puesta.

La media de consumos por cada vez que se friegan los platos es de 100 litros.

En la limpieza de la casa

Lavado del coche

Si lavamos el coche con manguera consumimos una media de 500 litros.

Fregado de suelo

Naturalmente el consumo dependerá de la superficie total al fregar, y del nivel de suciedad de la misma. Normalmente consumimos una media de 20 litros por fregado.

En piscinas y zonas verdes

Riego de plantas

El riego directo de cada ejemplar calculamos una media de consumo de 3 a 6 litros.

Riego de césped

Llenado de piscina

Tabla 1: Consumos de agua en hogares [4].

30

El consumo en el riego de césped depende del clima, del suelo, del tipo de césped y de la época del año. Un césped medio necesita 6 a 10 litros de agua por m2 a diario en verano en sitios cálidos.

Cada piscina consume agua en función de sus dimensiones. Para una piscina de 7 metros de longitud, por 3 de ancho, por 2 metros de fondo, resultan un total de 42.000 litros.

activa de los usuarios y con un alto sentido de equidad social [2].

• Que sea breve. Utilizar la ducha en lugar de la tina de baño.

En este proyecto del Laboratorio Móvil de Eficiencia Hídrica, se propone enseñar el buen uso e importancia de racionalizar el consumo del agua en nuestros hogares, lo que puede influir de manera determinante en asegurar su disponibilidad en el futuro, como se tiene actualmente.

• A remojo. Procurar lavar las frutas y verduras en una fuente; con menor cantidad de agua se conseguirá un mejor resultado.

2.2.1 Consumo de agua en los hogares Para promover la concientización sobre la importancia del agua doméstica, y sobre la necesidad de su ahorro y uso eficiente, conviene conocer previamente las principales cifras relacionadas con el uso del agua en nuestros hogares [4], tal como se muestra en la Tabla 1.

2.2.2 Ejemplos de eficiencia hídrica en los hogares Son numerosas las circunstancias que influyen en el consumo de agua doméstico, y sobre las que se puede actuar para reducirlo. Pero en general, se puede influir en la reducción y eficiencia de nuestros consumos en base a técnicas o dispositivos de eficiencia hídrica (ver tabla 2).

Es importante destacar algunos cambios que se pueden hacer en los hábitos cotidianos de consumo y uso del agua, lo que permitirá ahorros considerables de agua en el hogar.

• En la cocina. Llenar el lavaplatos para fregar los platos. Utilizar la lavadora y el lavavajillas sólo cuando estén llenos.

• Que no corra el agua. En el cuarto de baño, no dejar correr el agua cuando uno se lava los dientes, se afeita o se ducha.

• Lavar, pero no tanto. No lavar el auto más de lo necesario. Fomentar el uso de sistemas de lavado automático o manual mediante un balde y esponja, en lugar de la manguera. O lavado en seco.

• Barrer y recoger. Para limpiar terrazas y lugares descubiertos, utiliza la escoba y el recogedor, nunca la manguera.

• Mejor al anochecer. Programar el riego de las plantas del jardín al anochecer. Se recomienda como opción regar de las 8 a 12 de la noche, o en las primeras horas de la mañana.

2.3 Referencias [1] http://sds.uanl.mx/agua-2/ [2] http://www.bvsde.paho.org/bvsair/e/repindex/repi48/ uso/uso.html [3] Banco Mundial (2011). Diagnóstico de la gestión de los recursos hídricos, Chile. http://www.dga.cl/eventos/ Diagnostico%20gestion%20de%20recursos%20 hidricos%20en%20Chile_Banco%20Mundial.pdf [4] Unión Europea, Gobierno de España. Guía sobre uso eficiente y ahorro de agua en el hogar http://www. absostenible.es/fileadmin/agenda21/documentos/ a21Escolar/AGUA_HOGAR_m5.pdf

31

Usos del agua en una casa

Ejemplos de técnicas de eficiencia hídrica

Inodoros de bajo consumo (con mecanismo de doble descarga).

En la cisterna del inodoro, colocar una botella llena de agua o arena, reduciendo la capacidad del tanque a modo de economizador de agua.

En baños y zonas de lavadoras, instalar un circuito de aguas grises, para el aprovechamiento de las aguas para rellenar inodoros, regar jardines o baldear suelos.

Nuevos diseños de regaderas de ducha o empleando reductores de flujo (mecanismos rociadores).

Usos Interiores

Dispositivos reutilizadores de agua (bolsa Waterdrop de Esferic), para acumular el agua inicial de la ducha que se desperdicia cuando se encuentra fría antes de regular la temperatura. Además sirve como regadera plegable.

Reducción del flujo de llaves de lavamanos y fregaderos acoplando dispositivos economizadores aireadoresperlizadores, los cuales incluyen aire y dispersan el chorro de agua, incrementando el área de cobertura y, por lo tanto, la eficiencia de lavado. Un aireador puede llegar a reducir el flujo hasta en un 6%.

También existen pulverizadores, que pueden ahorrar hasta un 98% de agua.

Usos Exteriores

Riego eficiente de jardines. En jardines, terrazas y balcones, instalar sistemas de riego por goteo o sudoración, y detectores de humedad.

Uso de plantas nativas de la región. La combinación de éstas con rocas y grava puede dar una apariencia atractiva y consumir muy poca agua. Una tendencia reciente es el uso de xerófitas (ej. Cactáceas).

Tabla 2: Usos del agua en casa

32

3 Módulo Cálculo de Huella Hídrica 33

Objetivo de Aprendizaje:

OA 7: “Distinguir recursos naturales renovables y no renovables, reconocer el carácter limitado de los recursos naturales y la necesidad de cuidarlos, e identificar recursos presentes en objetos y bienes cotidianos”.

Asignatura:

Historia y geografía

Nivel Educativo:

4° básico

-

Objetivo (s):

-

3.1

Crear una aplicación para el móvil, donde se puede calcular la huella hídrica dependiendo de las actividades diarias que haga cada estudiante/persona.

Cuantificar la cantidad de agua que se consume de manera directa o indirecta en las distintas actividades personales que se realizan a diario.

Concientizar a los estudiantes mediante esta aplicación para el móvil y de un conversatorio previo al desarrollo de la actividad, la cantidad de agua que se gasta al día dependiendo de la persona.

Objetivo General

El módulo del cálculo de la huella hídrica enseña a los alumnos a cuantificar la cantidad de agua que se consume de manera directa o indirecta en las diferentes actividades personales que realizan y, también ayuda en concientizar sobre el uso eficiente del agua en los hogares y establecimientos de enseñanza.

3.2 Descripción La huella del agua o huella hídrica (HH) es un indicador del consumo y contaminación de agua fresca, que contempla las dimensiones directa e indirecta. Su concepto fue introducido por primera vez en el año 2002 por el Dr. Arjen Hoekstra y desde entonces es difundido por la organización Water Footprint Network (WFN) [1].

34

Según la aplicación, los resultados de la huella hídrica pueden emplearse para informar la estrategia hídrica de la empresa (en el caso de un producto) o sobre los patrones de consumo de una población (de un consumidor), o a los actores y autoridades de cuencas, sobre la gestión sostenible del recurso a nivel de su cuenca [2].

Conceptualmente, la Huella Hídrica es un indicador multidimensional compuesto por tres subindicadores, los cuales se definen de la siguiente manera [2,3]:

•

Huella Hídrica Azul, corresponde al volumen de aguas superficiales (ríos, lagos) y/o aguas subterráneas consumido. Se refiere al agua fresca (agua azul) que se extrae de fuentes superficiales y/o subterráneas y que no retorna al ambiente de donde se extrajo. Esto se puede producir por:

− − − −

Un consumidor Grupo de consumidores Una cuenca De un área geográfica delimitada, entre otros.

o o o

Agua evaporada Agua incorporada a un producto Agua que no retorna a la misma cuenca de extracción o que se vierte al mar

•

Huella Hídrica Verde, corresponde al volumen de agua lluvia (aguas verdes) consumido. Se refiere al volumen de agua de lluvia que no se convierte en escorrentía o en infiltración, sino que se evapotranspira por las plantas y/o se incorpora en productos agrícolas o forestales.

Las huellas hídricas azul, verde y gris se expresan en unidades de volumen/tiempo. Al dividir este valor por la cantidad de productos producidos en una cuenca durante el periodo de tiempo analizado (producto/tiempo) se obtiene una huella asociada a la producción (volumen/ producto).

•

Huella Hídrica Gris, corresponde al volumen de agua fresca que se requiere para asimilar una cierta carga de contaminantes de un vertimiento a causa de procesos antrópicos (agua gris), basándose en la concentración ambiental natural y normas de calidad ambiental de aguas. En otras palabras, esta se refiere a un “volumen hipotético” para reducir la concentración de la carga de contaminantes hasta que el agua alcance una calidad consistente con la norma de calidad ambiental, entendiendo que esta regulación garantiza que la disponibilidad por calidad del agua no se vea afectada. Es un indicador virtual del grado de contaminación del agua fresca.

Para todos los tipos de análisis (consumidor, productor, producto, sistema productivo, y a un área geográfica), se puede distinguir los tres subindicadores, tanto para el uso directo como para el uso indirecto de agua.

•

El agua gris se identifica como una amenaza que puede alterar la condición de calidad natural del cuerpo receptor y, por tanto, reducir la disponibilidad de agua para los usuarios.

Se puede medir la Huella Hídrica de: − Un proceso − Un producto

• El uso directo de agua o HH directa, se refiere al volumen de agua que es directamente substraída por el sistema analizado (ej., riego en el caso de la producción de cultivos).

• El uso indirecto de agua o HH indirecta, se refiere al volumen de agua que fue requerido para la producción de productos y/o servicios que son requeridos por el sistema analizado (ej., cadena de suministros).

3.3 Metodología de Evaluación de la Huella Hídrica La metodología de evaluación de la Huella Hídrica propuesta por el Water Footprint Network contempla 4 fases:

35

Establecer alcances y objetivos

Análisis de sostenibilidad de la huella hídrica

Cálculo de la huella hídrica

Formulación de estrategias de respuestas a la huella hídrica

Figura 6: Metodología de Evaluación de Huella Hídrica. [4]

En la práctica, este modelo de 4 fases es más bien una guía, por lo que no es estrictamente necesario incluir todas las etapas en un estudio, dependiendo de sus alcances y objetivos.

A. Establecer alcances y objetivos El primer paso para la evaluación de HH es la identificación de límites y alcances que son parte del cálculo de la huella hídrica.

Se puede crear un checklist general para definir los alcances y objetivos, por ejemplo:

•

¿Cuál es el objeto de estudio? (proceso, consumidor, producto, etc.)

•

¿Para qué se está realizando la evaluación de HH?

•

¿Qué Huellas se van a medir? (azul, gris, verde, directa y/o indirecta)

•

¿Cuál es la información que se puede obtener?

•

¿Qué periodo de tiempo? ¿Apuntando la evaluación para un año en particular o al promedio durante algunos años, o al análisis de tendencias?

36

•

Si la huella hídrica se enfoca a un consumidor o comunidad:

- ¿Cuál comunidad?

- ¿Un consumidor individual o los consumidores

dentro de un municipio, provincia o estado?

-¿Qué bienes y productos generalmente consumen?

Para este proyecto del Laboratorio Móvil de Eficiencia Hídrica, se propone realizar un cálculo de huella hídrica para un consumidor, es decir, cada alumno o profesor podrá calcular su propia huella hídrica personal, pudiendo comparar sus resultados.

B. Cálculo de la huella hídrica La metodología del cálculo de la huella hídrica se basará en la colección de datos a través de una plataforma digital interactiva tipo encuesta, donde se podrá obtener la información necesaria para calcular la huella hídrica por consumidor.

Según Water Footprint Network [4], la huella hídrica de un consumidor (HHcons) es calculada por la suma de sus huellas hídricas directas e indirectas:

HHcons = HHcons,dir+ HH cons,inD (volumen/tiempo)

(1)

La huella hídrica directa de un consumidor (HHcons,dir) se refiere al consumo y contaminación de agua que está relacionado con el uso del agua en el hogar o en el jardín.

La huella hídrica indirecta de un consumidor (HHcons,ind) se refiere al consumo y contaminación de agua que puede estar asociado con la producción de bienes y servicios usados por el consumidor (p. ej.: ropa, comida, papel, energía y bienes industriales consumidos). El uso indirecto de agua es calculado mediante la siguiente ecuación: HHcons,ind = ∑p[C(p)×HHprod (p)] (volumen/tiempo) (2) Donde C(p) es el consumo de un producto p (unidades de producto/tiempo) y HHprod(p) es la huella hídrica del producto (volumen de agua/unidad de producto). El conjunto de productos se refiere a los bienes y servicios del consumidor final.

La huella hídrica de un producto se puede obtener mediante estimaciones promedio nacionales o globales que se encuentran en la literatura o en el sitio web de Water Footprint Network [5].

Por ejemplo:

1 hoja de papel = 10 L de agua consumida

1 kilo de carne de res = 15.500 L de agua consumida

1 kilo de pan = 1608 L de agua consumida

C. Análisis de sostenibilidad de la huella hídrica

la huella hídrica de apropiación de agua fresca de una cuenca, lo que involucra otros parámetros más complejos.

Por lo tanto, no se aplica dentro de los alcances de este proyecto.

D. Formulación de estrategias de respuestas a la huella hídrica Con base en los resultados del análisis de sostenibilidad, se plantean estrategias o políticas de respuesta para mejorar la gestión del recurso hídrico.

3.4 Actividad sugerida: Buen uso de los recursos naturales Los recursos naturales deben ser explotados y usados en beneficio de los seres humanos, pero debe hacerse de manera cuidadosa. Debemos tener conciencia de que lo que nos brinda la naturaleza debe perdurar en el tiempo para que otras personas, en el futuro, puedan utilizarlo también. Esa forma de explotar y consumir, cuidando los recursos se denomina desarrollo sostenible.

El agua es un recurso indispensable para la supervivencia y las actividades humanas. La mayoría de los productos que consumimos están relacionados, directa o indirectamente con el agua. Cada producto tiene una Huella Hídrica. La huella hídrica es un indicador del uso del agua, que contempla el empleo directo o indirecto del agua necesaria para producir ese bien. En la siguiente tabla, observa la huella hídrica de diferentes productos [5].

Este tipo de análisis se aplica a un nivel más global, donde se compara los recursos hídricos disponibles con

37

Producto

Huella Hídrica (Litros de Agua)

Un litro de leche

1.000

1 kilo de algodón ( en telas)

10.000

1 kilo de carne

15.400

1.600

1 kilo de pan Fuente: [http://www.huellahidrica.org?pagefiles/home]

I. Mencione los productos agrícolas que se producen en su localidad o cerca del ella. ………………………………………………………………… ………………………………………………………………… ………………………………………………………………… …………………………………………………………………...

II. Explique, brevemente, qué pasaría con la producción agrícola, si faltara el recurso agua. ………………………………………………………………… ………………………………………………………………… ………………………………………………………………… ………………………………………………………………...…

III. ¿Qué se puede hacer para mejorar el uso del recurso agua en su localidad? Escriba dos ejemplos. ………………………………………………………………… ………………………………………………………………… ………………………………………………………………...… ………………………………………………………………...…

38

3.5

Referencias.

[1] Manual para la evaluación de la huella hídrica. Water Footprint Network. https://waterfootprint.org/media/ downloads/ManualEvaluacionHH.pdf [2] Guía metodológica para la evaluación de la huella hídrica en una cuenca hidrográfica. Erika Zárate Torres, Alex Fernández Poulussen, Derk Kuiper; Unión Europea, Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura.

– San José, C.R.: IICA, 2017. http://repositorio.iica.int/ bitstream/11324/2996/1/BVE17068913e.pdf [3] Fundación Chile (2016). Reporte Huella Hídrica en Chile: Sectores prioritarios de la cuenca del Río Rapel http:// documentos.dga.cl/REH5710.pdf [4]https://waterfootprint.org/media/downloads/ TheWaterFootprintAssessmentManual_2.pdf [5] https://waterfootprint.org/en/water-footprint/product-waterfootprint/

4 Mรณdulo de Desalaciรณn de Agua 39

Objetivo de Aprendizaje:

OA 12: “Describir la distribución del agua dulce y salada en la tierra”.

Asignatura:

Ciencias Naturales

Nivel Educativo:

5° básico

Objetivo (s):

4.1

-

Entender la importancia de disponer del recurso con mayor abundancia en el planeta como es el agua de mar, así como también del agua salobre.

-

Purificar el agua con un sistema de ósmosis inversa y así educar a los alumnos del uso eficiente del recurso hídrico.

Objetivo General

El módulo de desalación tiene como objetivo entender la importancia de disponer del recurso con mayor abundancia en el planeta como es el agua de mar, así como también del agua salobre (agua con menos sales que el agua de mar), con el fin de potabilizar el agua con un sistema de ósmosis inversa y así educar a los alumnos del uso eficiente del recurso hídrico.

4.2 Descripción El agua ocupa aproximadamente el 71% de la superficie de la tierra. Sin embargo, el 97% de este recurso disponible en el planeta está en los océanos, la cual es salada y no apto para el consumo humano. Estas aguas tienen una gran

40

cantidad de Cloruro de Sodio, también conocido como sal. Otros minerales que se encuentran son el cloruro de magnesio, el sulfato de magnesio y el sulfato de calcio. La salinidad del agua del mar varía de un lugar a otro debido a los aspectos climáticos, especialmente la temperatura, que influye en la evaporación. La cantidad media de sal es de un 35% (35 g de sal por cada litro de agua).

Los océanos, por su abundancia, son de gran importancia para la humanidad. Debido al aumento del consumo y la escasez de agua potable en varias partes del mundo, se hizo necesario poder convertir agua salada en agua dulce.

Agua en el planeta 97,5% ---

-

agua salada

2,5% -----

agua dulce

Agua dulce 69,7% -----

agua congelada

0,3%----

agua superficial

30%

agua subterránea

Figura 7: Agua en el mundo y distribución de agua dulce. [1]

El proceso de desalación puede ser desarrollado a través de varios métodos. Sin embargo, los más comunes son [2,3]: • Ósmosis Inversa • Desalinización Térmica • Congelación • Evaporación Relámpago ¿Qué es la ósmosis?

La ósmosis es el movimiento de moléculas de un solvente (agua) a través de una membrana parcialmente permeable porosa, que va de una región de menor concentración de sales a otra de mayor, en esta acción la membrana tiende a igualar las concentraciones en los dos lados [4].

Este flujo de partículas solventes hacia la zona de menor potencial se conoce como presión osmótica medible en términos de presión atmosférica. ¿Qué es la ósmosis Inversa?

Sí utilizamos una presión superior a la presión osmótica, al presionar fluidos a través de la membrana y sólo las moléculas de menor peso pasan del otro lado [4].

En el tratamiento de agua los sólidos disueltos al generar esta presión quedan retenidos en la membrana y sólo pasa el agua, a esto se le llama ósmosis inversa. Para lograr este efecto del paso del agua es necesario presurizar el agua a un valor superior al de la presión osmótica [4].

41

¿Cuánta agua rechaza una ósmosis inversa?

Las membranas de ósmosis inversa tienen la característica de hacer una limpieza continua mientras trabajan, porque de no ser así, sufrirían una acumulación de contaminantes y una saturación en poco tiempo, por lo que parte del flujo de agua entrada arrastra los contaminantes sales y minerales. A esto se le conoce como agua de rechazo, que comúnmente es 40% de agua producto y 60% de agua de rechazo, en equipos con agua de calidad relativamente

buena, puede ser 50% / 50% o en aguas con sólidos disueltos totales (TDS) bajos hasta 60% / 40% [4].

Ósmosis Solución Concentrada Agua (Disolvente)

Presión Osmótica

Ósmosis inversa Presión externa Presión Osmótica

Membrana impermeable

Figura 8: Proceso de Ósmosis Inversa.[4]

42

Agua purificada

Agua concentrada

¿Qué tiempo de vida tiene una membrana de ósmosis inversa?

Una membrana de ósmosis inversa en un equipo correctamente diseñado, la duración puede ser entre 3 a 5 años. Es importante hacer los mantenimientos periódicos con químicos para limpieza de membranas, siguiendo los consejos del fabricante. En aguas con concentraciones altas de sólidos disueltos, dureza o presencia de sílice es recomendable dosificar un anti-incrustante mediante

una bomba, también es importante el pre-tratamiento que incorpora el equipo: eliminación de partículas en suspensión mediante cartuchos de sedimentos o equipos de lecho profundo y equipos de carbón activado y ablandadores de agua, si es necesario. En membranas de uso doméstico el tiempo de vida es más corto, 2 a 3 años, debido a que no es posible realizar los mantenimientos antes mencionados [4].

Figura 9: Membrana de ósmosis inversa por el interior.[4]

43

Tipo de tratamiento

Tamaño poro

Filtración de Partículas

1 a 1000 micras

Micro filtración

0.1 a 1 micras

Ultrafiltración

0.01 a 0.1 micras

Nano filtración

10 a 100 Å

Ósmosis inversa (Hiperfiltración)

1 a 10 Å

Tabla 2: Clasificación del tipo de tratamiento según tamaños de partículas [4].

4.2.1 Proceso de desalinización de agua de mar

Cómo se realiza el proceso Filtros de dolomitas Membranas

Bombas de alta presión Filtros de cartucho Estación de captación

rio

isa

Em

rio

isa

6 5

8

4

Estanque bonilla Sala de bombeo

7

3 2 1

Estanque de almacenamiento

n

ció

pta

a 1: C

Em

9

: De

rte sca

2

La producción de agua potable comienza con la camptación de agua de mar.

Figura 10: Proceso de desalación de agua de mar.

44

Luego se pasa a la etapa de pretratamiento, que consiste en una doble filtración de las aguas y un posterior acondicionamiento por medio de distintos procesos químicos.

Desde ahí se sigue con la desalación que separe las sales del agua en la que estan disueltas, hasta alcanzar niveles que permiten hacerla apta para el consumo humano.

La sal extraída es devuelta al mar y el agua es sometida a un proceso de desinfección y fluoración para ser destribuida.

1.

Captación : El proceso comienza con la captación de agua desde el mar, a través de una bocatoma que extrae el agua a unos 400 metros de la costa y a 20 metros de profundidad. Ésta se conduce a un depósito especialmente acondicionado [5].

inversa. Para ello es necesario suministrar el agua a una presión lo suficientemente alta, como para superar la presión osmótica, obteniendo como consecuencia dos tipos de agua: salmuera y agua desmineralizada por separado [5].

2.

Pre tratamiento: El agua ingresa a un sofisticado proceso de doble filtrado de arena seguido por uno de cartuchos para su posterior acondicionamiento a través de diversos productos afines [5].

4.

Post tratamiento : En la etapa final, al agua purificada (o agua producto) es remineralizada con aquellos elementos que el cuerpo humano necesita y posteriormente se le agrega cloro y flúor, de acuerdo con lo establecido por las normativas vigentes. Sólo entonces es conducida a la red de distribución de agua potable y está en óptimas condiciones para su consumo [5].

3. Desalación: Consiste en la separación de las sales que están presentes de manera disuelta en el agua de mar. Esto se logra gracias al proceso de ósmosis

Figura 11: Sistema de desalación completo.

45

4.2.2 Cómo Desalación?

funciona

el

Módulo

de

Los sistemas de ósmosis inversa a escala de laboratorio se conectan a la tubería doméstica para purificar el agua, tienen un funcionamiento bastante sencillo. Normalmente son filtros de 4 etapas o 5 etapas. Eso simplemente son los pasos que hay para filtrar el agua.

1ª Etapa: En este caso es un filtro de sedimentos. Para arenilla o granitos de cal que pudiera acompañar al agua. Todo lo que supere las 5 micras de tamaño (0,005 milímetros).

Figura 12: Filtro de sedimentos.

46

2ª y 3ª Etapa: En ellas se usa carbón activado (uno en grano y otro en bloques). Para conseguirlo se tratan restos vegetales; cascarás de nuez, madera o corteza de coco, con gases de combustión y vapor de agua a altas temperaturas. Se consigue un material con una gran cantidad de poros y recovecos que por un fenómeno de adsorción es capaz de eliminar ciertos componentes.

Principalmente se usan para eliminar olores y en el caso del agua potable para eliminar el cloro.

Se les suele añadir también una resina de intercambio catiónico con esta parte es la que reduce la dureza del agua. Con esto nos quitamos el cloro (carbón) y parte de la dureza del agua (resina).

Figura 13: Filtro de carbón activado.

La membrana va embutida en un tubo y enrollada en espiral de manera se forman varias capas de filtrado El agua atraviesa las capas de la membrana mientras que los sólidos quedan atrapados en el conducto central

Entrada del agua bruta a presión

Figura 14: Membrana de Ósmosis Inversa.

Membrana enrollada

4ª Etapa: La membrana de ósmosis inversa tiene una multitud de poros microscópicos en su superficie y prácticamente ninguna de las impurezas, moléculas de la sal, bacterias y virus pueden traspasarla, de esta manera se logra obtener un agua libre de todo tipo de elementos nocivos para el ser humano, y que restan calidad al agua que bebemos.

4.3 Referencias

Depósito: Como este proceso puede ser lento, hay un depósito que acumula el agua para su uso.

[3] http://www.aguasistec.com/planta-desaladora.php

5ª Etapa: Después del depósito se suele instalar otro pequeño filtro de carbón activado para hacer más eficiente el proceso.

[1]https://www.monografias.com/trabajos95/procesodesalinizacion/proceso-desalinizacion.shtml [2]https://www.engormix.com/avicultura/articulos/metodosdesalinizacion-t27471.htm

[4]https://www.carbotecnia.info/encyclopedia/que-es-laosmosis-inversa/ [5]http://www3.aguasantofagasta.cl/empresa/ruta-delagua.html

47

5 Mรณdulo de Reutilizaciรณn de Aguas Grises

48

Objetivo de Aprendizaje:

OA 02: “Planificar la elaboración de un objeto tecnológico, incorporando la secuencia de acciones, materiales, herramientas, técnicas y medidas de seguridad necesarias para lograr el resultado deseado, y discutiendo las implicancias ambientales de los recursos utilizados”.

Asignatura:

Tecnología

Nivel Educativo:

4° básico

5.1

Objetivo General

Promover de manera demostrativa la importancia de la recuperación y reúso de aguas residuales domésticas, para fomentar el uso eficiente del agua.

5.2 Descripción Existen diferentes definiciones dadas al término “Aguas Grises”. El término corresponde a aguas residuales domésticas con excepción de las provenientes de inodoros y urinarios, llamadas aguas negras, otros excluyen además de esta definición aguas provenientes de la cocina. Una subdivisión usual es separar las aguas grises en claras y oscuras, siendo las primeras correspondientes a lavamanos, duchas y tinas, y las segundas a lavadora y lavaplatos [1, 2, 3].

Estudios realizados en diferentes países indican que el porcentaje de aguas grises, presentes en aguas servidas domésticas, se encontraría entre un 50 y 80% o más acotado aun entre 60 y 70% [2].

Aguas Grises

Figura 15: Fuentes de Aguas grises. [2]

49

El siguiente gráfico presenta la composición porcentual de las aguas servidas (inodoros) y grises respectivamente.

Duchas y tinas 27% Inodoros 34%

Lava vajillas 10%

Lavadoras 22%

Lava manos 7%

Figura 16: Composición de aguas grises según origen. [2]

Origen

Contenido

Observaciones

Materia orgánica, nutrientes, sólidos, detergentes, altos niveles de grasas y aceites Altas concentraciones de detergentes, productos químicos de agentes de limpieza especializados, pelusas y sólidos

Lavado de pañales aumenta contenido de patógenos.

Ducha /Tina

Jabón, Shampoo, Grasas y bacterias

Aumenta el contenido de patógenos debido a prácticas como orinar en la ducha.

Lavamanos

Jabón, pasta de dientes y otros productos de higiene.

Lavaplatos/Lavavajillas

Lavadero / Lavadora de ropa

Tabla 3: Contaminación contenida en las aguas grises en un hogar. [1]

50

Partículas sólidas y solidificación de grasas obstruyen unidades del sistema de tratamiento

Mayor número de enjuagues mejora calidad del agua.

5.2.1 Composición de aguas grises según origen

5.3 Descripción del reutilización de aguas grises

Una casa promedio gasta del orden del 50% de su consumo de agua en el riego de sus jardines [4]. Por otro lado, a lo menos el 65% del agua que se consume al interior de la vivienda puede ser reutilizada.

El módulo de aguas grises aparte del tratamiento del agua nos enseña sobre el uso eficiente del recurso.

El módulo se compone de la siguiente forma: • (1) lavamanos.

• (1) llave con perlizadores.

• Captador de agua • Filtros casero • Filtros comerciales de carbón y sedimentación.

• Bomba hidráulica

Estas aguas, se conocen como aguas grises (de acuerdo a la Ley 21.075 que regula el uso de aguas grises) y provienen principalmente de la ducha, lavadora lavavajillas y lavamanos. Quedan excluidas de esta clasificación, las provenientes del WC, que se conocen como aguas negras.

5.2.2 Eficiencia Hídrica La eficiencia hídrica se traduce en la aplicación de una serie de requerimientos mínimos para construcciones y/o urbanizaciones que nos lleven a un uso racional del agua. Se considera una herramienta política esencial en la gestión del uso del agua [5].

Estos requerimientos mínimos se pueden llevar a cabo, por ejemplo, en los siguientes usos [5]:

• • • •

Artefactos eficientes: duchas eficientes, aireadores – limitadores de caudal, WC eficientes, lavadoras eficientes, lavavajillas, etc.

Jardines residenciales: buenas prácticas de riego Eficiencia Hídrica en áreas verdes públicas.

Urbanizaciones, medidas para la eficiencia hídrica: disminución del consumo domiciliario, evitar el escurrimiento superficial, reducir la impermeabilización del suelo, uso de paisajismo con vegetación adaptada a medios secos, reutilización de aguas (grises o pluviales), etc.

A.

módulo

de

Filtro Casero

Los filtros caseros de agua pueden simular lo que ocurre en la naturaleza, donde el agua es filtrada de forma natural mediante materiales como la arena y la grava, y emanan de forma limpia a través de los manantiales [6].

El filtro casero está compuesto por las siguientes capas comenzando desde la parte inferior: • • • •

Capa 1: algodón Capa 2: esponja Capa 3: tubos de pvc Capa 4: piedras de cuarzo

El funcionamiento del filtro se basa en la entrada de agua con impurezas a través de la parte superior, que atraviese las diversas capas del sistema, llegando limpia y libre de impurezas a la parte inferior del sistema. Con este filtro se consigue limpiar enormemente las impurezas del agua que entra.

51

B. Filtros comerciales de sedimentos y de carbón Filtro de sedimentos: Retiene arenilla o granitos de cal que pudiera acompañar al agua. Todo lo que supere las 5 micras de tamaño.

C. Figura 17: Filtro de sedimentos

Filtro de Carbón Activado: Principalmente se usan para eliminar olores y en el caso del agua potable para eliminar el cloro.

Importancia del Perlizador

El perlizador en la llave del lavamanos produce dos efectos complementarios: • •

Reduce el caudal de agua Añade aire al flujo de agua

Efectos clave: la succión de aire (que se produce gracias a la existencia de unos orificios de entrada que forman parte del propio dispositivo) y la limpieza del difusor, que evita que se formen depósitos.

5.3.1 ¿Cómo funciona el módulo?

Figura 18: Filtro de carbón activado

52

Al abrir la llave de agua y ocupar agua limpia para lavarnos las manos, por ejemplo, esta luego va a la cañería como agua residual o “agua gris”. En el módulo, esta agua contaminada pasa directo al filtro casero para ser limpiada. También se puede hacer pasar por los filtros comerciales, con la ayuda de una bomba que succiona el agua desde un depósito en la parte inferior y la recircula, luego de filtrada o depurada, hacia el depósito de agua limpia.

5.4

Actividad sugerida: Arma tu filtro.

El filtro de agua que confeccionarán funciona a base de capas que limpian el agua. Si planean beberla, tendrán que hervirla una vez que se haya filtrado.

Materiales: - Botella de plástico con tapa - Cartonero o tijera - Filtro de café - Carbón activado - Arena - Grava - Algodón - Contenedor para almacenar el agua (jarra, vaso,

taza, etc.)

Instrucciones 1.

Reparar el material, limpiando adecuadamente la botella de plástico y el contendedor a utilizar.

2.

Utilizar el cartonero para cortar, aproximadamente 3 cm, del fondo de la botella.

3.

Con ayuda del profesor, hacerle un orificio o una rendija en forma de X a la tapa de la botella. Luego cerrar la botella.

4.

Colocar la botella boca abajo en el recipiente contenedor.

Figura 19: Módulo Reutilización de Aguas Grises.

5.

Llenar la botella con las diferentes capas filtrantes, de aproximadamente 2 a 3 cm de altura cada una, en el orden que muestra en la figura. Recordar que debe ser de la granulometría más grande a la más pequeña.

53

-------------------

----------

----------

-----------------------

Agua Piedras Grava Carbรณn activo Algodรณn

Figura 20: Filtro de agua. [6]

5.5 Referencias [1] https://www.fibrasynormasdecolombia.com/terminosdefiniciones/aguas-grises-definicion-y-tratamiento/ [2] http://repositorio.uchile.cl/bitstream/ handle/2250/104596/franco_m.pdf;sequence=3 [3] https://www.aguasresiduales.info/revista/blog/ aguas-grises-origen-composicion-y-tecnologias-para-sureciclaje [4] http://energia-on.com/recuperacion-de-agua/ [5] http://anavam.com/la-gestion-del-agua-y-eficienciahidrica/ [6] https://www.ecologiaverde.com/como-hacer-un-filtrode-agua-casero-para-beber-1123.html

54

6 MÓdulo Agua y Energía

55

Metodología a Utilizar

“Aprendizaje basado en proyecto”

Objetivo de Aprendizaje

OA 13: “Investigar experimentalmente y explicar el comportamiento de gases ideales en situaciones cotidianas, considerando: Factores como presión, volumen y temperatura. Las leyes que los modelan. La teoría cinético-molecular.

Asignatura:

Ciencias Naturales

Nivel educativo:

7° básico

6.1

Objetivo General

Demostrar los cambios físico–químicos por evaporación del agua, con ayuda de la energía renovable (energía solar).

6.2

Descripción

La desalación obtenida por destilación consiste en evaporar agua para conseguir vapor que no contiene sales (éstas son volátiles a partir de 300º C). La destilación como proceso de desalación es efectiva porque la mayoría de las especies químicas que se encuentran en las aguas saladas son no volátiles a las temperaturas habitualmente empleadas, y por tanto permanecen en la salmuera no evaporada. Para la separación del agua de una solución acuosa con componentes no volátiles se suele emplear el término evaporación, en desalación a esta operación se le denomina habitualmente destilación.

El proceso de destilación implica tres pasos discretos para alcanzar el objetivo:

• • •

Formación de vapor debido a la adición de calor a una masa de agua salada.

Separación de este vapor del contacto con el líquido del que proviene.

Condensación del vapor por eliminación del calor, normalmente por contacto con una superficie fría.

Calor

Agua de mar Calor Figura 21: Principio de la Destilación. [1]

56

Agua dulce

6.3

La destilación solar en la naturaleza

En la naturaleza se produce la destilación a gran escala en el ciclo del agua. Mediante la energía que aporta el sol, se evapora el agua de los mares y de otras superficies húmedas, ascendiendo en la atmósfera y desplazándose en estado gaseoso impulsada por las corrientes de aire.

Cuando se dan las condiciones adecuadas esta agua se condensa en forma de pequeñísimas gotas que se quedan suspendidas en la atmósfera formando las nubes.

Si las condiciones siguen siendo adecuadas continua el proceso de condensación pasando al estado líquido cada vez más cantidad de agua y haciéndose las gotas suspendidas cada vez más grandes y pesadas hasta el punto de que por gravedad empiecen a caer hasta el suelo produciéndose las precipitaciones (lluvia, nieve, granizo etc)[2].

6.3.1 ¿Qué es la Destilación Solar?

La destilación es un proceso por el cual, mediante la aplicación de calor se puede separar las distintas sustancias de una mezcla líquida. Este proceso se basa en las diferentes temperaturas que necesitan cada una de las sustancias de una mezcla para evaporarse y en la posterior condensación por separado de cada una de ellas [2].

2 1 3 Agua salada o sucia Agua destilada Figura 23: Modelo de Destiladores Solares Caseros [2].

Figura 22: Esquema del Ciclo del Agua por Evaporación. [2]

Por este proceso el agua del mar, que está mezclada con una gran cantidad de sales y otras sustancias, se separa quedando en un estado prácticamente puro que es como cae en la lluvia. Toda el agua dulce que se encuentra en las zonas continentales de la tierra es producto de la destilación atmosférica que se produce en el ciclo del agua [2].

57

6.3.1.1 Destilación Simple En química, se de destilación inmediatamente cual lo refresca no resulta puro composición de dadas.

(en más de 80°C aproximadamente) o para separar líquidos de sólidos no volátiles [4].

llama destilación simple es un tipo donde los vapores producidos son canalizados hacia un condensador, el y condensa de modo que el destilado [3]. Su composición será idéntica a la los vapores a la presión y temperatura

El aparato utilizado para la destilación en el laboratorio consta de un recipiente donde se almacena la mezcla a la que se le aplica calor, un condensador donde se enfrían los vapores generados, llevándolos de nuevo al estado líquido y un recipiente donde se almacena el líquido concentrado.

La destilación simple se usa para separar aquellos líquidos cuyos puntos de ebullición difieren extraordinariamente

Soporte Termómetro Cabeza de destilación Refrigerante

Pinza Nuez

Matraz Placa calefactora

Figura 24: Esquema de Destilación Simple [4].

58

Alargadera

Recipiente colector

6.4

Preparación Modulo Agua y Energía

Según la información entregada anteriormente se realizará un proceso de evaporación del agua de mar o salobre para destilar el agua.

Habilidades de Investigación

Se necesitarán los siguientes materiales para preparar el módulo.

1. Manto Calefactor: Equipo que se usa en laboratorios para calentar algunos medios especiales en recipientes de vidrio.

Cambios de la materia en el entorno

OA Observar y describir objetos,

-

OA Planificar una investigación no experimental y/ o documental.

Actitudes OA Mostrar interés por conocer y comprender fenómenos científicos.

Utilizando conocimientos previos identifican diversos cambios de la materia que observan en el entorno y los describen brevemente, como ocurre con la evaporación de agua e un charco, la formación de cubos de hielo, la precipitación de agua en forma de lluvia y la fusión de la nieve.

Además, indagan en diversas fuentes y responden: - ¿Basado en tu experiencia, estos ejemplos son reversible si cambia la temperatura?

-

OA

-

Manifestar pensamiento crítico y argumentar con base a evidencias válidas y confiables.

-

¿Qué patrones se observan en cambios de la materia asociados a la lluvia, la nieve, el granizo, las nubes, entre otros fenómenos naturales? ¿Cómo pueden las personas modificar los patrones de algunos fenómenos naturales, como los señalados en la pregunta anterior? ¿Afecta el cambio de altura de la isoterma cero en fenómenos naturales?

Si la respuesta es afirmativa, ¿cómo afecta? ¿Cómo se relacionan algunos cambios en la materia con el cambio climático?

Isoterma cero, es la línea que se forma al unir las altitudes a la cual la temperatura es 0°C. Esta, separa la zona de precipitación sólida (nieve) de la líquida (lluvia). Su Importancia radica en que permite a los meteorólogos predecir a qué altitud se generan las precipitaciones sólidas y líquidas y fenómenos naturales como los aludes.

59

2. Balón de fondo redondo: Está diseñado para el calentamiento uniforme de distintas sustancias.

3. Cabezal de destilación: Es una pieza de vidrio resistente a altas temperaturas que permite colocar el termómetro y desviar los vapores al condensador.

4. Termómetro: Instrumento que sirve para medir la temperatura.

5. Tubo refrigerante: Aparato de vidrio, que se usa para condensar los vapores que se desprenden del balón de destilación, por medio de un líquido refrigerante que circula por éste.

6. Manguera: Esta pieza permite la entrada y salida de agua del refrigerante.

7. Matraz de Erlenmeyer: Este recipiente permite recolectar el líquido destilado por el sistema.

8. Estanque: Este estanque con bomba permite recircular el agua que pasa por el refrigerante.

9. Soporte universal y pinzas: Estas piezas permite sostener los diferentes instrumentos y piezas del sistema de destilación.

60

6.5 Referencias [1] https://sites.google.com/site/ladesalinizacion/home/ cambio-de-fase [2] http://www.sitiosolar.com/los-destiladores-solares/ [3] https://www.tplaboratorioquimico.com/laboratorioquimico/procedimientos-basicos-de-laboratorio/que-esla-destilacion.html [4] http://www.quimicaorganica.net/destilacion.html

7 MĂłdulo Recursos HĂ­dricos No Convencionales 61

Objetivo de Aprendizaje:

OA 8: “Explicar que la energía es necesaria para que los objetos cambien y los seres vivos realicen sus procesos vitales y que la mayoría de los recursos energéticos proviene directa o indirectamente del Sol, dando ejemplos de ello”.

Asignatura:

Ciencias Naturales

Nivel Educativo:

6° básico

Nivel Educativo:

Enseñar a los estudiantes de manera demostrativa como obtener agua a partir de fuentes no convencionales, tales como, agua de rocío o niebla, mediante la aplicación de diferentes dispositivos conocidos a escala.

7.1

Objetivo General

El módulo de recursos hídricos no convencionales enseña a los estudiantes de manera demostrativa cómo obtener agua a partir de fuentes no convencionales, tales como, agua de rocío o niebla, mediante la aplicación de diferentes dispositivos conocidos a escala.

7.2 Descripción Los recursos hídricos no convencionales se refieren a todas aquellas fuentes de agua que están disponibles para su uso y que no aumentan la carga sobre los recursos primarios renovables de agua dulce, tales como las aguas superficiales (ríos y lagos, alimentados por lluvia y nieve) y aguas subterráneas, los cuales son fuentes convencionales para el consumo humano.

El interés en el uso de las fuentes no convencionales de agua ha comenzado a crecer en los últimos años debido al problema mundial de escasez de agua en zonas áridas,

62

rurales o alejadas de zonas urbanas. Las proyecciones futuras de crecimiento demográfico señalan que hasta un 60% de la población mundial podría alcanzar la escasez de agua en el año 2025. Los estudios también mencionan que, si bien se han mejorado las técnicas en el uso eficiente del agua de fuentes convencionales, los países que enfrentan escasez de agua deberán apoyarse en el uso de fuentes hídricas no convencionales para aliviar parcialmente dicha escasez [1].

Se consideran como recursos hídricos no convencionales los siguientes: • Agua desalinizada (de mar o salobre) • Aguas residuales domésticas o industriales tratadas para su reúso (agua reciclada) • Agua atmosférica sin incluir la lluvia (niebla y rocío) El contenido de este módulo se enfocará en la captación y uso de agua atmosférica de niebla y rocío, ya que las otras fuentes no convencionales son presentadas en otros módulos.

7.2.1 Formación de niebla La niebla o neblina es un fenómeno geofísico y geográfico que se da en diferentes zonas del mundo. En Chile, la niebla es frecuente en la costa y altas montañas andinas. Se define como una masa de aire compuesta por minúsculas gotitas de agua (1 a 40 micrones2), las que por ser tan livianas no caen, sino que se mantienen suspendidas a merced del viento si se encuentran en la superficie de los continentes o de los océanos, mientras que si están en la atmósfera se denominan nubes [2]. Además, para que se forme niebla se necesita un 100% de humedad relativa3 en el aire [3].

El contenido de agua líquida en la niebla costera (camanchaca) varía entre los 0,22g/m3 a 0,73 g/m3, registrándose valores de tamaño de gotas entre los 10,8 a 15,3 micrones y en concentraciones más o menos constantes de 400 gotas/cm3 [4].

Existen dos tipos de niebla que se generan en Chile, la niebla de advección y la niebla orográfica: • Niebla de advección: Es muy común en los cordones costeros del norte del país. Se forma a partir de una nube estratocúmulo4 que se genera en el mar a cientos de kilómetros de la costa con una presencia prácticamente constante, pero variable en altitud, aproximadamente entre los 500 y 1.200 m.s.n.m.5. Esta nube es desplazada por el viento desde el mar hacia el litoral y la cordillera de la Costa, este desplazamiento por el viento se denomina advección (Figura 25). Allí la nube es interceptada por las laderas y cimas de los farellones6 y cerros, transformándose en niebla, por lo cual se le define como una “nube a ras de suelo” [2].

Frente de brisa marina

500 a 900 m

A

Fresco / Saturación

B

Figura 25: Niebla de advección asociada a la circulación de brisa marina.

• Niebla orográfica: Conocida también como “nube gorro de montaña”, es una nube frecuente que se manifiesta en las zonas montañosas del mundo. En Chile son típicas en las altas cumbres de Los Andes y en las serranías de la cordillera costera. Se produce a partir de una masa de aire húmeda, con mucho vapor de agua, proveniente del mar; la cual, al enfrentar la ladera de barlovento de los cordones litorales, asciende y se enfría, condensando dicho vapor de agua en pequeñas gotitas que forman la niebla (Figura 26) [2]. ........................................................................................................

2 Como

referencia el diámetro de un cabello humano es de

aproximadamente 50 micrones. 1 micrón = 0,001 milímetros.

3 Humedad

en el aire.

relativa: es la cantidad de vapor de agua presente

4 Estratocúmulo:

es una nube grande, oscura, de masas

redondeadas, en grupos, alineadas, o en ondas, y que se presentan a bajas altitudes.

5

Metros sobre el nivel del mar

6 Farellón:

serie de acantilados a lo largo de la costa.

63

Niebla orográfica o de ladera

Enfriamiento, humectación convergencia Aire húmedo

Figura 26: Niebla orográfica.

Existen estudios que han identificado zonas consideradas como “oasis de niebla” en la Región de Tarapacá [5, 6]. El sector costero de la Región de Tarapacá tiene un clima desértico con nubosidad abundante, que abarca entre los 0 y 800 m.s.n.m., con una distancia de 20 km aproximadamente. Este sector se caracteriza por abundantes nieblas costeras, temperatura media anual de 18°C y precipitaciones extremadamente escasas [7].

7.2.2 Formación de rocío El rocío ocurre cuando la temperatura de una superficie es menor o igual que la temperatura del punto de rocío7, y el vapor de agua del aire al entrar en contacto con dicha

superficie fría se condensa (se transforma de fase gaseosa a líquida) formando el rocío. Sin embargo, la formación de rocío también depende de otros factores, tales como la capacidad humectante de la superficie, la capacidad de formarse la gota de rocío más pequeña (nucleación) y su crecimiento sobre la superficie, capacidad de enfriamiento de la superficie y concentración de vapor de agua en el aire [8]. Con respecto a lo último, la formación de rocío no necesita que la humedad relativa del aire alcance el 100% [3].

La capacidad humectante de una superficie tiene relación con sus características físicas, por ejemplo, una superficie inorgánica, suave y limpia puede generar que la gota de rocío sea plana y la superficie sea completamente humedecida por ésta. En cambio, si la superficie es áspera o recubierta con material de naturaleza hidrofóbica, puede haber un rechazo de la gota de rocío sobre la superficie [8]. Por lo tanto, la superficie de un colector de rocío debe ser capaz de rechazar la absorción de la gota de rocío, para que ésta pueda crecer y deslizarse sobre ella por gravedad para su recolección. La concentración de vapor de agua en el aire también tiene una gran influencia en la formación de rocío, es decir, a mayor concentración de vapor de agua, mayor es la formación de rocío [8].

Por otra parte, existen estudios que demuestran que la formación de rocío ocurre principalmente durante la noche [9, 10]. Además, la mayor frecuencia de formación de rocío se presenta durante el periodo entre verano y otoño para zonas semiáridas [10].

........................................................................................................

7 Punto

de rocío: es la temperatura al cual el aire está saturado

con vapor de agua.

64

7.3 Dispositivos para colectar agua de niebla y rocío En Chile, a fines de la década de 1950 en Antofagasta, el profesor Carlos Espinosa, de la Universidad Católica del Norte, medía la niebla en los cerros cercanos a la ciudad.

Desde esa época ha dedicado gran parte de su vida y de sus actividades de investigación a crear prototipos para colectar el agua; siendo sus instrumentos famosos en todo el mundo [2].

La captación de niebla se obtiene mediante la utilización de un dispositivo denominado “atrapanieblas”, el cual puede tener diferentes configuraciones en su construcción.

Sin embargo, existe una configuración estandarizada, denominada neblinómetro (Figura 27), cuando se desea caracterizar el potencial de producción de niebla de un sector determinado y en un periodo de tiempo adecuado, y así poder comparar un lugar de otros. El neblinómetro estándar debe utilizar un marco de doble malla Raschel de 35% de sombra de 1 m2, ubicado a 2 metros del suelo, el cual debe estar acompañado de ciertos instrumentos de medición, tales como un pluviómetro (para medir acumulación de agua captada), una veleta (para determinar dirección del viento cuando hay niebla) y un anemómetro (para medir la velocidad del viento cuando hay niebla) [2]. Estas mediciones son muy importantes en el diseño y ubicación de los atrapanieblas, ya que, para optimizar la captación de agua de niebla, los atrapanieblas son orientados perpendicularmente a la dirección de la niebla, y además la estructura debe soportar las diferentes cargas de viento.

Por otro lado, la obtención de agua de rocío es mediante los colectores o condensadores de rocío (Figura 28). Las características del colector consisten de una superficie

Figura 27: Neblinómetro estándar. Fuente: Carvajal, D. (2015)

plana de 1 m2, la cual puede estar hecha con una lámina de polietileno incrustada con microesferas de óxido de titanio (TiO2) y sulfato de bario (BaSO4). La superficie de condensación debe estar ubicada 1 m sobre el suelo y debe estar aislada de la radiación térmica del suelo, utilizando espuma de poliestireno de 3 cm de grosor.

El colector debe ser orientado idealmente en la misma dirección del viento nocturno predominante del lugar.

La superficie de condensación debe estar inclinada en 30° respecto de la horizontal [11]. De esta forma, la

65

gravedad induce a las gotas de rocío a fluir hacia una canaleta colectora y posteriormente a un recipiente para acumulación del agua. El colector de rocío también debe contar con instrumentos que puedan medir humedad relativa, temperatura de la superficie de condensación, dirección y velocidad del viento, y cantidad de agua de rocío colectada.

país, tales como aguas servidas tratadas y aguas residuales de la agroindustria, recarga artificial de acuíferos, mezcla de aguas, atrapanieblas, cosecha de lluvia, estimulación en la producción de lluvias y desalinización de agua [12].

En el caso de la Región de Tarapacá, en dicho informe se señala como única fuente de agua no convencional posible de usar, la reutilización de las aguas de las Plantas de Tratamiento de Aguas Servidas de Aguas del Altiplano en Pozo Almonte. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, existen “oasis de niebla” en la Región de Tarapacá, tales como Alto Patache, ubicado a lo largo del farellón costero a 50 km al sur de Iquique y donde la humedad relativa del lugar supera generalmente el 80% [5], lo que podría ser un aporte hídrico a las fuentes no convencionales de la región.

Con respecto a las cantidades de agua obtenida por atrapanieblas, se ha estimado que un neblinómetro estándar optimizado (con una eficiencia de captación entre 20% y 30%) puede alcanzar en promedio anual hasta unos 8 L/m2/día [2].

7.5 Actividades sugeridas: Experimentales Figura 28: Colector de rocío. Fuente: Carvajal, D. (2015)

7.4

Creación de nube en una botella Materiales:

Otros antecedentes

En el año 2013, un informe de la Dirección General de Aguas (DGA) menciona diferentes tipos de fuentes no convencionales de agua, que son posibles de usar y se priorizan de acuerdo con la realidad de cada sector del

66

- Alcohol 50% - Botella Cloud Maker (Set Ciencias del Clima) - Gotero

Instrucciones:

Funcionamiento de un Atrapanieblas

1. Cuidadosamente añadir dentro de la botella un poco de alcohol, lo suficiente para cubrir el fondo de la botella (1 cucharadita o 2 ml). Esparcir el alcohol en las paredes internas de la botella.

En esta actividad se debe elaborar a escala un sistema de atrapaniebla, se pueden usar palos de maquetas y malla raschel.

Materiales:

Botella con dispersor Agua

Sistema de atrapanieblas.

2. Luego, colocar la botella sobre una mesa. Sostener la botella entre los dos primeros dedos de una mano.

3. Colocar la palma de la otra mano firmemente sobre el cuello de la botella. Presiona hacia abajo la botella, manteniendo la palma sobre la botella.

Instrucciones: 1. Usar el dispersor, simulando el paso de niebla a través de la malla del atrapanieblas durante 15 minutos.

4. Espera algunos segundos. Luego, muy rápidamente sacar la palma del cuello de la botella. Se observará niebla aparecer repentinamente en la parte superior de la botella.

2. Observar cómo el agua es capturada en la malla.

3. Por gravedad, el agua fluirá hacia la canaleta que está debajo de la malla.

5. Cubrir la obertura antes de que la niebla desaparezca.

Presiona nuevamente hacia abajo y se observará que la niebla desaparece.

1

2

3

4

5

ALCOHOL

Figura 29: Instrucciones para crear nube dentro de una botella

67

4. Luego, esa agua capturada se acumulará en el recipiente de almacenamiento que está en el suelo.

5. Medir la cantidad de agua acumulada en el recipiente de almacenamiento.

6. Determinar cantidad de agua colectada por metro cuadrado de malla en una hora: Cantidad de agua [(L/m^2 )/h]=(Volumen de agua acumulada [L])/(Área de malla [m^2] ×(minutos)×(1 [h])/60) Funcionamiento de un colector de rocío En esta actividad se debe elaborar un módulo de colector de rocío del Labmóvil en Eficiencia Hídrica.

Materiales:

Botella con dispersor Agua

Módulo de colector de rocío, superficie de condensación es de 0,25 m2 (0,5 x 0,5 m).

Instrucciones:

Usar el dispersor, simulando formación de rocío sobre el colector durante 15 minutos.

Observar cómo el agua es capturada sobre la superficie del colector.

Por gravedad, el agua fluirá hacia la canaleta que está debajo del colector.

Luego, esa agua capturada se acumulará en el recipiente de almacenamiento que está en el suelo.

Medir la cantidad de agua acumulada en el recipiente de almacenamiento.

Determinar cantidad de agua colectada por metro cuadrado de superficie de condensación en una hora:

68

Cantidad de agua [(L/m^2 )/h]=(Volumen de agua acumulada [L])/(Área de condensación [m^2] ×(minutos)×(1 [h])/60)

7.6

Referencias

[1] Qadir, M., Sharma, B. R., Bruggeman, A., Choukr-Allah, R., & Karajeh, F. (2007). Non-conventional water resources and opportunities for water augmentation to achieve food security in water scarce countries. Agricultural water management, 87(1), 2-22.

[2] Cereceda, P., Rivera, J. D. D., Hernández, P., & Leiva, J. (2014). Agua de niebla: nuevas tecnologías para el desarrollo sustentable en zonas áridas y semiáridas.

Santiago, Chile: Corporación de Fomento de la Producción.

[3] Nikolayev, V. S., Beysens, D., Gioda, A., Milimouka, I., Katiushin, E., & Morel, J. P. (1996). Water recovery from dew. Journal of hydrology, 182(1-4), 19-35.

[4] Soto, G. (2000). Captación de agua de las nieblas costeras (Camanchaca), Chile. Manual de Captación y Aprovechamiento del Agua de Lluvia, 131-162.

[5] Cereceda, P., Larrain, H., Velásquez, F., von Igel, B., Egaña, I., Osses, P., ... & Pinto, R. (2003). Caracterización del clima de desierto costero y su relación con algunos oasis de niebla en Tarapacá, Chile.

[6] Cereceda, P., Larrain, H., Lázaro, P., Osses, P., Schemenauer, R. S., & Fuentes, L. (1999). Campos de tillandsias y niebla en el desierto de Tarapacá. Revista de Geografía Norte Grande, 26, 3-13.

[7] Ministerio de Obras Públicas (2012). Plan Regional de Infraestructura y Gestión del Recurso Hídrico al 2021 Región de Tarapacá.

[8] Agam, N., & Berliner, P. R. (2006). Dew formation and water vapor adsorption in semi-arid environments—a review. Journal of Arid Environments, 65(4), 572-590.

[9] Jacobs, A. F. G., Heusinkveld, B. G., & Berkowicz, S. M. (2008). Passive dew collection in a grassland area, The Netherlands. Atmospheric Research, 87(3-4), 377-385.

[10] Baier, W. (1966). Studies on dew formation under semi-arid conditions. Agricultural Meteorology, 3(1-2), 103-112.

[11] Tomaszkiewicz, M., Najm, M. A., Zurayk, R., & ElFadel, M. (2017). Dew as an adaptation measure to meet water demand in agriculture and reforestation. Agricultural and forest meteorology, 232, 411-421.

[12] Dirección General de Aguas, MOP (2013). Plan Maestro de Recursos Hídricos, Región de Tarapacá.

69

8 Mรณdulo Cรณdigo del Agua

70

Objetivo de Aprendizaje: Asignatura:

OAA A: Demostrar curiosidad e interés por conocer seres vivos, objetos y/o eventos que conforman el entorno natural.

Ciencias Naturales/Historia y Geografía/ Matemáticas

Nivel Educativo:

De carácter global

Actividad sugerida:

Ver a continuación

Objetivo (s):

8.1

-

Enseñar a la comunidad escolar y en general a conocer los conceptos de derechos de aprovechamiento de aguas del país y sus diferentes alcances.

Objetivo General

El módulo del código de aguas enseña a la comunidad escolar y en general a conocer los conceptos de derechos de aprovechamiento de aguas del país y sus diferentes alcances.

de ellas, con los requisitos y en conformidad a las reglas que prescribe el Código de Aguas. El derecho de aprovechamiento sobre las aguas es de dominio de su titular, quien podrá usar, gozar y disponer de él en conformidad a la ley (Art. 6°, DFL N° 1.122).

8.2 Descripción

8.2.1 Clasificación de Aprovechamiento de Aguas

Derecho

de

Actualmente en el país existe el llamado Código de Aguas (DFL N° 1.122) que se formuló bajo el gobierno militar en 1981, el cual sigue vigente. Este código considera a las aguas como un bien social, y a la vez como un bien económico. Separa la propiedad del agua del dominio de la tierra y le transfiere la prerrogativa al Estado de que sea éste quien concede los derechos de aprovechamiento de aguas a privados de forma gratuita y a perpetuidad, dando origen al mercado de las aguas [1].

El Código de Aguas define dos categorías de derechos de aprovechamiento de aguas: consuntivas y no consuntivas.

La diferencia entre ambas radica en la obligatoriedad de devolver o no devolver un caudal8 al río [1]. Otras clasificaciones definidas en el Código de Aguas son que los derechos de aprovechamiento pueden ser de ejercicio permanente o eventual; continuo, discontinuo o alternado entre varias personas [2]. El derecho de aprovechamiento se expresa en volumen por unidad de tiempo.

El derecho de aprovechamiento es un derecho real que recae sobre las aguas y consiste en el uso y goce

........................................................................................................

8 Caudal: volumen de agua que circula por el cauce de un río en un lugar y tiempo determinados.

71

8.2.1.1 Derechos consuntivos

consuntivos

y

no

•

Derecho de aprovechamiento consuntivo es aquel que faculta a su titular para consumir totalmente las aguas en cualquier actividad (Art. 13°, DFL N°1.122).

•

Derecho de aprovechamiento no consuntivo es aquel que permite emplear el agua sin consumirla y obliga a restituirla. La extracción o restitución de las aguas se hará siempre en forma que no perjudique los derechos de terceros constituidos sobre las mismas aguas, en cuanto a su cantidad, calidad, substancia, oportunidad de uso y demás particularidades (Art. 14°, DFL N°1.122).

Figura 30: Distribución de los usos consuntivos del agua en Chile. Fuente: Estrategia Nacional de Recursos Hídricos 2012-2025.

En la Figura 30, se observa la distribución de los usos consuntivos del agua a nivel nacional entre los diferentes sectores productivos. El sector agrícola representa el mayor porcentaje de los usos consuntivos del país.

En la Región de Tarapacá los derechos de uso consuntivo superficial están mayormente concentrados en las comunas de Camiña, Colchane y Huara (Figura 31).

Por otra parte, los derechos no consuntivos superficiales otorgados son 5, con un caudal de 288 L/s, de los cuales 150 L/s se ubican en la comuna de Camiña, 100 L/s se ubican en la comuna de Iquique y el resto en las comunas de Huara y Pozo Almonte [4].

72

Figura 31: Distribución de caudales de uso consuntivo superficial por comuna, Región de Tarapacá. Fuente: DGA (2012)

Con respecto a los derechos de uso consuntivo subterráneo de la Región de Tarapacá, se observan en la Figura 32, donde la comuna de Pica y Pozo Almonte presentan más del 95 % del caudal otorgado en la región, que corresponde a las zonas acuíferas con restricción hidrogeológica [4].

derechos de ejercicio eventual. El ejercicio de los derechos eventuales queda subordinado al ejercicio preferente de otros derechos de ejercicio eventual otorgados con anterioridad.

8.2.1.3 Derechos de ejercicio continuo, discontinuo y alternado

•

Derechos de ejercicio continuo son aquellos que permiten usar el agua en forma ininterrumpida durante las veinticuatro horas del día (Art. 19°, DFL N°1.122).

•

Derechos de ejercicio discontinuo son aquellos que sólo permiten usar el agua durante determinados períodos (Art. 19°, DFL N°1.122).

•

Derechos de ejercicio alternado son aquellos en que el uso del agua se distribuye entre dos o más personas que se turnan sucesivamente (Art. 19°, DFL N°1.122).

Figura 32: Distribución de caudales de uso consuntivo subterráneo en Región de Tarapacá. Fuente: DGA (2012)

8.2.1.2 Derechos de ejercicio permanente o eventual Derechos de ejercicio permanente son aquellos que se otorguen con dicha calidad en fuentes de abastecimiento no agotadas, en conformidad a las disposiciones del Código de Aguas, así como los que tengan esta calidad con anterioridad a su promulgación. (Art. 16°, DFL N°1.122). Estos derechos facultan a su titular para usar el agua en la dotación que corresponda. En el caso que la fuente de abastecimiento no contenga la cantidad suficiente para satisfacerlos en su integridad, el caudal se distribuye en partes alícuotas.

Derechos de ejercicio eventual son aquellos que sólo facultan para usar el agua en las épocas en que el caudal matriz tenga un sobrante después de abastecidos los derechos de ejercicio permanente (Art. 18°, DFL N°1.122).

Las aguas lacustres o embalsadas no son objeto de

8.3 Adquisición de Derechos Aprovechamiento de Aguas

de

A través de los modos de adquirir el dominio, una persona podrá incorporar a su patrimonio un derecho de aprovechamiento sobre las aguas de un cauce, sea éste natural o artificial, o sobre derrames de éstos, o eventualmente sobre las aguas subterráneas alumbradas en un predio [3].

El derecho de aprovechamiento se constituye originariamente por acto de autoridad. La posesión de los derechos así constituidos se adquiere por la competente inscripción [2]. Este acto de autoridad es de carácter

73

administrativo que se materializa en una resolución emitida por la Dirección General de Aguas (representada por el Director General), previa solicitud del interesado [3].

Se exceptúan los derechos de aprovechamiento sobre las aguas que corresponden a [2]: • Vertientes que nacen, corren y mueren dentro de una misma heredad.

• Las aguas de lagos menores no navegables por buques de más de cien toneladas.

• Lagunas y pantanos situados dentro de una sola propiedad y en las cuales no existan derechos de aprovechamiento constituidos a favor de terceros, a la fecha de vigencia de este Código. La propiedad de estos derechos de aprovechamiento pertenece, por el solo ministerio de la ley, al propietario de las riberas.

74

El Art. 21° del Código de Aguas señala que “La transferencia, transmisión y la adquisición o pérdida por prescripción de los derechos de aprovechamiento se efectuará con arreglo a las disposiciones del Código Civil, salvo en cuanto estén modificadas por el presente Código” [2].

8.4 Referencias.

[1] http://www.chilesustentable.net/que-es-el-codigo-deaguas/ [2] https://www.leychile.cl/Navegar?idNorma=5605 [3] Ugarte, P. (2003). Derecho de Aprovechamiento de Aguas. Análisis Histórico, Extensión y Alcance en la Legislación Vigente (Memoria de pregrado). Universidad de Chile, Facultad de Derecho, Departamento Derecho Económico.

[4] DGA, MOP. (2012). Diagnóstico plan maestro de recursos hídricos.

9 MĂ“dulo Agricultura Urbana e HidroponĂ­a 75

Objetivo de Aprendizaje: Asignatura:

OA 4: Analizar los efectos de la actividad humana en ecosistemas de Chile, proponiendo medidas para protegerlos (parques nacionales y vedas, entre otras).

Ciencias Naturales

Nivel Educativo:

4° básico

Actividad sugerida:

La jardinería es un modo de despertar amor por la naturaleza y adentrarlos en el universo agrícola. Es posible enseñarles recursos y brindarles información útil para comenzar a sembrar plantas semillas y cuidar de ellas.

Conocer conceptos básicos sobre agricultura urbana y sus beneficios hacia la eficiencia hídrica.

Objetivo (s):

9.2

Demostrar y enseñar a los estudiantes de manera lúdica y práctica como utilizar y/o crear un sistema de agricultura en la ciudad, sin tener necesidad de tener los medios para un cultivo de carácter masivo.

Objetivo General

Conocer conceptos básicos sobre agricultura urbana y sus beneficios hacia la eficiencia hídrica.

9.3 Descripción La agricultura urbana es la práctica de cultivar plantas hortícolas y criar ganado en las ciudades. Difiere de la agricultura tradicional porque está integrada a áreas densamente pobladas y debe abordar algunos desafíos únicos como las ordenanzas de la ciudad y la falta de tierra cultivable y espacios abiertos.

Proporciona productos alimentarios de distintos tipos de cultivos (granos, raíces, hortalizas, hongos, frutas), animales (aves, conejos, cabras, ovejas, ganado vacuno,

76

cerdos, cobayas, pescado, etc.) así como productos no alimentarios (plantas aromáticas y medicinales, plantas ornamentales, productos de los árboles).

La agricultura urbana enfrenta desafíos únicos, que incluyen costos típicamente más altos para la tierra y el agua (como la mayoría de las granjas urbanas utilizan suministros de agua municipales) y áreas de cultivo más pequeñas que están frecuentemente muy cerca de hogares y negocios. Así, gran parte de la agricultura urbana se centra en las prácticas para conservar los recursos y minimizan los insumos, en particular los que podrían ser tóxicos como los herbicidas y pesticidas sintéticos. Hay una variedad de prácticas de uso eficiente del agua que se han incorporado a la agricultura urbana, incluyendo cosecha de agua, reutilización del agua y riego mejorado.

9.3.1 Cosecha de agua lluvia La lluvia proporciona agua sin costo para varios usos, incluyendo irrigación. El propósito de cosechar el agua de lluvia es retener tanta agua como sea posible en el sitio, reduciendo la escorrentía para retenerla y “Realizar tantas funciones como sea posible antes de que se vaya”.

Una azotea puede proporcionar abundante agua lluvia; la cosecha de agua lluvia presenta gran potencial de ahorro de agua, evitando el escurrimiento y reduciendo la dependencia del agua potable domiciliaria, sobre todo en épocas estivales.

Hay cuatro componentes principales para sistemas de cosecha de agua en los techos:

2) Una canaleta recolectora para conducir el agua a un lugar de recolección.

3) Estanques para almacenar el agua (Figura 33 B) 4) Un método de distribución para redirigir el agua del almacenamiento al terreno. Cuando llueve, el agua que de otra manera se escurriría en alcantarillas pluviales se desvía hacia un estanque (Figura 33 A). Una malla de metal se utiliza para colar los residuos que puedan entrar en los tanques.

El agua lluvia limpia puede ser distribuida por varios mecanismos al terreno a través de una manguera simple, un sistema de riego por goteo, canales, bombas, etc.

1) El techo – el área de cosecha.

Figura 33. A: Sistema de cosecha de agua lluvia. B: Estanque almacenador de agua lluvia

77

9.3.2 Compostaje en agricultura urbana

¿Qué no se puede compostar?

Para tener éxito en el compostaje se debe tener claro que existen tres ingredientes básicos:

•

Hojas de nogal negro o ramitas - Libera sustancias que pueden ser perjudiciales para las plantas.

•

Cafés: Esto incluye materiales como hojas muertas, ramas y ramillas

•

Carbón o carbonilla - Puede contener sustancias nocivas para las plantas.

•

Verdes: Esto incluye materiales como restos de pasto, restos vegetales, desechos de frutas y granos de café.

•

Productos lácteos (por ejemplo, mantequilla, leche, crema agria, yogur) y huevos - Crea problemas de olores y atrae plagas como roedores y moscas.

•

Agua: Agregar la cantidad de agua, verdes y cafés es importante para el desarrollo de compostaje.

•

Plantas enfermas o plagadas de insectos - Las enfermedades o los insectos pueden sobrevivir y ser transferidos a otras plantas.

•

Grasas, manteca de cerdo o aceites - Crea problemas de olores y atrae plagas como roedores y moscas.

•

Huesos y restos de carne o pescado - Crea problemas de olores y atrae plagas como roedores y moscas.

¿Qué se puede compostar?

•

• Frutas y vegetales, Cáscaras de huevo, Café molido y filtros, Bolsas de té, Cáscaras de nuez, Periódico desmenuzado, Cartulina, Papel, Recortes de jardín, Recortes de césped, Plantas de interior, Heno y paja.

Desechos de mascotas (por ejemplo, excrementos de perros o gatos, arena para gatos manchada) -Puede contener parásitos, bacterias, gérmenes, patógenos y virus dañinos para los humanos.

•

Recortes de jardín tratados con pesticidas químicos - Puede matar organismos benéficos de compostaje.

La pila de compostaje debe tener igual cantidad de verdes y cafés. También se debe alternar con capas de materiales orgánicos de partículas de diferentes tamaños. El material café provee el carbono para el compost, los materiales verdes proveen el nitrógeno, y el agua provee la humedad que ayuda a descomponer la materia orgánica.

• Hojas, Aserrín, Astillas de madera, Trapos de Algodón y Lana, Secadora y pelusa aspiradora, Pelo y pelusas, Cenizas de la chimenea.

78

Beneficios del compostaje

•

Enriquece el suelo, ayuda a retener la humedad y elimina las plagas y enfermedades de las plantas.

•

Reduce la necesidad de fertilizantes químicos.

•

Alienta la producción de bacterias y hongos beneficiosos que descomponen la materia orgánica para crear humus, un material rico en nutrientes.

•

Reduce las emisiones de metano de los vertederos y reduce su huella de carbono.

¿Cómo compostar en casa?

Hay muchas maneras diferentes de hacer una pila de compost; como referencia general se debe tener herramientas útiles que incluyan horquillas, palas de puntos cuadrados o machetes, y mangueras de agua con un cabezal rociador. Se debe mezclar o voltear regularmente y un poco de agua ayudará a mantener el compost.

Compostaje en el patio de la casa • Se debe seleccionar un lugar seco y sombreado cerca de una fuente de agua para su pila o recipiente de compost.

• Agregar materiales cafés y verdes a medida que se recolectan, asegurándose de que las piezas más grandes se desmenucen.

•

Humedecer los materiales secos a medida que se van añadiendo.

•

Una vez que se establezca la pila de compost, mezclar los recortes de césped y los desechos verdes en la pila y entierre los desechos de frutas y vegetales en un espacio de 25 cm de material de compost.

Opcional: Cubrir la parte superior del compost con una lona para mantenerlo húmedo. Cuando el material en la parte inferior es oscuro y rico en color, su compost está listo para usar. Esto generalmente toma entre dos meses y dos años.

•

Compostaje de interior Si no se tiene espacio para una pila de compost al aire libre, se puede compostar materiales en el interior usando un tipo especial de compostera, que puede comprar en una ferretería local, en una tienda de suministros de jardinería, o lo puede hacer uno mismo. Se debe recordar cuidar la pila y hacer un seguimiento a lo que uno va tirando. Un recipiente de compost adecuadamente manejado no atraerá plagas ni roedores y no tendrá un olor desagradable. El compost debe estar listo de dos a cinco semanas.

9.4

Cultivos verticales

A medida que las ciudades se vuelven más concurridas y dependen de la vida en apartamento (para el 2050, casi el 80% de la población de la Tierra vivirá en centros urbanos), poca gente tiene acceso al espacio del jardín.

Una solución creativa para esto ha sido el desarrollo de jardines urbanos innovadores, que incluyen granjas

79

en la azotea, jardines de hierbas con balcones y muros cubiertos por vegetación en el centro de la ciudad.

9.5 Actividades sugeridas: Compostaje – Jardín Colgante.

Los jardines verticales no solo se ven bien; hacen bien para el planeta también. Ayudan a reducir la huella de carbono de un edificio al filtrar los contaminantes y el dióxido de carbono del aire, lo que también beneficia a las personas que viven cerca, ya que la calidad del aire mejora. Los jardines verticales también ayudan a reducir la absorción de calor, lo que puede generar importantes ahorros de energía en áreas donde las personas dependen del aire acondicionado durante las épocas más cálidas del año.

Materiales:

Además de mejorar la calidad del aire (o incluso por su mérito estético), también tienen un gran potencial para producir alimentos utilizando técnicas de jardinería vertical.

Es vertical porque se cultiva más cultivos en un área de tierra más pequeña y esto generalmente significa ir hacia arriba en los edificios. Normalmente significa que, en lugar de tener una sola capa de cultivos sobre un área de tierra grande, tienes muchos cultivos hacia arriba”. La belleza de la agricultura vertical es que puedes ir tan alto como quieras, si se tiene un sistema que funcione de manera eficiente.

Hay muchos tipos de contenedores que se pueden utilizar para contener materiales orgánicos. El tamaño y el tipo de recipiente que compre o construya dependerá de la cantidad de desechos orgánicos que se produzca.

Los beneficios de la agricultura vertical pueden incluir mayor seguridad alimentaria, reducción de la distancia con los centros de producción y comunidades que tienen conexiones más sólidas con sus alimentos.

80

-

Compostera comercial

Primero que todo debemos elegir los contenedores, éstos tienen la ventaja de estar limpios, preservar el calor y mantener a los animales alejados. Puede construir su propio contenedor de compost o puede comprar un contenedor de compost en muchos centros de jardinería.

El lugar para la compostera es importante, debe ser soleado y bien drenado. Lo más importante es encontrar un sitio que sea fácilmente accesible durante todo el año. Se debe colocar el recipiente sobre suelo desnudo en lugar de pavimentar para asegurarse de que los organismos beneficiosos puedan introducirse en el compost. Es una buena idea eliminar cualquier planta y voltear el suelo a una profundidad de aproximadamente 15 a 20 cm.

Para realizar de buena forma el compost se debe recoger los materiales compostables en contenedores. Se debe cortar los materiales en trozos pequeños (cuantos más

pequeños mejor). Cuando estén llenos, se debe vaciar su contenido en el contenedor de compost.

cocina 10 a 15 cm. Terminar la pila de compost con 3 cm de tierra de jardín.

Para empezar, se debe colocar una capa inferior de 10 a 15 cm de material como ramitas y tallos de plantas muertas para permitir el drenaje y la aireación. Cubrir esta capa con hojas. Luego alternar con residuos de jardín y residuos de

Siempre que se agreguen restos de comida o desechos de jardín, se debe asegurar de cubrir con una capa de cafés (materiales de carbono). Si no se agrega materiales de carbono, el compost estará húmedo y podrá oler a huevos

1

Elegir un lugar seco, sombrío y cerca de una fuente de agua

4

Cuando el compost esta oscuro y sin restos de comida o desperdicio está listo

2

Agregar material café y verde en capas alternadas

5

El compost se va calentando a medida que los materiales se van degradando

3

Mantener el compost húmedo, pero no muy mojado

6

Ocasionalmente voltear el compost para mantenerlo aireado

Figura 34: Pasos para seguir para realizar compostaje.

81

podridos o basura. Si es posible, se debe recolectar y almacenar hojas muertas en otoño para que luego pueda ser almacenada en la pila de compost durante todo el año.

El compost terminado es oscuro y de textura quebradiza y en su mayoría se descompone con un agradable olor a tierra.

En cuanto al agua, cada capa debe recibir una buena cantidad de agua para humedecer los materiales orgánicos. Se debe mojar cada capa mientras construyes la pila construyes. Se debe repetir cada una de las capas hasta que la bandeja esté llena.

Jardín colgante vertical reutilizando botellas plásticas.

Una vez que se tiene el contenedor de compost completo, se debe mezclar y voltear el compost cada 7 días aproximadamente para ayudar al proceso de descomposición y eliminar el olor. Cuanto más se voltee la pila, más rápido estará listo el compost.

• • •

Para estar listo el compost se tarda de 3 a 12 meses. El tiempo que toma puede variar ampliamente dependiendo de los materiales y métodos utilizados.

Remover las etiquetas de las botellas

82

Materiales:

•

• •

3 botellas de plástico - intenta usar botellas de la misma forma.

Cartón - reutilizar algunas cajas de cartón.

Plántulas - utilizamos lechuga, espinaca y flores.

Aguja / pincho o cualquier objeto afilado para hacer pequeños agujeros.

Cuerda.

Tierra para macetas.

Mantener las tapas de las botellas para evitar que se salga el suelo

Hacer pequeños hoyos en la parte inferior de la botella usando una aguja o pincho.

Estos orificios sirven de drenaje

Cortar un rectángulo en el medio de la botella opuesto al lado con agujeros. Esta es una abertura para la tierra y plántulas.

Forrar los lados internos de tu botella con tiras de cartón, dejando los agujeros en la parte inferior despejados. El cartón actúa como aislante para su suelo, como si estuvieran bajo tierra.

Mezclar la tierra para macetas con arena: dos partes de tierra por una parte de arena. La arena ayuda a aumentar los poros del suelo y permite que el agua se drene más fácilmente.

Trasplantar las plántulas al suelo. Se pueden colocar tres plantas en una botella, pero no se deben amontonar, para que las raíces de las plantas tengan espacio para crecer.

83

Regar las plantas y verificar que el sistema de drenaje funcione y que el agua drene a través del suelo y salga por los agujeros.

Medir la longitud de tu jardín vertical deseado.

Determinar la longitud de la cuerda necesaria para sujetar cada botella en su jardín vertical colgante.

Tomar la primera cuerda y atarla en un bucle.

Enrollar el bucle alrededor de un lado de la botella. Hacer lo mismo con otro trozo de cuerda para el otro lado de la botella.

Cuelgue la botella en una superficie alta con los bucles colgando de los ganchos estables.

Manteniéndolo estable y recto.

84

REPITA para las otras dos botellas, adhiera la longitud adecuada de la cuerda y enróllela alrededor de los lados de las botellas.

Figura 35: Pasos a seguir para realizar jardín colgante vertical.

9.6 Hidroponía.

La hidroponía es una técnica agrícola en la que no se necesita suelo para poder cultivar nuestros vegetales, en donde las nutrientes necesarias para el normal crecimiento y desarrollo de la planta está dado por la solución nutritiva disuelta en el agua.

La palabra Hidroponía fue acuñada en 1929, por William F. Gericke un profesor de la Universidad de California, y proviene de hidro = agua y ponos = trabajo. Lo que quiere decir “trabajo en agua”. Es la técnica de cultivar plantas sin suelo, donde los nutrientes son entregados en el riego a un sustrato “inerte” y también en cultivos que tienes sus raíces flotando en agua.

gran parte ligado al desarrollo de los plásticos en la agricultura. Como ejemplo se puede mencionar que solo en el sudeste español existe en la actualidad 5000 a 5500 hectáreas en explotación comercial mediante sistema de cultivo sin suelo, desarrolladas paralelamente a la expansión tecnológica de los cultivos bajo plástico y los nuevos equipamientos de riego localizado, por tanto, de un indudable potencial económico.

En el módulo de hidroponía se contempla enseñar los métodos de hidroponía raíz flotante, NFT y aeropónico, enfocándose en una metodología teórica práctica.

Desde los inicios de la hidroponía hasta ahora, se ha experimentado un gran avance en todo el mundo, en

85

8.6.1 Conceptos básicos en hidroponía

9.6.1.1 Ubicación de un sistema hidropónico

Para cultivar las plantas en sistemas hidropónicos necesitan aire de donde las plantas toman el dióxido de carbono y oxígeno (CO2 and O2). Las plantas necesitan también nutrientes, agua, luz, energía y soporte mecánico.

En la geoponía (tradicionalmente en suelo), las plantas obtienen el agua, nutrientes y soporte mecánico del suelo. Las nutrientes de las plantas se pueden dividir en dos categorías: macronutrientes y micronutrientes.

Macronutrientes son las nutrientes que las plantas necesitan en grandes cantidades. Las plantas necesitan el oxígeno (O), Hidrogeno (H) y el carbón (C) directamente del aire y el agua. Los macronutrientes primarios son el nitrógeno (N), fosforo (P), y potasio (K) y lo macronutrientes secundarios son el calcio (Ca), azufre (S), y magnesio (Mg). Los micronutrientes, también llamados minerales traza, son el boro (B), cloro (Cl), manganeso (Mn), hierro (Fe), zinc (Zn), cobre (Cu), molibdeno (Mo) y níquel (Ni).

La ubicación del sistema hidropónico es un factor a tener en cuenta para el éxito de la producción. La ubicación que se elija debe tener un mínimo de 6 horas de luz solar para un perfecto crecimiento del cultivo. Se debe estar próximo a una fuente de agua para evitar esfuerzo que significa trasportar los volúmenes de agua necesarios. Siempre se debe tener a mano recipientes plásticos para almacenar agua y nutrientes, regadera y pulverizador. Se debe proteger de vientos fuertes que puedan desecar el cultivo.

Debe estar cerca del lugar donde se preparan y guardan los fertilizantes. No debe tener excesivo sombreamiento debido a árboles o construcciones. Debe estar protegido o cercado para evitar el acceso de animales domésticos.

Debe ser posible, proteger contra condiciones extremas del clima como altas o bajas temperaturas. También es importante que la ubicación esté lejos de focos de contaminación con agua servida o desechos.

Las plantas pueden ser cultivadas en suelo (geoponía), en agua (hidroponía) o incluso en aire (aeroponía).

La aeroponía puede ser considerada también un tipo de hidroponía. En hidroponía, los nutrientes son proporcionados directamente a las raíces en el agua. Estos nutrientes son añadidos como sólidos disueltos. En la aeroponía, las raíces son asperjadas con agua nebulizada que contiene los nutrientes. Las raíces necesitan oxígeno, así que el agua en hidroponía debería tener suficiente cantidad de oxígeno disuelto.

9.6.2 Tipos de sistemas sin sustrato

86

9.6.2.1 Cultivos sin sustrato Estos sistemas por lo general utilizan un sistema de solución nutritiva recirculante, sin la necesitad de sustrato.

NFT (Técnica de la película de nutrientes) El agua con la solución nutritiva circula como una lámina, la cual está en contacto con las raíces de las plantas.

Luego esta solución es recolectada por el estanque acumulador, y por medio de una bomba sumergible el

Figura 36. Esquema de sistema NFT

agua es impulsada nuevamente al comienzo de la canaleta de soporte del cultivo. Anexamente, se puede colocar una bomba de aire para mejorar el contenido de oxígeno en el estanque acumulador. Es importante señalar que la canaleta de soporte de los cultivos debe tener una pendiente de 2 % (2 cm de diferencia por metro lineal).

A

B

Variantes del NFT Dependiendo de la disposición y el espacio del terreno, el sistema hidropónico NFT puede variar en su forma.

C

Figura 37. Diferentes disposiciones de sistema NFT: A: tipo A; B: ajustado a pared; C: NFT tipo S.

87

Sistema hidropónico de raíz flotante En el sistema de raíz flotante la planta está suspendida en el agua con solución nutritiva en donde crece y absorbe agua. Este sistema sólo se recomienda para el cultivo de lechugas de diferentes variedades, apio y albahaca.

Figura 39. Sistema hidropónico de raíz flotante

Aeroponía

Figura 38. Esquema de sistema de raíz flotante

88

Los sistemas aeropónicos nutren a las plantas solución nutritiva nebulizada. El concepto de aeroponía desarma a los sistemas hidropónicos en donde las raíces son sostenidas por un sustrato inerte como la fibra de coco,

en donde el agua con solución nutritiva es bombeada periódicamente al sistema. La aeroponía simplemente deja de lado el sustrato inerte, dejando a las raíces colgando en el aire, donde son periódicamente asperjadas con un sistema de nebulización.

En los sistemas aeropónicos, las semillas son sembradas en espuma fenólica y colocadas en pequeños potes, los cuales son expuestos a la luz por un lado y por el otro lado a la solución nutritiva nebulizada. La espuma también sostiene el tallo y la masa de raíces en su lugar para que la planta crezca.

9.6.2.2 Ventajas de la aeroponía Los sistemas aeropónicos pueden crecer con mayor libertad en estos sistemas, además el oxígeno extra al que son expuestas las raíces ayuda a una mayor velocidad de crecimiento. Estos sistemas también son extremadamente eficientes en el uso del agua. Los sistemas aeropónicos de circuito cerrado usan 95 % menos agua que los sistemas tradicionales en suelo y ya que los nutrientes están en el agua de riego, también pueden ser recicladas.

9.6.2.3 Desventajas de la aeroponía La aeroponía requiere de conocimientos especializados para operar efectivamente. Las concentraciones de nutrientes en el agua deben mantenerse en parámetros precisos y un pequeño error o mal funcionamiento del equipamiento pueda causar una pérdida de todo el cultivo. Si los aspersores no funcionan cada cierta cantidad de minutos, las raíces colgantes se pueden secar rápidamente. Los aspersores necesitan de limpieza

Figura 40. Esquema de sistema aeropónico

89

regular para evitar que se taponeen a raíz de depósitos minerales en el agua.

Los sistemas aeropónicos necesitan energía eléctrica para bombear el agua a través de pequeños nebulizadores.

Lo que diferencia a este tipo de sistema del resto es que se puede cultivar cualquier tipo de hortalizas. Se puede cultivar desde hortalizas de hoja, hierbas culinarias, frutilla, tomate y zapallo, y a diferencia de otros sistemas también se pueden cultivar tubérculos como papas y zanahorias, los cuales son de fácil acceso para cosechar.

9.7 Formulación de solución nutritiva El pH se define como el índice que permite medir la concentración de iones hidrógeno contenidos en una solución. Las soluciones con pH menor que 4 o pH mayor que 9, no deben emplearse para la producción vegetal, porque o son muy ácidas o muy alcalinas respectivamente.

De esta forma es posible determinar el pH de los suelos agrícolas que son más apropiados para un determinado cultivo. Y por extensión, es posible determinar el pH que requieren los cultivos hidropónicos. Por regla general las soluciones nutritivas en hidroponía deben tener un pH de 5,5 a 6,5 para que todos los nutrientes queden disponibles para las plantas.

Figura 41. Cultivo de papa en sistema aeropónico

La conductividad eléctrica es ampliamente utilizada para indicar los constituyentes totales que se encuentran ionizados en el agua y está muy relacionada con la concentración total de sales. Una solución conduce la electricidad tanto mejor cuanto mayor sea su concentración de sales, esta propiedad se aprovecha para medir la salinidad en términos de conductividad

eléctrica. La unidad para expresar la conductividad es el milimhos por centímetro (mmhos/cm). Por lo general las soluciones nutritivas bien equilibradas pueden aumentar el agua del sistema hidropónico en 1 mmhos/cm, por lo que se recomienda que el agua a utilizar en los sistemas hidropónicos no tenga una C.E. mayor a 2 mmhos/cm.

90

Para los sistemas hidropónicos se deben tener las mismas condiciones ambientales que en un sistema normal, y en lo posible facilitar las reacciones químicas en el interior del tejido vegetal.

Una formulación sencilla para el cultivo de hoja que contiene 7 de los elementos básicos para 200 litros de agua es la siguiente: Fórmula

Cantida d (g)

Nitrato de Calcio

Ca (NO3)2

80

Nitrato de Potasio

KNO3

40

Sulfato de Magnesio

MgSO4

18

Fosfato Monoamónico

NH4H2PO4

12

Quelato de Fierro

C18H16N2O 6FeNa

10

Compuesto

Luego para mezclar los sustratos se coloca la perlita y la turba en un saco para luego humedecer con poca agua. Posteriormente se vierte el sustrato humedecido en las almacigueras y se esparce con la mano de manera que queden todos los alveolos (orificios) compactados y totalmente cubiertos con el sustrato.

Una vez cubiertos los almácigos se procede a hacer orificios en cada uno de los alveolos. La profundidad del orificio dependerá del tamaño de la semilla, recomendándose que la profundidad del orificio triplique el largo de la semilla.

Posterior a esto, se riegan los almácigos con la ayuda de una regadera o algún otro implemento que corte el chorro de agua semejándose a una lluvia en rocío. Finalmente se cubren los almácigos con papel absorbente húmedo o diario hasta que emerjan las plántulas.

Tabla 4. Fórmula de solución nutritiva.

9.8 Actividades almácigo

sugeridas:

Siembra

Las mezclas de sustrato siempre se realizan en base al volumen. Por ejemplo, si requieroutilizar una mezcla 50/50 de turba y perlita, se deberán verter en un saco una medida igual tanto para perlita como para turba (una taza, una pala, un tarro, etc.); en cambio, si se quiere una relación 70/30 de turba perlita se utilizan 7 medidas de turba y 3 de perlita, recalcando que se debe utilizar la misma medida para verter cada sustrato en un saco en una superficie donde se desee mezclar.

en

Materiales • • • •

Almaciguera o speedling Turba Perlita.

Semillas de lechuga

91

8.9

Referencias.

[1] EPA (Agencia de protección ambiental de EEUU).

2019. Compostaje en casa. Visitado en febrero de 2019. https://www.epa.gov/recycle/composting-home [2] Newman, S. 2019. Jardines Verticales. Visitado en febrero 2019. https://www.1millionwomen.com.au/blog/ vertical-gardens-inspiration/ [3] Quiethut. 2019. Compostaje para niños. Visitado en febrero de 2019. https://quiethut.com/composting-for-kids/ [4] Stewart, T. 2019. Jardín colgante vertical. Visitado en febrero 2019. http://moomah.com/themagazine/make-itvertical-hanging-garden

Figura 42. Representación de pasos a seguir en actividad práctica de siembra de almácigos.

92

93

94

CONCLUSIONES En los últimos años, los recursos hídricos se han convertido en un recurso finito y la disponibilidad de agua en Chile ha disminuido entre un 10 a 37%, dependiendo de la zona del país. Debido principalmente, al desarrollo económico y al crecimiento de la población de nuestro país, generando un déficit hídrico. Es más, al menos el 76% del territorio nacional está siendo afectado por la sequía, y según estudios, de aquí al año 2040, Chile lidera la lista de países de América con los mayores niveles de escasez hídrica.

Es en este escenario, por lo que debemos contribuir con buenas prácticas en eficiencia hídrica, desde las escuelas y hogares hasta las grandes industrias. Por esto, es importante generar conciencia en los niños y jóvenes, desde la primera escolaridad, abordando temas de reutilización y ahorro de agua.

Por esta razón, surge este proyecto denominado Laboratorio Móvil en Eficiencia Hídrica, el cual ha demostrado ser un medio alternativo e innovador en la educación y concientización del uso del agua, mediante su Ruta Tecnológica implementada en la Región de Tarapacá.

En dicha ruta se consideró no sólo la participación de comunidades educativas de las grandes ciudades, sino que también aquéllas de localidades rurales alejadas de los centros urbanos. Este proyecto se basó en la enseñanza interactiva de diversos módulos educativos concernientes al uso y reúso eficiente del agua en zonas de escasez hídrica, incentivando el aprendizaje mediante experimentación y aportando en la consolidación de los conocimientos entregados en las distintas etapas de la escolaridad.

Los módulos educativos han sido desarrollados de manera simple y didáctica, considerando las diferentes exigencias de los distintos niveles educativos. Los módulos explican diferentes temas de interés, tales como, la desalación de agua de mar o salobre, el uso de energía solar renovable, reutilización de aguas residuales domésticas, fuentes hídricas no convencionales (agua de rocío y niebla), agricultura urbana, hidroponía, entre otros.

95

Ruta de Innovación y Eficiencia Hídrica

Agradecimientos a cada una de las municipalidades participantes, y a los asistentes que visitaron el Laboratorio Móvil en Eficiencia Hídrica.

96

BIBLIOGRAFÍA: •

https://www.curriculumnacional.cl/614/w3-article-18393.html

•

http://www.curriculumnacional.cl/614/articles-22394_bases.pdf

•

https://www.curriculumnacional.cl/614/w3-article-18669.html

•

http://feder.absostenible.es/fileadmin/user_upload/proyectos_ comunicacion/AGUA_PRIMARIA_m5.pdf

•

https://coin.fao.org/coin-static/cms/media/1/12956304968670/ cartilla_una_huerta_para_todos.pdf

•

Ugarte, P. (2003). Derecho de Aprovechamiento de Aguas.

Análisis Histórico, Extensión y Alcance en la Legislación Vigente (Memoria de pregrado). Universidad de Chile, Facultad de Derecho, Departamento Derecho Económico.

•

DGA, MOP. (2012). DIAGNÓSTICO PLAN MAESTRO DE RECURSOS HÍDRICOS, REGIÓN DE TARAPACÁ

•

https://es.unesco.org/themes/garantizar-suministro-agua/ hidrologia/escasez-calidad

•

http://documentos.dga.cl/ADM5481v2.pdf

•

http://documentos.dga.cl/ADM5403v1.pdf

•

CIDERH (2013). RECURSOS HÍDRICOS REGIÓN DE TARAPACÁ Diagnóstico y Sistematización de la Información. Recuperado de http://www.unap.cl/prontus_ciderh/site/artic/20130823/ asocfile/20130823175939/diagnostico_ciderh_2012_cap_ii_ analisis_regional.pdf

97

98