Hidrógeno, una alternativa energética con grandes retos

 Aunque este recurso natural es apetecido hoy por muchos países por ser más ecológico y económico, se deben resolver problemas como su transporte, almacenamiento y uso, además del hecho de que no estará disponible en toda la Tierra.

Este recurso natural es el 95 % del universo, y en la Tierra suele estar combinado con el oxígeno y los hidrocarburos, pero se puede separar de forma artificial o natural. Desde hace tiempo se sabe que en la Tierra hay emanaciones de hidrógeno, vinculadas particularmente a las dorsales oceánicas, en donde se producirían miles de emanaciones de hidrógeno de forma natural.

A diferencia de los combustibles fósiles, que se asocian con la mayor producción de CO₂ –uno de los gases efecto invernadero más relacionado con el calentamiento global–, la combustión del hidrógeno no contamina, ya que como subproducto produce agua. Por otra parte, los combustibles fósiles son una fuente de energía agotable, mientras que el hidrógeno no lo es.

“Antes de explotar este recurso natural prometedor es necesario dejar de creer que el petróleo es la única fuente energética, y entonces el hidrógeno podrá cambiar la historia de la energía y ser el nuevo combustible para la movilidad y la supervivencia en el planeta. Es un nuevo material para las industrias en distintos usos, así que desde varios países ya se ven los primeros esfuerzos en investigación y exploración”.

Así lo afirmó la científica Isabelle Moretti, magíster en Matemáticas y doctora en Ciencias de la Tierra, invitada a la conferencia plenaria en el marco del taller científico “Hidrógeno de bajas emisiones: desafíos, necesidades y apuestas para la producción de hidrógeno en Colombia”, organizado de forma híbrida (virtual y presencial) por de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL).

“Hasta ahora casi toda nuestra movilidad se basa en el petróleo y el gas, pero el hidrógeno los puede reemplazar. Es un cambio grande que si se hace en el largo plazo, nuestro mix energético tendrá muchas posibilidades para optimizar la producción y el consumo de energía, pues se sumará a otras energías renovables ya existentes y que han mostrado gran eficiencia”.

Después de que fuera hallado accidentalmente en Mali, mientras sus habitantes buscaban agua, ahora el hidrógeno se está buscando en países como Brasil, Estados Unidos y Australia, entre otros.

“En Mali actualmente hay 20 nuevos pozos certificados; en Estados Unidos se daría la exploración de un primer pozo en Kansas, mientras que en Francia también se trabaja en una ruta de con este fin, y se espera que las regiones de Suramérica también sean analizadas en los próximos meses”, detalló.

Algunos retos a largo plazo

Mientras que los países ya tienen sus rutas de exploración de hidrógeno, también deben pensar en superar algunos desafíos respecto a la generación, el transporte y abastecimiento de este recurso.

Actualmente el hidrógeno se obtiene de varias formas: una de ellas –la más económica– es a través de la gasificación del carbón, para lo cual se utiliza un reactor para quemar el carbón a temperaturas muy elevadas, liberando gases que separan el hidrógeno del monóxido de carbono.

También se da por electrólisis o descomposición del agua, un proceso en el cual, a través de una corriente eléctrica continua se da la separación de los dos elementos. En este sentido, la investigadora asegura que en un futuro no muy lejano los países y Gobiernos deberán ponerse de acuerdo para estandarizar el método que represente menor impacto y que sea más sustentable.

Pilotos para el transporte

Por otro lado, el transporte es otra limitante para el hidrógeno, ya que como las partículas son muy pequeñas no se puede transportar como metal o petróleo, sino que se debe hacer con camiones previamente presurizados.

“Se han hecho pilotos, pero estamos muy lejos de hacer una barca para transportar hidrógeno líquido de manera eficiente”, advierte la científica Moretti.

Respecto a su abastecimiento, refiere que en superficie se puede llenar en cualquier tipo de bomba de diferentes tamaños, pero su limitación radica en que necesita más volumen.

En usos prácticos uno de los principales problemas sería en la aviación, ya que requeriría una densidad de energía mucho más grande. “Con un litro de gasolina el avión puede andar 10 km, pero con el hidrógeno líquido se necesitaría al menos cuatro veces más y requeriría en espacio para su almacenamiento al menos una tercera parte de la aeronave, reduciendo en gran medida el espacio para pasajeros”, explicó la experta.

Cordillera Oriental tiene áreas clave para conservación de osos y pumas

 El Nudo de Santurbán y los páramos del Almorzadero, de Chita y Guantiva-La Rusia fueron priorizados para asegurar tanto la conectividad ecológica como el crecimiento, la supervivencia y la reproducción.

Estas zonas, que hoy no están protegidas por Parques Nacionales Naturales de Colombia (PNN), fueron identificadas en el estudio de campo de Carlos Herney Cáceres Martínez, magíster en Bosques y Conservación Ambiental de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, gracias a la instalación de 114 cámaras trampa para rastrear el recorrido de estos animales silvestres.

Actualmente no existe conectividad ecológica entre las áreas protegidas de la cordillera Oriental de Colombia, ya que las zonas funcionan como islas separadas de su entorno, lo que pone en riesgo a los animales que subsisten en estos territorios, debido a la deforestación y la caza.

“Encontramos que aunque existen zonas idóneas para esta conservación, otras están por fuera de los sitios protegidos por la ley y facilitan el tránsito seguro de las especies para que no se extingan”, indica el magíster Cáceres. 

La pérdida masiva y acelerada de entornos naturales, animales y plantas ha interesado a los Gobiernos de todo el mundo a declarar más áreas protegidas y conectadas para que cumplan el fin de conservar la biodiversidad de los territorios.

Dentro de las áreas identificadas en el estudio predominan ecosistemas de páramo, rastrojos, bosque húmedo altoandino, bosque andino, glaciares y selva húmeda, además de centros poblados, coberturas naturales y extensas zonas de cultivo de papa, palma, café y caña.

Corredores biológicos

Según datos proporcionados por PNN, Colombia tiene 59 parques nacionales naturales, que aunque administran 1.746.669 km² (10 % del territorio en el país) no son suficientes por sí solos para salvaguardar su biodiversidad contenida.

La cordillera Oriental es una de las zonas más biodiversas de Colombia, con 13 áreas protegidas. Según el Sistema de Información sobre Biodiversidad de Colombia (SiB Colombia), allí habitan alrededor de 520 especies de mamíferos, 58 de las cuales son endémicas, por eso la importancia de preservar su biodiversidad.

Por esta razón se modelaron corredores biológicos como una herramienta valiosa para conservar la zona, especialmente para especies “sombrillas”, que son  aquellas cuya protección conlleva la protección de grandes áreas de bosque o ecosistemas, y que se ven afectados por las amenazas de la pérdida y fragmentación de sus hábitats.

A través de un estudio de campo, el investigador instaló en 14 municipios de la cordillera Oriental 114 cámaras trampa (sensores de movimiento y calor) que graban todo lo que pasa delante de ellas a una distancia de 30 m, las 24 horas del día.

Durante cerca de 12 meses de monitoreo (entre enero y diciembre de 2019) se evaluó la actividad de dos especies sombrilla: el puma (Puma concolor), conocido como león de montaña, y el oso de anteojos (Tremarctos ornatus).

“Podíamos tener dos visiones: una especie que tenía de ciertas exigencias para desplazarse, y otra que necesitaba de otros animales para alimentarse; entonces combinar las dos especies nos daba una idea de cuáles eran los sitios idóneos para priorizar”, explica el magíster Cáceres.

La investigación evidenció que el hábitat óptimo para estas especies comprende un 45 % de áreas idóneas en la cordillera, el 20,1 % de la red de conectividad para el oso y el 21,7 % para el puma.

Según los modelos observados por el investigador, áreas protegidas como Guanentá y Yariguíes se encuentran totalmente aisladas, mientras que áreas como Tamá, Cocuy y Pisba mantienen un corredor importante para la conservación del oso andino y el puma.

La investigación arrojó que si no se prioriza la conservación de los corredores biológicos del Nudo de Santurbán y los páramo del Almorzadero, de Chita y de Guantiva-La Rusia se podrían convertir en vórtices de extinción para las poblaciones de especies endémicas de la zona. 

El trabajo se realizó con el apoyo de la Dirección de Tecnología e Innovación de Minciencias, la UNAL y la Dirección Territorial Andes Nororientales de PNN.

Colombia tendrá parque tecnológico para la eficiencia energética

 Dos grupos de investigación –uno de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) y otro de la Universidad de Antioquia (UdeA)– liderarán la construcción de este parque tecnológico para Colombia, en el que pequeñas y medianas empresas podrán hacer la reconversión a sistemas modernos que reduzcan la pérdida energética.

El parque tecnológico cuenta con el apoyo de Colombia Productiva, entidad del Ministerio de Comercio, Industria y Turismo, y será financiado en gran medida por la Unión Europea, a través del Programa Euroclima+, e implementado por la Agencia Francesa de Desarrollo (AFD).

Representantes de cada una de las entidades protagonistas firmaron hoy en la Hemeroteca Nacional el acuerdo para construir un centro de eficiencia energética en predios de la UdeA, en el municipio de Carmen de Viboral (Antioquia).

Este parque es el objetivo principal del “Programa para el fortalecimiento y la promoción de procesos de eficiencia energética para sectores industriales con alta demanda de energía térmica en Colombia”, apoyado por el Programa Euroclima+, y que se implementará desde el 24 de noviembre de 2021 hasta octubre de 2024.

El evento fue presidido por la profesora Dolly Montoya Castaño, rectora de la UNAL, quien destacó la importancia de la firma de este convenio, que además formaría parte del ecosistema sustentable y sostenible en el que la UNAL ha venido trabajando.

“Este convenio nos honra y favorece mucho, ya que ayudará a fortalecer las capacidades técnicas, no solo desde la educación sino también promoviendo la eficiencia energética y la sostenibilidad ambiental, para que tengamos una mejor casa”, destacó la Rectora.

Proyectos para Latinoamérica

Desde 2018 el programa de cooperación internacional Euroclima+, financiado por la Unión Europea y que tiene como objetivo reducir el impacto del cambio climático y sus efectos en América Latina, realizó una convocatoria para financiar proyectos en pro de la eficiencia energética en Latinoamérica.

Así, en los primeros meses de 2019 se seleccionó el proyecto propuesto por el Grupo de Ciencia y Tecnología del Gas y Uso Eficiente y Racional de la Energía (Gasure), de la UdeA, y el Grupo de Termodinámica Aplicada y Energías Alternativas (Tayea) de la UNAL.

Esta propuesta, la única del sector de la eficiencia energética beneficiada en Colombia, recibirá un aporte de 1,5 millones de euros, a través de la AFD, y también contará con el apoyo de Colombia Productiva, la agencia de productividad del Gobierno nacional.

“Este es un paso muy importante para el cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), en particular con aquellos que tienen que ver con el mejoramiento de las fuentes de energía y su optimización para mitigar los efectos del cambio climático”, destacó el profesor John Jairo Arboleda Céspedes, rector de la Universidad de Antioquia.

Por su parte, el subdirector de la AFD en Colombia, Romain André, resaltó que “según la Agencia Internacional de Energía (AIE) con sede en París, el 40 % de las reducciones de gases de efecto invernadero (GEI) que se espera dejar de producir en los próximos 20 años deberían provenir de la implementación de acciones concretas de eficiencia energética”.

“Por este motivo, desde la AFD estamos comprometidos con la implementación de recursos de cooperación aportados por el Programa Euroclima+, que permitirán promover procesos de eficiencia energética en el sector industrial para el cual se han fijado metas de reducción de al menos el 15 % en el corto plazo”.

Según Camilo Fernández de Soto, presidente de Colombia Productiva, uno de los desafíos de la industria para elevar su productividad es gestionar mejor su consumo de energía.

“Análisis de Colombia Productiva indican que el consumo de energía puede representar hasta el 35 % de los costos de producción de una empresa. Por eso la puesta en marcha de este parque tecnológico será clave para brindarles a los empresarios herramientas que les ayuden a ser más eficientes y rentables. Además contribuirá a que la industria disminuya la emisión de GEI y así seguir avanzando en los compromisos del país en materia de carbono-neutralidad”, afirma.

Nuevas tecnologías

Cuando termine la fase de construcción del parque tecnológico, allí se probarán nuevos desarrollos de eficiencia energética en condiciones reales o simuladas, con el fin de que pequeñas y medianas empresas del país puedan comprobar sus ventajas y hacer la reconversión a sistemas modernos en los que se reduzca la pérdida energética, que en Colombia está alrededor del 68 %.

Se estima que los resultados de las investigaciones realizadas en el parque les servirán a unas 100.000 empresas nacionales y se convertirán en un aporte importante para la reducción de la emisión de GEI en el país, que tiene como meta que sea inferior al 50 %.

El parque, cuyo diseño ya cuenta con un avance, estará ubicado en la Sede de Desarrollo Tecnológico e Innovación de la UdeA, en el Oriente antioqueño. La construcción está planeada para empezar a comienzos de 2022, cuando el programa Euroclima+ haga el primer desembolso.

Aumento de temperatura de la Tierra será inminente en 30 años

 Aunque en 2050 nuestro planeta habrá alcanzado un aumento de la temperatura de 1,5 °C, con la reducción de dióxido de carbono, metano y otros gases de efecto invernadero se lograría una estabilización que evitaría llegar a los 2 o 3 °C, que en Colombia afectaría en mayor medida el norte y sur de la región Andina.

“Que la Tierra alcance un calentamiento de 1,5 °C es inevitable, y aunque tras el Acuerdo de París los países buscan su estabilización, eso no significa menos riesgo, pero sí que se debe pensar en la adaptación a los cambios. No obstante, que reduzcamos el calentamiento significará menor inversión de recursos en adaptación.”

Así lo resalta Paola Arias, investigadora de la Universidad de Antioquia (UDEA) y una de las invitadas a la tertulia “Cambio climático o crisis civilizatoria”, organizada por la Asociación de Profesores (APUN) de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL).

En el encuentro, los invitados analizaron las implicaciones de los dos últimos reportes del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), los cuales evidencian, por un lado, la responsabilidad del ser humano en el aumento de la temperatura global y las implicaciones de sus acciones en los cambios del clima, como las olas de calor, el aumento de lluvias en algunas zonas del planeta y las sequías, entre otros fenómenos climáticos sin precedentes en miles de años.

“Algunas de estas condiciones climáticas conducen a impactos, por ejemplo en la agricultura en regiones costeras, oceánicas y vida silvestre, entre otras, sin embargo, de forma generalizada se ve la disminución de las heladas y los extremos fríos, aumento en el nivel del mar, inundaciones costeras, erosión costera y la acidificación de los océanos, que se proyectan a lo largo del siglo XXI”, mencionó la experta.

Amazonia, otra víctima de la deforestación

Por su parte el profesor Germán Poveda, de la UNAL Sede Medellín, resalta la importancia que ha cobrado la deforestación, una práctica anclada al cambio climático, ya que al menos el 20 % de los gases con efecto invernadero se emiten a causa de esta práctica humana.

“Un 20 % de la cuenca Amazónica está deforestada, por lo que la Amazonia colombiana también empieza a ver impactos con efectos económicos, ecológicos y biológicos”, advierte.

Una de las implicaciones más preocupantes es el hecho de que la deforestación reduce las lluvias en esta importante zona del planeta. Esto ocurre porque cerca del 50 % de las lluvias se producen por evaporación y las zonas deforestadas impiden que se dé ese proceso, generando sequías no solo para el entorno sino también para las comunidades que lo habitan.

“Es posible salir de la encrucijada”

Según el profesor Poveda, “para no caer en consecuencias irreversibles en el mediano plazo a causa del cambio climático, lo primero que se debe hacer es que todos los países dejen de usar y subsidiar combustibles fósiles, ya que a ese subsidio no se le adjudica el costo del daño ambiental que está haciendo”.

“Los combustibles fósiles están altamente influenciados por el precio del petróleo en los mercados internacionales, por lo que se debe acelerar la transición a energías limpias y renovables. También se debe trabajar en distintos planes de adaptación al cambio climático, ya que a estas alturas muchos de los efectos esperados son irreversibles”.

“Existe una gran asimetría, no en la elaboración de esos programas sino en su implementación, por lo que es necesario actualizar esas estrategias y adaptarlas; algunas de las acciones basadas en la naturaleza son el uso de manglares como protectores costeros, resguardo de bosques, entre otras, pero se necesita que tanto la economía como la ciencia y el modelo de desarrollo de cada país sea honesto con el medioambiente”, precisó el docente de la UNAL.

  

Simbiosis, plataforma que promueve ecodestinos descubiertos en bici

 Con una base de datos que registra más de 7.600 sitios turísticos, organizados por departamento y municipio en más de 40 categorías, esta plataforma fue creada por Sebastián Lozano, estudiante de Biología de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) que un día decidió recorrer el país en bicicleta.

Durante más de seis años, este joven soñador, amante de la naturaleza, la ciencia y la fotografía, ha pedaleado en 218 municipios y 15 capitales del país y espera seguir visitando en bici el resto del territorio colombiano.

“Siempre tuve el sueño de recorrer y conocer los más diversos y maravillosos lugares de Colombia, así como su geografía, su fauna, flora, ríos, cascadas y cuevas. Por eso, a mis 21 años, empecé a hacerlo realidad”.

“El primer viaje lo hice a Medellín con unos amigos, fue una locura, porque no conocía la ruta ni las distancias, pero fue una gran aventura de la que aprendí bastante”, recuerda.

“En mi último viaje por Huila, Caquetá y Putumayo visite más de 30 sitios espectaculares, muchos de los cuales son desconocidos para la mayoría de los colombianos. Anduve por imponentes cañones y ríos de aguas cristalinas, bosques y cascadas. Durante ese viaje se me ocurrió la idea de crear un blog con el contenido de lo que había visto y compartirlo con los demás”, afirma Sebastián.

“Ahí nació la idea de Simbiosis, una plataforma de turismo. Durante cuatro meses realicé una investigación exhaustiva sobre los sitios turísticos de los más de 1.100 municipios del país y diseñé la página, de tal manera que fuera intuitiva y elegante”, detalla.

Simbiosis diversifica el turismo

Sebastián considera que “Simbiosis ayudará a diversificar el turismo en Colombia, fortaleciendo las economías locales, brindando oportunidades a los guías turísticos, hospedajes y restaurantes rurales y facilitará el viaje a los turistas nacionales e internacionales”.

Además la plataforma le muestra al usuario el “Top 10” de los sitios turísticos de los 32 departamentos de Colombia, y próximamente les permitirá conocer información sobre cómo llegar a cada lugar, las recomendaciones y los precios de entrada, además de imágenes y videos. “El visitante también puede agregar la información de los sitios faltantes en la misma plataforma”, asegura Sebastián.

Con el tiempo, Simbiosis contará con información de hospedajes, restaurantes y guías turísticos en cada región. Los usuarios podrán hacer sus listas personalizadas de sitios que desearía conocer y organizar su viaje completo desde un mismo lugar. Todo con el fin de conectar a los turistas con los servicios y la información básica que necesitan para viajar.

Destinos desconocidos

“El objetivo de Simbiosis es dar a conocer los sitios que he tenido la fortuna de visitar, como los Portales de Fragüíta, en Caquetá, una montaña aparentemente partida en dos como si el río que la atraviesa fuera el causante de su división. Por sus aguas cristalinas y en medio de las dos grandes montañas se cruza a pie para alcanzar sus pozos verdes y azules, que ante el brillo del Sol muestran sus colores de forma extraordinaria. El silencio, que lo domina todo, va siendo remplazado por el murmullo de una imponente y delicada cascada enclavada en la montaña, rodeada del exuberante bosque. La risa de los niños anfibios que fueron nuestros guías, los juegos en el agua y su tranquilidad lo hacen mi lugar favorito en Colombia”, afirma el estudiante.

“En mis viajes he saboreado más de 60 frutas diferentes, tanto en jugo como directamente. En el Caribe probé el caimito, el níspero y el corozo; al sur del país, la uva caimarona, el arazá y el fruto del cacao, y los productos de copoazú, de cocona, de asaí y canangucha, en otras regiones la cholupa, el madroño, y muchos más. La idea es que el turismo genere una oportunidad en las comunidades rurales de cada región”, cuenta.

“También viajo buscando los seres fantásticos que componen nuestra fauna, como los monos y las aves. Por ejemplo, en mi penúltimo viaje, el objetivo fue conocer el endémico mico bonito de Caquetá (Plecturocebus caquetensis) el cual se encuentra en vía de extinción. También he tenido la fortuna de ver y fotografiar todo tipo de aves”, menciona Sebastián.

Si quieres conocer más de esta plataforma visita: www.simbiosiscolombia.com y si quieren seguir las historias y los viajes de Sebastián pueden hacerlo en su Instagram: sebasloz06.

Incendios impiden que calidad del aire mejore en el Valle de Aburrá

Pese a que las medidas de confinamiento para evitar la propagación del Covid-19 redujeron el material particulado generado por fuentes móviles, las quemas produjeron contaminantes que influyeron en la calidad del aire en el Valle de Aburrá entre marzo y abril de 2020.

Un estudio adelantado por la Maestría de Medio Ambiente y Desarrollo de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín evidenció que la calidad del aire en el Valle de Aburrá presenta niveles altos de contaminación, según los límites permisibles establecidos por la resolución 2254 de 2017, del Ministerio de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible.

Para evaluar la influencia de los incendios en la contaminación ambiental del departamento, la magíster Juliana Uribe Castrillón utilizó sensores como el espectrómetro de imágenes de resolución moderada (Modis), el cual cuenta con una alta sensibilidad radiométrica para identificar los incendios regionales en tiempo casi real.

“Los datos recolectados nos permitieron confirmar que, en efecto, entre 2016 y 2020 hubo un aumento progresivo de quemas en Antioquia”, asegura la magíster.

El estudio detectó los puntos de calor producidos por quemas, a través un proceso de teledetección que captura las imágenes y los datos satelitales de las zonas y los meses en que se presenta más contaminación por quemas.

En el primer semestre de 2020 se presentó el mayor número de quemas con 531 puntos de calor que corresponden al 38 %, seguido de 2019 y 2018 con 318 y 295 puntos de calor respectivamente.

Por acción del viento esas partículas de gases contaminantes producidas por las quemas son transportadas hacia la zona metropolitana del Valle de Aburrá, generando un efecto negativo en la calidad del aire.

Datos de la Unidad de Manejo de Desastres de Antioquia (Dapard) muestran que la mayoría de las emergencias fueron generadas por intervenciones del ser humano y que para febrero del año pasado se tenían reportes de más de 300 incendios que pusieron el departamento en alerta roja.

Contaminantes y dañinas para la salud

Durante los últimos años el Valle de Aburrá superó los 37 µg/m³ (microgramos por metro cúbico) de PM2.5, que son partículas muy pequeñas (más que PM10) suspendidas en el aire que pueden ingresar a los pulmones al respirar y causar enfermedades cardíacas y pulmonares.

Existen diferentes gases que generan contaminación en la atmósfera (PM10, PM2,5, CO₂, NO₂ y O₃) y que provienen de fuentes tanto internas –relacionadas con automóviles y fábricas– como externas, como el humo generados por las quemas.

La mayor presencia de incendios se da en el primer semestre del año, entre febrero y marzo, hacia el nordeste de Antioquia, en municipios como Yolombó, San Roque, Gómez Plata, Amalfi  y San Rafael, entre otros, y en el caso específico del Área Metropolitana del Valle de Aburrá se presentan en Medellín.

Una parte importante de los incendios se producen por las altas tasas de deforestación, combinadas con las condiciones climáticas dadas por la transición de la temporada seca a la temporada de lluvias.

Unir esfuerzos para mitigar el impacto ambiental

Aunque las medidas contra la pandemia detuvieron una importante movilización de gases contaminantes producidos por fuentes móviles y fábricas, los incendios contribuyeron a la contaminación del aire.

La investigadora recomienda “continuar generando políticas enfocadas en las fuentes de emisiones controlables (vehículos e industrias), además de incluir análisis de calidad del aire que aportan las fuentes externas en estos proyectos de mitigación, y ahondar su relación con procesos socioeconómicos en el territorio.

En conclusión, aunque las fuentes externas producidas por los incendios no tienen control político, estas continuarán sumando a la carga de contaminantes en el Valle de Aburrá.

Una fachada bajaría el calor en casas de tierra caliente

 La fachada arquitectónica, de bajo costo y alta eficiencia, genera una diferencia térmica interna y ambiental de hasta 15 °C, según las pruebas realizadas, constituyéndose en una barrera de protección contra el calor.

“Nuestro proyecto –HydroCanopy– responde a las condiciones climáticas utilizando estrategias de control pasivo que regulan la radiación solar, la ventilación, la inercia térmica y ofrece un sistema de enfriamiento evaporativo”, explican los estudiantes de la Escuela de Arquitectura y Urbanismo adscrita a la Facultad de Artes de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL).

Su diseño arquitectónico, seleccionado como uno de los 12 finalistas del Desafío Global Biomimético (Biomimicry Global Design Challenge), se encuentra ahora en la fase final de la competencia, en el campamento Biomimicry Launchpad, que se lleva a cabo Instituto de Biomimesis, una organización estadounidense que impulsa proyectos inspirados en la naturaleza para un planeta saludable.

Allí el equipo de la UNAL trabaja en estudios de mercado, elaboración del prototipo y otras actividades relacionadas con el concepto del emprendimiento HydroCanopy Facade System, pues la intención es que a mediados de diciembre, al finalizar el campamento, los jóvenes estén en capacidad de construir su proyecto, e incluso comercializarlo.

Los futuros arquitectos David Santiago Casas, Ana María Gómez, María José Gómez, Sara Isabel Castro, Gabriela Bautista y Nicolás Ricardo Adame, basaron su diseño de fachada en la forma que las ranas de los bosques secos tropicales regulan la temperatura externa y les permite evitar la desecación por el calor.

La estructura de HydroCanopy son 3 rejillas modulares con rejilla ortogonal de 60 x 60 cm, construida en guadua y articulada por nudos, fácil de construir e implementar.

El sistema posee diferentes mecanismos de protección, organizados en tres capas: las dos primeras son móviles y se adaptan a las condiciones ambientales percibidas por los usuarios y brindan protección solar y regulan el paso del viento a través de palas inspiradas en forma de hoja móvil, las cuales disminuyen de tamaño hacia el interior del sistema.

La tercera capa, ubicada en interior del módulo, es para la regulación térmica y el enfriamiento evaporativo. Utiliza un sistema de bolsas dinámicas que contienen cápsulas hidrorretenedoras en su perímetro, las cuales liberan el agua almacenada cuando la bolsa se contrae, manteniendo así un enfriamiento constante del aire caliente que pasa por el módulo.

Según explican sus creadores, cada capa dentro de HydroCanopy responde a un factor ambiental en regiones secas y semidesérticas con escasas precipitaciones. Se adapta pasivamente a las condiciones ambientales exteriores y genera confort en el interior del edificio.

Además utiliza materiales de bajo costo disponibles localmente, que incluyen fibras vegetales, tecnologías de baja energía incorporadas y materiales biodegradables, que reducen los  procesos contaminantes generados por los sistemas de enfriamiento mecánico actuales que afectan en gran medida a la fauna circundante.

“El panel está diseñado para incorporar técnicas manuales como tejido y mallado para arraigarlo al conocimiento de la comunidad. Es fácil de usar, ya que el sistema es dinámico, por lo que se puede adaptar o controlar al nivel de comodidad requerido. Tiene en cuenta al usuario específico y puede resolver sus necesidades particulares en términos de temperatura, luz y viento”, puntualizan.

Hacia la materialización del prototipo

Hasta el momento se ha avanzado en la investigación de estrategias y mecanismos que nutran el proceso de diseño y optimización de HydroCanopy Facade System, desde el desarrollo de estudios de mercado hasta la elaboración de prototipos para medir las propiedades físicas, químicas y ecológicas de los materiales locales de las regiones cálidas de Colombia –como el seje y la guadua– para su implantación en zonas de desertificación.

Durante el Biomimicry Launchpad se profundiza en los conceptos técnicos y de emprendimiento para diseño biomimético, con profesionales que cuentan con una amplia experiencia en el campo profesional e investigativo en soluciones basadas en la naturaleza, permitiéndonos formularnos y resolver preguntas más específicas y útiles en el desarrollo del proyecto, con el fin de poder llegar a materializar los prototipos y hacer de HydroCanopy una realidad, explicaron los diseñadores.

El Desafío Global de Diseño Biomimético es una actividad creada por el Instituto de Biomimesis, una organización estadounidense que impulsa la realización de proyectos inspirados en la naturaleza para un planeta saludable.

Caribe colombiano, hábitat de aves endémicas y migratorias

Algunas especies habrían nacido en zonas precisas de esta región, por la unión filogenética –patrones históricos de descendencia– de aves propias del país o migratorias de Latinoamérica, lo que ubica a Colombia como la nación con mayor diversidad de aves en el mundo (1.941 especies registradas).

Este es uno de los hallazgos mencionado por el biólogo Andrés Cuervo Maya, profesor curador de la Colección Ornitológica del Instituto de Ciencias Naturales (ICN) de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), durante la charla “Imposible no fascinarse haciendo ornitología en Colombia, el país de las aves”, adelantada en la UNAL Sede de La Paz (Cesar).

A través de la ornitología –rama de la zoología centrada en el estudio de las aves y su diversidad biológica– se ha reafirmado que “Colombia es el epicentro de muchas aves únicas, que solo se encuentran en ciertos lugares. Una de ellas es la especie Scytalopus perijanus, oriunda de la Serranía del Perijá (frontera entre Colombia y Venezuela)”, explicó.

En el estudio, adelantado por el ICN, encontraron que algunas aves presentan árboles filogenéticos que conectan los parientes más cercanos de distintos organismos y lugares de origen.

Por ejemplo, el biólogo relata que “este individuo del Perijá estaba emparentado con aves de la misma especie pero de la Sierra Nevada de Santa Marta, las montañas venezolanas y la cordillera Oriental. A partir de ahí no solo estudiamos una especie sino varias que tienen ‘primos’ en Santa Marta, Norte de Santander y Mérida (Venezuela)”.

Aves de Latinoamérica

Cuando se preguntaron de dónde salieron estas aves, e investigaron, los ornitólogos confirmaron que aves del sur de Latinoamérica se han expandido al norte, y que otras especies del norte o centro del continente han llegado al sur y encuentran su nuevo hábitat en el Caribe colombiano.

Incluso entre ellas forman comunidades. Por ejemplo, “50 aves de una montaña se unen y conviven, pero el origen de esa comunidad es muy variable, como si tuvieran vecinos de vieja data y vecinos nuevos en términos evolutivos. Puede haber parejas de aves que se originaron aquí en Colombia, pero se expandieron hacia el norte de Argentina y viceversa”, relató el docente.

Geografía y migración

Agregó que la geografía de los territorios puede influir en el origen o la migración de algunas aves: el clima, la vegetación, las distancias pueden cambiar las condiciones y evolución de las aves.

“En la parte baja del Cesar hay una barrera topográfica con condiciones ecológicas diferentes donde no van a transitar ni existir aves que dependen de un bosque más frío. A su vez en el  Perijá, Santa Marta y la punta de la cordillera Oriental emergen aves de montaña”, explicó el ornitólogo.

También se pueden presentar casos en los que el ave caribeña no necesariamente está en toda la región, sino que solo está en un punto específico y vuelve a aparecer pero al interior del país, por la zona andina.

“El soldadito capirotado o Coryphospingus pileatus –presente en el campus de la UNAL Sede de La Paz– está en La Guajira y en el Cesar, pero desaparece en el sur de este departamento y reaparece en el norte del Tolima. Esto se debe a la historia climática y ecológica de la tierra y a la manera como se relaciona con la taxonomía de las aves. Se debe tener presente la ciencia histórica de las especies y del territorio”, subraya.

Enfoque de formación

En la Colección de Ornitología del ICN de la UNAL cuentan con diversos organismos y herramientas para estudiar las dimensiones de la diversidad, como: parásitos, aspectos aerodinámicos, cantos de las aves, genética, efectos del entorno, morfología, aspectos climáticos y técnicas de metagenómica, entre otros.

Por eso el profesor Cuervo concluye que los estudiantes de biología o de geografía se pueden proponer a estudiar su entorno desde diversos enfoques, como la ornitología.

“Este estudio puede hacerlos fascinarse, entender patrones naturales, procesos, mecanismos y también pueden proponerse analizar aquellas expansiones de los animales desde sus regiones hacia el interior del país”, invitó el biólogo.

La conferencia organizada por la UNAL Sede La Paz contó con un aforo de estudiantes de pregrado de la Institución y del Semillero de Investigación en Ciencias Experimentales, con el fin de articular estas charlas con las actividades misionales de la UNAL.

 

Horno solar portable y barato para zonas sin energía eléctrica

 “Ponerle fin al hambre” fue la motivación de cuatro estudiantes de la Facultad de Minas de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín para construir un horno solar portable de bajo costo que permita aprovechar la energía solar y cocinar alimentos en lugares donde no hay cobertura eléctrica.

Jaime Andrés Moncayo, Luis Carlos Mendoza, Salomón Pérez Atencia y Etienne Mayer –estudiante de intercambio de Francia– son los cuatro alumnos de Ingeniería Mecánica que fabricaron este artefacto con el fin de atender las necesidades de poblaciones que se encuentran Zonas No Interconectadas (ZNI) a las principales redes de distribución de energía eléctrica en Colombia.

Para diseñar el horno, los estudiantes escogieron el modelo parabólico, puesto que su superficie permite una mejor reflexión de los rayos solares hacia el recipiente de comida.

El horno solar consta de 3 partes principales: la estructura o base metálica de soporte giratorio; la parábola de cartón, cubierta con papel aluminio, que permite la entrada de energía solar y la concentra en la zona de cocción, y el sistema de frenado –impreso en 3D– que ayuda a fijar la estructura giratoria en un ángulo específico.

Las personas deben ubicar el horno en un área abierta donde lleguen los rayos solares. Después rotan la parábola en dirección al sol y sueltan el gancho de freno para estabilizar la superficie. Por último, ubican el recipiente con el alimento que desean cocinar y esperan un tiempo estimado de 20 a 30 minutos; la duración depende de la condición climática.

Los estudiantes pusieron a prueba la funcionalidad del horno cocinando un huevo. “Estuvo entre 30 y 45 minutos ya que el clima no fue el más favorable pues esos días llovía y venteaba en Medellín, pero el horno funcionó aún con el factor climático en contra; esto también depende del alimento”, explicó el estudiante Moncayo.

Inspirados en modelo africano

“La idea inicial fue de nuestro compañero de intercambio Etienne, quien se inspiró en un proyecto de horno solar portable que vio en África Central, el cual aprovecha la energía solar para cocinar alimentos en lugares donde no hay energía eléctrica”, indicó el estudiante Moncayo.

“Estábamos pensando en aquellas comunidades que no están interconectadas y tienen buena irrigación solar, donde se tienen necesidades para preparar los alimentos”, agregó el estudiante.

Según la Comisión de Regulación de Energía y Gas (CREG), las ZNI son aquellos municipios, corregimientos y localidades que no tienen energía eléctrica.

Algunas de estas zonas son el Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina, Leticia (Amazonas), Capurganá (Chocó), Puerto Carreño (Vichada) y Mitú (Vaupés).

En las ZNI la prestación del servicio se hace especialmente mediante plantas diésel, paneles solares y pequeñas centrales hidroeléctricas. Sin embargo, solo 20 de los 32 departamentos que conforman la división política en Colombia tienen este servicio, es decir que 12 de ellos no tienen ningún tipo de cobertura en sus territorios.

“Por eso el aprovechamiento de energías renovables en estas zonas es una excelente alternativa para las comunidades que habitan en ellas”, manifestó el estudiante Mendoza.

Este horno solar portable responde a la necesidad de aumentar la velocidad de cocción a un bajo costo, para que las personas la puedan implementar a escala grande o pequeña en esas comunidades.

El principal desafío para la fabricación del horno fue la crisis social que atravesaba el país en ese momento. Las protestas dificultaron el acceso a los laboratorios de la Universidad.

“Por la pandemia las clases fueron virtuales, así que los cuatro estábamos en distintas ciudades –Salomón en Sincelejo, Luis en Montería, Etienne en Francia y yo en Medellín–, y por las protestas fue difícil transitar por la ciudad”, recuerda Jaime Andrés.

Sin embargo, la buena coordinación y el trabajo en equipo fueron factores clave para construir este proyecto. Además el apoyo de la Universidad y del docente Nelson Antonio Vanegas fue fundamental.

“Sí, se pueden hacer las cosas, incluso desde la virtualidad. Lo principal fue la comunicación”, expresó Luis Carlos.

A lo largo del proceso los estudiantes experimentaron distintas dificultades que “pudimos superar con ingenio”, incluso tuvieron que hacer reingeniería y rediseño para lograr mejoras en el producto.

Por último, recalcan la importancia de su labor como ingenieros para pensar en soluciones que aporten a problemas ambientales y sociales.

Universidad Nacional de Colombia - Palmira Pro-ambi (Parte 2)

Es maravilloso recordar los trabajos logrados por el Medio Ambiente, y especialmente años logrando conciencias por el agua!

Pimientos y cebolla, tarea cosechada para aprender de ecología

 En sus casas, durante el confinamiento y como una táctica improvisada para entender las ciencias naturales, estudiantes de octavo grado crearon microhuertos caseros con los que se apropiaron del cuidado de diferentes hábitats.

¿Cómo enseñarle a un joven qué son los hábitats y microhábitats si no puede ir al colegio presencialmente? Se preguntaba la profesora Leidy Toro Orlas, magíster en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, mientras dictaba clases en medio de la pandemia por COVID-19 en la Institución Educativa Villa del Sol del municipio de Bello, Antioquia.

La maestra debía explicarles virtualmente la importancia de la educación ambiental; sin embargo, afirma que en este y en muchos otros colegios del país “los estudiantes no se sienten responsables del cuidado de su entorno, usan inadecuadamente los residuos sólidos (basura), tienen hábitos alimenticios contraproducentes y asumen muy poco lo indispensable que es la ecología”.

Para despertar sus sentidos e incentivar su aprendizaje, les enseñó a sus 23 alumnos cómo construir microhuertos caseros de cebolla larga, pimientos, zanahoria, tomate y hierbas aromáticas usando macetas, botellas plásticas, recipientes y otros materiales, para que a través de estos conocieran qué son los hábitats, microhábitats y cómo se crean.

“La idea era sembrar una huerta en la institución para abarcar varios temas en ciencias naturales y educación ambiental, pero como era imposible ir al colegio, improvisamos e incitamos a los jóvenes a ser responsables con su entorno mediante el microhuerto que ellos crearon y cuidaron”, señaló la docente.

Sembrar y preservar

Las huertas son conocidas como el lugar donde se cultivan diversas plantas, cuyos frutos, raíces, hojas o tallos se consumen. También se pueden cultivar plantas medicinales que ayudan a preservar los conocimientos ancestrales. Por otro lado, los hábitats son ambientes, lugares o espacios donde una especie o población biológica de plantas, animales y microorganismos viven naturalmente por las condiciones necesarias que este brinda, como por ejemplo las huertas.

En una prueba escrita realizada al principio del curso, la docente observó que los estudiantes “tenían vacíos conceptuales y confusión con en las respuestas relacionadas con la ecología”. De ahí surgió la idea de que ellos construyeran 8 microhuertos y experimentaran su evolución.

“En primer lugar, esperaba que los estudiantes solo entendieran los conceptos; sin embargo me sorprendí cuando los estudiantes expresaron su felicidad porque veían cómo las semillas que plantaron iban creciendo. En las clases virtuales mostraban sus plantitas y se sentían tranquilos porque decían: no tendremos que volver a consumir productos contaminados con químicos o fertilizantes”, relató la maestra.

Cuando los microhuertos dieron frutos, los estudiantes lograron cosechar artesanalmente cebolla larga y pimientos pequeños (ají), que formaron parte del sustento alimenticio de sus hogares. Aunque los demás vegetales no tuvieron el crecimiento esperado, los jóvenes prometieron persistir con la herramienta.

Además el 15,38 % de las familias de los estudiantes participaron en este proceso con ellos creando los microhuertos, “en videos sobre las plantas que tienen sembradas en casa las familias mencionaron otros conocimientos que aplicaron para conservar las plantas”, afirmó la docente.

Al finalizar la actividad, la maestra Toro realizó una segunda prueba escrita y comprobó que con ella, además de apuntes de clase y de un juego virtual, “mejoraron su aprendizaje en las ciencias naturales, entendieron los hábitats, microhábitats y otros conceptos asociados con ecología como especie, población o comunidad”.

En suma, los huertos tuvieron una efectividad del 61,54 % y superaron las expectativas de aprendizaje, pues los alumnos aprendieron a sembrar su propio alimento con sus familias, a cuidar sus huertos e incluso a ahorrar significativamente en su presupuesto para alimentación.

Conciencia ambiental 

“Cuando se comienza a sembrar es difícil detenerse. Uno desea explorar más, consulta qué necesitan las plantas, se convierte en investigador”, afirma la magíster, y agrega que es necesario reformatear los modos de enseñanza e implementar otros más cercanos a la realidad del estudiante.

“Esta herramienta complementaria habría tenido tanto impacto, que los estudiantes del curso se concientizaron sobre la conservación de la tierra, por el calentamiento global y por todo lo que estamos viviendo, tenemos que ver qué podemos hacer en el barrio (Bello), se apropiaron del cuidado ambiental de sus zonas”, concluye la profesora Toro.