Coleccion de Agua de Neblina: Una Estrategia de Adaptacion al Cambio Climatico para la Region Andina
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Presentacion realizada por Jose Molina (Johns Hopkins University, Estados Unidos) en el webinar de lanzamiento del Foro Virtual 6 de la Comunidad de Práctica Andes (CoP Andes) acerca de la ...

Presentacion realizada por Jose Molina (Johns Hopkins University, Estados Unidos) en el webinar de lanzamiento del Foro Virtual 6 de la Comunidad de Práctica Andes (CoP Andes) acerca de la vulnerabilidad de los recuros hidricos frente al Cambio Climático en los Andes.

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    Coleccion de Agua de Neblina: Una Estrategia de Adaptacion al Cambio Climatico para la Region Andina Coleccion de Agua de Neblina: Una Estrategia de Adaptacion al Cambio Climatico para la Region Andina Presentation Transcript

    • COLECCIÓN DE AGUA DE NEBLINA: UNA ESTRATEGIA DE ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO PARA LA REGION ANDINA Jose Manuel Molina jmolina9@jhu.edu Department of Earth and Planetary Sciences Background: Pacific Ocean off the coast of the Atacama Desert, Chile
    • 2  Enfoques de Adaptación al Cambio Climático  Conceptualización neblina y experiencias de colección  ENSO e impactos en Colombia  Investigación y transferencia de tecnología  Consideraciones Finales
    • 3 “La tecnología de colección de neblina (Fog collection) se presenta como un sistema de cosecha de agua con gran potencial y de muy bajo costo para suministro de agua potable, riego de cultivos, abrevadero de ganado y recuperación de bosques en regiones montañosas secas.” “El sistema es fácil de construir, reduce la carga de transporte de agua desde largas distancias y genera ahorros de tiempo que la comunidad puede invertir en otras actividades que generen ingresos y mejoren la educación infantil.” Food and Agricultural Organization, FAO United Nations Convention to Combat Desertification, UNCCD Mountain Partnership Secretariat Swiss Agency for Development and Cooperation, SDC Centre for Development and Environment, CDE Highlands and Drylands − Mountains, a Source of Resilience in Arid Regions, 2011, Rome. Colección de Neblina: Una opción prometedora de ADAPTACION para reducir la vulnerabilidad hídrica
    • 4  GCMs han sido fundamentales para justificar la necesidad de acción frente al cambio climático global  Sin embargo presentan limitantes para planear la adaptación a escalas locales Fuente: National Oceanic and Atmospheric Administration - NOAA
    • 5 Adaptación: Enfoque “top-down”  Enfoque Top-down  Desescalamiento de GCMs  Uso de clima desescalado de alta resolución en modelos de impacto (e.g., modelos hidrológicos, de cultivo, etc)  La mayoría de la investigación se detiene en la etapa de evaluación de “impactos locales”  Porque? …debido a que hay un efecto Cascada en la incertidumbre. Esta se propaga al amplio abanico resultante de “impactos locales” y “respuestas de adaptación”, lo cual dificulta una selección del escenario de adaptación mas apropiado.Wilby, R.L. and S. Dessai (2010)," Robust Adaptation to Climate Change," Weather , 65(7): 180‐185
    • 6 Adaptación: Enfoque “Bottom-Up” La estrategia “bottom-up” se enfoca en reducir la vulnerabilidad frente al cambio y variabilidad climática (especialmente ante eventos extremos como ENSO, donde se generan los mayores impactos en periodos cortos de tiempo)… La reflexión es: “El agua se necesita aquí y ahora” Es una estrategia de adaptación a nivel de individuos, en la que los usuarios del agua y productores agrícolas deben desempeñar un rol fundamental en la definición de sus soluciones locales (abastecimiento y distribución hídrica en esquemas descentralizados) Mi opinión: En la implementación de bottom-up deberían priorizarse los ecosistemas menos resilientes (e.g., los productores más necesitados, con menos acceso a fuentes hídricas tradicionales, etc.).
    • Algunas miradas claves en adaptación & planeación hídrica7  La naturaleza nos ofrece ejemplos sencillos de adaptación a las necesidades hídricas  Planeación hídrica en un clima cambiante: Tecnologías apropiadas como la colección de neblina  Colección de neblina requiere descentralización donde las comunidades locales operen y administren el sistema de colección de neblina (captación, almacenamiento, distribución)
    • Suministro de agua a partir de la neblina o Recurso hidrológico (% ?) o Tecnología: Aproximación ambiental o Alternativa de solución a la escasez de agua (regiones áridas, semiáridas o cuencas hidrográficas afectadas por sequias estacionales.) o Fuente de agua mejorada (World Health Organization)Jose M Molina
    •  Neblina: Una fuente de agua limpia (aunque puede requerir tratamiento básico dependiendo de la ubicación geográfica)  Suministro de agua bajo escenarios de variabilidad y CC (bottom up strategy for adaptation) Molina and Escobar
    • La Neblina Proceso Diámetro promedio de gotas (mm) Velocidad de caída (m/s) Lluvia 0.5 - 5 2 - 9 Llovizna 0.04 - 0.5 0.05 - 2 Neblina 0.001 - 0.04 <0.01 – 0.05 Se produce por la condensación de vapor de agua en la troposfera baja. La neblina es una nube generada sobre la superficie terrestre y cuyas gotas de agua tienen velocidad de caída de 1 a 5 cm/s (lluvia horizontal). En meteorología, la neblina se define como pequeñas gotas de agua en suspensión sobre la superficie terrestre que impiden la visibilidad a distancias mayores a un kilometro . El contenido de agua liquida en la neblina varia frecuentemente entre 0.05 a 0.5 g/m3.
    • Un concepto clave en la formación de neblina: La condensacion del agua atmosférica, o paso del estado de vapor a liquido Clausius–Clapeyron relation Eugster (2008), Fog research, Die Erde, 139, 1–10 Red line (liquid water) represents less than 0.5 g/m3
    • Type of fog with with potential for collection Advection Fog Orographic Fog Standard Fog Collector (SFC). Proposed by Shemenauer and Cereceda (1994) FOG MEASUREMENT http://www.tutiempo.net/silvia_larocca/
    • OPERATIONAL PROJECTS Projects at Tofo- Chungungo (Chile): Water supply for a fishermen village. Yield: 3.0 l/m2/day Operational collectors in Perú : o Water supply for a school (1200m2) o Reforestation (500m2) o Development of agricultural programs Yield: 9.0 l/m2/day Schemenauer and Cereceda, 1992 FogQuest Projects in Oman Yield: 30 l/m2/day ! Projects in Yemen 4.5 l/m2/day Schemenauer and Cereceda, 1994
    • CHILE: Greenhouses in the desert at Falda Verde. It receives water from 6 fog collectors on the cliff along the coast, to grow tomatoes and other vegetables for 56 families PERU: 450,000-liter Reservoir. It is used for desert rehabilitation and land-cover management in semi-arid hills (collectors in the ridge)
    • Courtesy of Melissa Rosato (FogQuest) GUATEMALA: Actualmente es el proyecto operativo de colección de neblina mas grande en el mundo (30 LFCs; producción ~ 6000 l/dia) http://www.fogquest.org/wp-content/uploads/2010/07/Rosato-Rojas-Schemenauer-2010-Final-Draft.pdf
    • Courtesy of Melissa Rosato (FogQuest) GUATEMALA: Actualmente es el proyecto operativo de colección de neblina mas grande en el mundo (30 LFCs; producción ~ 6000 l/dia) http://www.fogquest.org/wp-content/uploads/2010/07/Rosato-Rojas-Schemenauer-2010-Final-Draft.pdf Las mujeres juegan un papel clave en la construcción de capacidades y en la sostenibilidad del proyecto
    • Courtesy of Melissa Rosato (FogQuest) GUATEMALA: Actualmente es el proyecto operativo de colección de neblina mas grande en el mundo (30 LFCs; producción ~ 6000 l/dia) http://www.fogquest.org/wp-content/uploads/2010/07/Rosato-Rojas-Schemenauer-2010-Final-Draft.pdf Las mujeres juegan un papel clave en la construcción de capacidades y en la sostenibilidad del proyecto
    • Courtesy of Melissa Rosato (FogQuest) GUATEMALA: Actualmente es el proyecto operativo de colección de neblina mas grande en el mundo (30 LFCs; producción ~ 6000 l/dia) http://www.fogquest.org/wp-content/uploads/2010/07/Rosato-Rojas-Schemenauer-2010-Final-Draft.pdf Las mujeres juegan un papel clave en la construcción de capacidades y en la sostenibilidad del proyecto
    • Courtesy of Melissa Rosato (FogQuest) GUATEMALA: Actualmente es el proyecto operativo de colección de neblina mas grande en el mundo (30 LFCs; producción ~ 6000 l/dia) http://www.fogquest.org/wp-content/uploads/2010/07/Rosato-Rojas-Schemenauer-2010-Final-Draft.pdf Las mujeres juegan un papel clave en la construcción de capacidades y en la sostenibilidad del proyecto Courtesy of Melissa Rosato (FogQuest)
    • Distribución global de regiones con potencial de captación de neblina20 Malene Thyssen, http://commons.wikimedia.org/wiki/User:Malene
    • Climatología de los Andes Colombianos e impactos de fenómenos macroclimáticos 21 Annual Prcp (mm) Generated by RTBMaps with data from WorldClim, May 2014
    • Climatología de los Andes Colombianos e impactos de fenómenos macroclimáticos 22 Annual Prcp (mm) Generated by RTBMaps with data from WorldClim, May 2014 -1 0 1 2 3 4 5 -160 -140 -120 -100 -80 -60 -20 -10 0 10 20 longitude latitude -0.5 0 0 0.5 0.5 1 1 15 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 Monthly Means of Sea Surface Temperature -> degC [ December - 1997 ] anomalies (abs - cli) from sst.mnmean El Niño 97-98
    • Climatología de los Andes Colombianos e impactos de fenómenos macroclimáticos 23 Annual Prcp (mm) Generated by RTBMaps with data from WorldClim, May 2014 -1 0 1 2 3 4 5 -160 -140 -120 -100 -80 -60 -20 -10 0 10 20 longitude latitude -0.5 0 0 0.5 0.5 1 1 15 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 Monthly Means of Sea Surface Temperature -> degC [ December - 1997 ] anomalies (abs - cli) from sst.mnmean El Niño 97-98 Weak Moderate Strong anom.ts 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 -2-10123 Index: running 3-month mean sst anomaly Region: LON = [ -170 -120 ] LAT = [ -5 5 ] Time series from sst.mnmean Feb 1958 Nov 1972 Jan 1983 Dec 1997 Dec 2009 Weak Moderate Strong
    • Cambios mas probables de la precipitación en Colombia en un evento de El Niño 24 Source: Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia Tercer trimestre, primer año Cuarto trimestre, primer año Primer trimestre, segundo año
    • Impactos de El Niño & Sistemas de Advertencia Temprana 25 hydrological droughts agricultural droughts
    • CASO: Evaluación de colección de neblina en Colombia (Roldanillo) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Altitude (m.a.s.l.) N WLOCATION SITE Collector Mesh 76 o 10` 38,1``4 o 27` 55,6`` 4 o 27` 33,2`` 76 o 11` 9,9`` 4 o 27`` 44,3`` 76 o 10` 48,3`` 4 o 27` 16,2`` 76 o 11` 42`` 4 o 27` 16,2`` 76 o 11` 44,6`` 1715 1838 1817 1784 1794 EL TRILLO VI 35% 50% 35% 35% EL EUCALIPTO III LAS TORRES IV V LA MONTAÑUELA 50% 35% I II Información geográfica de colectores, distribución y tipo de mallas http://www.ircwash.org/sites/default/files/Molina-2008-Fog.pdf
    • Es recomendable construir rosa de vientos para determinar la dirección/emplazamiento de los colectores Fog collection in Eastern Spain, 2010. With permission from David Corell
    • Rendimiento de colección en días secos y húmedos SFC 10 - Molina J.M. and Escobar C.M. (2008) 0 1 2 3 4 5 6 Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct l.m 2 .day -1 Fog + pp Fog 0 20 40 60 80 100 Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Rainfall(mm) CASO: Evaluación de colección de neblina en Colombia (Roldanillo)
    • Average for JUNE Molina J.M. and Escobar C.M. (2008). Fog collection Variability in the Andean Mountain Range of Southern Colombia. ERDE, 139 (1-2): 127-140 CASO: Evaluación de colección de neblina en Colombia (Roldanillo)
    • COUNTRY Average Collection (l/m2/d) Chile 3 Yemen 4.5 Guatemala 4.9 Colombia (Roldanillo) 5.0 Perú 9 Omán 30 RESUMEN DE RENDIMIENTOS  Para 2,000 m2 de malla con 5.0 l/m2/d (40 colectores, c/u con 50 m2) obtenemos aprox. 10,000 l/d.  Con un consumo percapita de 50 l/d (zonas rurales), 200 personas serian servidas. Análisis de proyecto operacional (Colombia): Location N W Altitude Period of study Fog + rain collection Fog only collection (m.a.s.l.) (l/m2 .d) (l/m2 .d) Roldanillo 4o 27' 76o 27' 1820 Nov/2003 - Feb/2005 5.3 (1) 5.0 (2) Kilometro 18 3o 31' 76o 37' 2020 Mar/2005 - Oct/2005 6.3(1) N.A. Buga 4o 03' 76o 07' 2600 May/2008 -Feb/2009 1.9(1) 1.0 (2) Atuncela 3o 44' 76o 41' 1210 Feb/2010 - up to date 1.1(1) N.A. (1) Values correspond to daily average rates of Fog + Rain over the month with the best water yield (2) Values correspond to daily average rates of Fog only over the month with the best water yield Otros rendimientos de colección (SFCs) en Colombia
    • REFLEXIONES: Colección de neblina contribuye al bienestar de comunidades rurales en países en vías de desarrollo. Es una tecnología limpia que contribuye a la seguridad hídrica y alimentaria Desde la perspectiva de la Salud Pública, cual seria el desempeño de esta fuente de agua mejorada? Potencial Investigación: Uso del agua de neblina como intervención de salud para la reducción y control de enfermedades transmitidas por el agua FUNCO – CVC – GAIACOL - FOGQUEST
    • Resumiendo en Proyectos de Neblina … Colección de Neblina: Su rol va mas allá de aportar a la seguridad alimentaria. Es una herramienta de apoyo a la educación ambiental en el sector rural. Soledad Sofia Arredondo Se incluye a la comunidad en las etapas tempranas del proyecto http://blaustein.eps.jhu.edu/~jmolina/Public/incoming/timeseries/MolinaPosterGermany-2010.pdf
    • Resumiendo en Proyectos de Neblina … Colección de Neblina: Su rol va mas allá de aportar a la seguridad alimentaria. Es una herramienta de apoyo a la educación ambiental en el sector rural. Soledad Sofia Arredondo Se incluye a la comunidad en las etapas tempranas del proyecto Concepcion Escobar http://blaustein.eps.jhu.edu/~jmolina/Public/incoming/timeseries/MolinaPosterGermany-2010.pdf
    • Resumiendo en Proyectos de Neblina … Colección de Neblina: Su rol va mas allá de aportar a la seguridad alimentaria. Es una herramienta de apoyo a la educación ambiental en el sector rural. Soledad Sofia Arredondo Se incluye a la comunidad en las etapas tempranas del proyecto Concepcion Escobar http://blaustein.eps.jhu.edu/~jmolina/Public/incoming/timeseries/MolinaPosterGermany-2010.pdf May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb 0123456 Fog Collection Variability 2008 - 200 Collectionrate(l.m-2.d-1) Monthly average Fog + Rain May-Feb average Fog + Rain Project at Tulua, Colombia http://adsabs.harvard.edu/abs/2010ffcd.confE..67E
    • Resumiendo en Proyectos de Neblina … Colección de Neblina: Su rol va mas allá de aportar a la seguridad alimentaria. Es una herramienta de apoyo a la educación ambiental en el sector rural. Soledad Sofia Arredondo Se incluye a la comunidad en las etapas tempranas del proyecto Concepcion Escobar http://blaustein.eps.jhu.edu/~jmolina/Public/incoming/timeseries/MolinaPosterGermany-2010.pdf May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb 0123456 Fog Collection Variability 2008 - 200 Collectionrate(l.m-2.d-1) Monthly average Fog + Rain May-Feb average Fog + Rain Project at Tulua, Colombia http://adsabs.harvard.edu/abs/2010ffcd.confE..67E Andres Lopez
    • Resumiendo en Proyectos de Neblina … Colección de Neblina: Su rol va mas allá de aportar a la seguridad alimentaria. Es una herramienta de apoyo a la educación ambiental en el sector rural. Soledad Sofia Arredondo Se incluye a la comunidad en las etapas tempranas del proyecto Concepcion Escobar http://blaustein.eps.jhu.edu/~jmolina/Public/incoming/timeseries/MolinaPosterGermany-2010.pdf May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb 0123456 Fog Collection Variability 2008 - 200 Collectionrate(l.m-2.d-1) Monthly average Fog + Rain May-Feb average Fog + Rain Project at Tulua, Colombia http://adsabs.harvard.edu/abs/2010ffcd.confE..67E Andres Lopez Hector Aristizabal - CVC Se promueven los roles de la comunidad en torno a la operación y administración del proyecto
    • Resumiendo en Proyectos de Neblina … Colección de Neblina: Su rol va mas allá de aportar a la seguridad alimentaria. Es una herramienta de apoyo a la educación ambiental en el sector rural. Soledad Sofia Arredondo Se incluye a la comunidad en las etapas tempranas del proyecto Concepcion Escobar http://blaustein.eps.jhu.edu/~jmolina/Public/incoming/timeseries/MolinaPosterGermany-2010.pdf May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb 0123456 Fog Collection Variability 2008 - 200 Collectionrate(l.m-2.d-1) Monthly average Fog + Rain May-Feb average Fog + Rain Project at Tulua, Colombia http://adsabs.harvard.edu/abs/2010ffcd.confE..67E Andres Lopez Hector Aristizabal - CVC Se promueven los roles de la comunidad en torno a la operación y administración del proyecto Concepcion Escobar y Andres Lopez
    • www.fogquest.org Rol de Organizaciones & ONGs en la transferencia tecnológica
    • www.cda.uc.cl Rol de Organizaciones & ONGs en la transferencia
    • Langmuir (ACS) Recientes avances de investigación en nuevos materiales Park et al., 2013 Langmuir, 2013, 29 (43), pp 13269–13277  New malla de acero inoxidable con cobertura de polímeros  Puede capturar hasta un 12% del agua atmosférica a ASCE a
    • Reducir la vulnerabilidad hídrica en el sector rural frente a nuestro clima cambiante y sus eventos extremos implica necesariamente que adaptemos y usemos tecnología para el abastecimiento y uso del agua (Predicción clima, incremento de eficiencia de riego, infraestructura para cosecha de neblina/lluvia, ...) Aun sin resolver en GCMs: cambios en formación de neblina con calentamiento global ? Lo resuelto: CC  incremento en vapor de agua troposférico La investigación básica es pilar en dicho propósito, aunque transferirla y ponerla en practica es mucho mejor! … Que tan buena es la sinergia entre el gobierno, la ciencia y los usuarios?  Se necesitan planes regionales y nacionales Consideraciones finales Department of Earth and Planetary Sciences Jose Manuel Molina jmolina9@jhu.edu