Producir agua en países tropicales

Por: Oscar Naranjo Hernández

Ing. Químico U.P.B

Desde nuestra educación primaria nos enseñaron que “la fuente original de todas las aguas naturales es el agua lluvia”. Al llegar al colegio y continuar en la universidad, ya nuestros profesores nos hablaron del bosque almacenador de agua.

Reconociendo que muchas de las enseñanzas anteriores son ciertas, en este documento se va a demostrar que la “fuente original de todas las aguas naturales no es agua lluvia”; que el ciclo del agua descrito en libros y revistas no esta completo; que los bosques no sólo conservan el agua; que existen zonas del bosque que producen agua y que su eficiencia de producción puede ser controlada; que los diccionarios al definir a ciertas especies vegetales como “mala yerba que nacen el los cultivos” han propiciado su destrucción y esto ha contribuido en gran parte al daño ecológico que hoy produce la falta de agua en el mundo; que arboles productores de agua no existen; que a la humanidad le ha faltado humildad para mirar al piso, que por la actual ignorancia sobre este tema el planeta tierra pierde día a día más y más nacimientos de agua.

Principios de como producir agua

Para facilitar la comprensión de este documento se explicarán los siguientes parámetros fundamentales:

El sol

Como fuente de energía calienta durante el día la superficie terrestre, conformada por ¾ partes de agua en los mares y ¼ parte de tierra; gracias a la elevada capacidad calorífica del agua, los mares actúan como reguladores de la temperatura del planeta. Durante el día se calienta más lentamente que la tierra y en la noche conservan durante mas tiempo su calor; como consecuencia de este fenómeno, a nivel del mar, en las noches se presenta evaporación de agua, se aumenta la humedad relativa, se generan las brisas y se impide un enfriamiento mayor del planeta. En el día el agua de mar asimila la mayor parte de la energía del sol que nos llega, impidiendo un aumento exagerado de temperatura.

La evaporación

A medida que transcurre el día, el calor del sol suministra la energía requerida para romper los enlaces de hidrógeno que mantienen las moléculas son suficiente energía se liberan en forma de vapor y pasan a la atmósfera en el proceso conocido como evaporación; el agua evaporada se puede concentrar en las nubes o permanecer como parte del agua que rodea el planeta.

La lluvia

Es un proceso termodinámico que se presenta cuando una nube cargada con suficiente agua se encuentra con una corriente de aire frio o realiza un cambio brusco de presión al elevarse rápidamente en la atmosfera, o cuando se presentan ambos fenómenos al mismo tiempo. La nube inicialmente se enfría incrementando inmediatamente su humedad relativa. Si ésta llega a valores del 100% y el enfriamiento, el ascenso o ambos continúan, la nube se sobresatura y comienza el fenómeno de lluvia.

La condensación

El vapor de agua que permanece en la atmosfera con humedad relativa, puede regresar a su estado líquido, si pierde su energía al entrar en contacto con cuerpos fríos o aires fríos; este fenómeno es conocido como condensación y nunca se le ha dado la importancia que tiene dentro del ciclo del agua.

En este documento vamos a demostrar que “la condensación en áreas foliares” es una fuente natural de agua muy importante y diferente a la del agua lluvia.

El agua presente en la atmosfera es de 6.6 veces mayor al agua presente en los ríos y quebradas. Esto significa tener una inmensa fuente de agua que permanece en constante equilibrio, ya que se recicla entre 40 y 50 veces al año, convirtiéndose en una fuente inagotable, muy cercana a todo posible usuario.

Variables que intervienen en la producción del agua

El árbol

Es el pilar del proceso ecológico es el objetivo de todas las culturas, es el sinónimo de oxígeno, agua y vida. El bosque tradicional se ha estructurado con base en grandes arboles que toman agua de niveles freáticos al alcance de sus raíces. Por capilaridad esta agua es enviada a sus hojas y parte de ella es entregada al medio ambiente en forma gaseosa; este fenómeno ocurre a toda hora del día y de la noche según las siguientes reacciones:

En la noche las plantas consumen oxigeno y generan agua: CH2O+O2=CO2 +H2O

En el día las plantas consumen anhidrido carbónico y agua, generan oxígeno, forman carbohidratos y liberan agua en forma de vapor en un proceso conocido como fotosíntesis: CO2+2H2O=CH2O+O2+H2O

Cómo puede apreciarse estos fenómenos son fundamentales para continuar la vida del planeta como la disfrutamos hoy.

Es importante resaltar que las especies vegetales también controlan el calentamiento de la tierra como lo hace el océano.

Ellas convierten la energía del sol en carbohidratos y oxigeno y no en calor como sucede en los desiertos y grandes ciudades. Los vegetales no almacenan energía en forma de calor como lo hace el agua de los océanos y esto favorece el enfriamiento rápido de su área foliar en la noche y la condensación de agua en su follaje.

Al evaluar el proceso anterior nos encontramos con un árbol consumidor de agua, ya que la requiere como parte constitutiva de su crecimiento y para su proceso de evapotranspiración.

En este momento estamos ante un hecho concreto. La naturaleza es lógica y no hace milagros. Ella tiene un proceso que se cumple para todas sus especies vegetales y las reglas están fijadas de acuerdo con las reacciones anteriores; por lo tanto, un árbol que tome agua gaseosa del medio ambiente y nos la entregue en estado líquido en sus raíces no existe; que la almacene en invierno y nos la entregue en verano, tampoco, ya que esto requeriría arboles de tamaños espectaculares para que este proceso sea significativo; en otras palabras, en condiciones normales, el tan anhelado árbol productor de agua no podría sobrevivir  en el más insignificante de los veranos ya que se deshidrataría.

La humedad relativa

Esta definida como el contenido de agua en forma de vapor presente en el aire a determinada presión y temperatura.

Punto de rocío

Esta definido como las condiciones de esta temperatura y presión a las que el vapor de agua condensa o sea que pasa del estado gaseoso al estado líquido.

Curvas isobáricas

Definen las zonas que presentan igual presión atmosférica o sea regiones que están a igual altura sobre el nivel del mar.

Cálculos hidrométricos

En todas las mediciones realizadas el aire más frió y más húmedo invariablemente presento mas densidad y siempre fue localizado al nivel de piso.

El aire caliente y húmedo conserva más agua en estado de vapor que el aire más frio y de igual humedad relativa.

Proceso de producciòn de agua

Al evaluar la información lograda podemos concluir:

Contamos con una fuente inagotable que permanece en la atmosfera.

En la madrugada muchas especies vegetales presentan altísima condensación en sus áreas foliares.

El frio de la noche es suficiente para condensar agua en ciertas partes del bosque y humedecer en la madrugada la mayor parte de los pastos del mundo.

El fenómeno de la condensación es poco variable y es de casi todos los días. Las mediciones higrométricas siempre presentaron más condensación en verano que invierno, lo que significa más agua en el momento en que más se necesita. La mayor eficiencia en condensación en áreas foliares se logró a nivel de piso, allí encontramos que la naturaleza dotó a ciertas especies vegetales mal llamadas rastrojos o malezas de todos los recursos necesarios para condensar y entregar al suelo pequeñas gotas del más preciado líquido… El agua.

No todas las especies vegetales presentes a nivel de piso mostraron alta condensación. Se encontraron variables nuevas que controlan esta eficiencia, como son la conductividad térmica de las hojas de cada especie, el tipo y forma del área foliar superficial y la presencia en ciertas especies vegetales de sistemas muy especiales que utilizan la elevada tensión superficial del agua para atraparla en el momento de su condensación con una eficiencia impresionante.

Definitivamente las variables de producciòn de agua más importantes en los climas tropicales son la humedad relativa y la temperatura. De ellas depende fundamentalmente la eficiencia de la condensación. Otra variable importante no tanto para producir agua, pero si para conducirla y aprovecharla, fue la porosidad del suelo. El viento en el momento de la condensación es absolutamente necesario, pero debe ser controlado. Durante el día su control es fundamental para que no se evapore toda el agua a nivel de piso.

Variables que intervienen en los bosques

En términos generales los bosques presentan tres zonas:

Zona de conservación de agua

Donde predominan los arboles de follaje cerrado. Los bosques tropicales son ejemplos típicos; en ellos se impide la brisa por debajo de las copas de los árboles, el viento es el peor enemigo de todo proceso conservador del agua.

Entre el suelo y la copa de los arboles se forma una interfase de alta humedad relativa y baja temperatura que impide la evaporación del agua a nivel de piso. Recordemos que el follaje convertirá la energía solar en carbohidratos y no en calor. En esta zona el crecimiento de especies vegetales a nivel de piso es p obre, debido a la competencia de energía solar con los arboles más altos; por esta razón la mayoría de nuestros bosques son conservadores de agua.

Zona de consumo de agua

Conformada por especies que tienen gran capacidad de extracción de agua como el eucalipto ; por especies que no protegen el suelo de los rayos solares como ocurre en la mayoría de los monocultivos, por ejemplo, la piña, las hortalizas y otros. Especies como el pino, en veranos prolongados se convierten en consumidores de agua; es posible encontrar que ciertas especies vegetales que son productoras de agua, en condiciones especificas se convierten en consumidoras.

Zona de producción de agua

La producciòn de agua en los bosques, especialmente en épocas de verano con ausencia de lluvias, esta regulada fundamentalmente por la humedad relativa. Se requieren humedades relativas del 100% y del intenso frio de la noche para que ocurra el fenómeno de condensación o punto de roció. Este se da con mayor facilidad a nivel de piso, donde pequeñas especies vegetales condensan el agua atmosférica en sus hojas y la entregan al suelo para que sus raíces consuman el agua que necesitan y el resto se infiltre. Parte es consumida por los arboles cercanos y otra nos llega como agua líquida.

Variables que intervienes en las regiones isobáricas

Para simplificar los conceptos vamos a trabajar en tres zonas:

Zonas a nivel del mar

A nivel del mar en los manglares, podemos encontrar arboles que condensan agua en sus copas. Esto nos indica la presencia de una humedad relativa del 100% a varios metros de altura.

En esta zona se cuenta con variables muy positivas para condensar agua en la noche, como son el viento y las humedades relativas con alto contenido de agua gracias a la presión y temperatura de esta zona; pero durante el día tenemos la gran ventaja de variables como la brisa y la alta temperatura, que afectan fundamentalmente el proceso conservador de agua.

Zonas entre nivel del mar y 2000 metros: A medida que nos alejamos del nivel del mar, a zonas isobáricas de menor presión, la temperatura disminuye y la humedad relativa va perdiendo la capacidad de almacenar agua. Veamos, por ejemplo: a nivel del mar con humedad relativa del 100%, pequeñas disminuciones de temperatura nos condensan suficiente el agua, en zonas isobáricas de unos 1400 metros sobre el nivel del mar con humedades relativas del 100%, los mismos cambios de temperatura entregan menos agua.

La producciòn de agua por condensación en áreas foliares es muy eficiente a nivel del mar. Esta eficiencia va disminuyendo cuando nos alejamos del nivel del mar y nos aproximamos a las isóbaras de 500 metros sobre el nivel del mar, zonas en donde es frecuente tener noches de intenso calor con mínima condensación. La eficiencia de condensación en áreas foliares comienza a incrementarse de nuevo en zonas en donde el frio de la noche es normal.

Zonas entre 2.000 metros y paramos: definitivamente son las regiones isobáricas ideales para producir agua por condensación en áreas foliares. En estas el frio y la humedad relativa son variables más importantes, se puede producir agua en el día y en la noche; la humedad relativa es de 100% durante gran parte del día; las nubes que allí llegan pierden su energía por el frio reinante, permitiendo su condensación sobre las hojas de las especies vegetales presentes, la eficiencia de este proceso puede fácilmente incrementarse mejorando el área foliar superficial de las especies existentes y optimizarse reforestando con especies que tengan elevada conductividad térmica y sean típicas de estas regiones .

La destinación y manejo de estas zonas isobáricas deben tener el objetivo claro y especifico de proveer la mayor parte del agua que se requiere en la industria, en el consumo doméstico, en la agricultura de las tierras bajas y otros.

El microbosque productor de agua

De todo lo anterior nace la necesidad de complementar la concepción actual del bosque. Vamos a crear el microbosque: como su nombre lo indica, va a ser un bosque pequeño que realice casi todas las funciones ecológicas del bosque que conocemos, que lo complemente y adicionalmente produzca y conserve mucha agua. El microbosque va a ser un bosque conformado por especies vegetales de poca altura, mucho follaje, elevada conductividad térmica y gran área foliar superficial.

Como puede apreciarse son especificaciones propias de muchas malezas, rastrojos y pastos. Las especies que lo conforman deben condensar el agua atmosférica y enviarla al suelo. Con el fin de evitar la evaporación a nivel de piso deben crear una interfase de elevada humedad relativa entre el suelo y su follaje, que permita almacenar alta humedad y baja temperatura, aún en días soleados con fuertes vientos, tal cual lo hace el bosque tradicional.

Las especies vegetales a utilizar en un determinado ecosistema serán seleccionadas teniendo en cuenta las características geográficas y topográficas reinantes.

El microbosque es un proyecto de meses, mientras que conformar un bosque requiere muchos años. En las épocas de invierno, se puede incrementar la presencia de microbosque en los bosques convencionales existentes, sembrando especies vegetales adecuadas y permitiendo el ingreso del sol a nivel de piso, para así aumentar la producción de agua en los veranos.

La mayor ventaja del microbosque es la de producir por condensación en áreas foliares más agua en verano que en invierno. en definitiva, el microbosque es el complemento que el hombre moderno debe introducir al bosque convencional para aumentar su eficiencia en la producción de agua. Si un programa de conjugación bosque- microbosque va acompañado de adecuados manejos del aire y acondicionamientos de la porosidad del suelo, los resultados son de alta eficiencia ya corto plazo.

Conclusiones

La ciencia al omitir en el ciclo del agua la condensación natural en el área foliar superficial de las especies vegetales, como parte importante de las fuentes naturales de agua en países tropicales; ha impedido el desarrollo y proliferación de bosque productores de agua.

Los diccionarios al definir la maleza como mala yerba que nace en los cultivos o abundancia de yerbas malas, han contribuido actualmente en su destrucción sin control. Incrementando sin necesidad el proceso de sequía, deforestación y desertización que ocurre hoy en el mundo entero por ignorancia. Los gobiernos tienen que generar los recursos para crear nuevos microbosques , para conservarlos y protegerlos de actividades como la ganadería extensiva, la deforestación y desertización que ocurre hoy en el mundo entero por ignorancia.

Los gobiernos tienen que generar los recursos para crear nuevos microbosques, para conservarlos y protegerlos de actividades como la ganadería extensiva, la deforestación, la implementación de bosques foráneos como el pino en zonas donde se requiere agua, ya que este destruye el microbosque, las quemas, la colonización sin control los monocultivos y otros factores no controlados que están minando las bases de la estructura ecológica y de los suministros de agua.

Esta información debe servir para comenzar un nuevo enfoque cultural, donde se respeten las más elementales formas de vida vegetal, para que el niño de mañana considere la maleza y el rastrojo como parte de ese microbosque, fuente de lo más preciado…el agua.

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