Atrapamiento de niebla para el abastecimiento de agua potable en zonas de alta montaña

 

 

TESIS DE MAESTRÍA 

 

Atrapamiento de niebla para el abastecimiento de agua potable en 

zonas de alta montaña: análisis experimental de la inclinación y la 

geometría del sistema recolector 

 

 

Valeria Rodríguez Herrera 

 

 

Asesor: Juan G. Saldarriaga Valderrama 

 

 

 

 

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES 

FACULTAD DE INGENIERÍA 

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL 

MAESTRÍA EN INGENIERÍA CIVIL 

BOGOTÁ D.C. 

2025 

 

 

 

 

A mi papá, por su apoyo incondicional a lo largo de este proceso y 
por  acompañarme  en  los  desplazamientos  a  Subachoque, 
fundamentales para el desarrollo del trabajo de campo. 

A  mi  mamá  y  a  mi  hermana,  por  su  constante  motivación, 
comprensión  y  respaldo  durante  todas  las  etapas  de  esta 
investigación. 

A  Nico,  por  su  compañía,  su  apoyo  permanente  y  por  motivarme 
siempre a dar lo mejor de mí, incluso en los momentos más exigentes 
del proceso. 

 

Universidad de los Andes 
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental 
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA 
Atrapamiento de Niebla para el abastecimiento de agua potable en zonas 
de alta montaña. Análisis de geometría óptima.  

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Valeria Rodríguez  

Tesis I 

i 

 

TABLA DE CONTENIDO 

1.

 

Introducción ................................................................................................................................ 1

 

1.1

 

Objetivos ............................................................................................................................ 2

 

1.1.1

 

Objetivo General ........................................................................................................... 2

 

1.1.2

 

Objetivos Específicos ..................................................................................................... 2

 

2.

 

Marco teórico .............................................................................................................................. 4

 

2.1

 

Interacción gota-fibra ........................................................................................................ 5

 

2.2

 

Antecedentes ..................................................................................................................... 6

 

2.3

 

Localización óptima para la instalación de colectores de niebla en Colombia ................. 9

 

2.4

 

Marco normativo y de financiamiento para la captación de niebla en Colombia ........... 10

 

3.

 

Metodología .............................................................................................................................. 12

 

3.1

 

Parámetros adimensionales del sistema ......................................................................... 14

 

3.1.1

 

Número de Bond ......................................................................................................... 16

 

3.1.2

 

Número de Weber ....................................................................................................... 16

 

3.1.3

 

Número de Ohnesorge ................................................................................................ 17

 

3.1.4

 

Análisis del sistema ...................................................................................................... 17

 

3.2

 

Caracterización de las fibras ............................................................................................ 18

 

3.2.1

 

Fibra negra - malla de polietileno al 80 % de sombra ................................................. 20

 

3.2.2

 

Fibra verde - malla de polietileno al 90 % de sombra ................................................. 26

 

3.3

 

Estructura de captación ................................................................................................... 30

 

3.3.1

 

Estudio de inclinaciones .............................................................................................. 30

 

3.3.2

 

Estudio de geometrías ................................................................................................. 34

 

3.4

 

Casos estudiados en laboratorio ..................................................................................... 35

 

3.4.1

 

Estudio de inclinaciones .............................................................................................. 35

 

3.4.2

 

Estudio de geometrías ................................................................................................. 37

 

3.5

 

Procedimiento experimental ........................................................................................... 38

 

4.

 

Resultados y análisis .................................................................................................................. 40

 

 

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Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA 
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ii 

 

4.1

 

Resultados y análisis – Inclinaciones ............................................................................... 40

 

4.1.1

 

Resultados Caso I ......................................................................................................... 41

 

4.1.2

 

Análisis de los Resultados – Caso I .............................................................................. 43

 

4.1.3

 

Resultados Caso II ........................................................................................................ 44

 

4.1.4

 

Análisis de los Resultados – Caso II ............................................................................. 46

 

4.1.5

 

Resultados Caso III ....................................................................................................... 47

 

4.1.6

 

Análisis de los Resultados – Caso III ............................................................................ 49

 

4.2

 

Resultados y análisis – Geometrías .................................................................................. 50

 

4.2.1

 

Resultados malla negra al 80% de sombra .................................................................. 50

 

4.2.2

 

Análisis de los Resultados – malla negra ..................................................................... 52

 

4.2.3

 

Resultados malla verde al 90% de sombra .................................................................. 53

 

4.2.4

 

Análisis de los Resultados – malla verde ..................................................................... 55

 

4.3

 

Análisis pruebas de laboratorio en conjunto ................................................................... 56

 

5.

 

Caso de estudio Subachoque .................................................................................................... 59

 

5.1

 

Contexto y caracterización de la zona de estudio ........................................................... 59

 

5.2

 

Diseño e instalación del captador en campo ................................................................... 62

 

5.3

 

Protocolo de monitoreo y medición en campo ............................................................... 68

 

5.4

 

Resultados y observaciones en campo ............................................................................ 70

 

5.4.1

 

Resultados casos planteados inicialmente .................................................................. 70

 

5.4.2

 

Resultados casos definitivos ........................................................................................ 72

 

5.5

 

Discusión del caso de estudio .......................................................................................... 75

 

6.

 

Conclusiones.............................................................................................................................. 78

 

7.

 

Recomendaciones ..................................................................................................................... 80

 

7.1

 

Recomendaciones para el diseño experimental en el laboratorio .................................. 80

 

7.2

 

Recomendaciones para el diseño de captadores de niebla ............................................ 80

 

7.3

 

Recomendaciones sobre el uso de mallas ....................................................................... 81

 

7.4

 

Recomendaciones para implementación en campo ....................................................... 81

 

7.5

 

Recomendaciones para futuras líneas de investigación .................................................. 81

 

8.

 

Referencias ................................................................................................................................ 82

 

 

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ÍNDICE DE FIGURAS 

Figura 1. Drenaje inducido por gravedad de gotas recolectadas desde una superficie inclinada con (a) mayor 

longitud de deslizamiento y (b) menor longitud de deslizamiento. Adaptado de Ghosh, R., Ray, T. K., & 
Ganguly, R. (2015). Cooling tower fog harvesting in p .............................................................................. 7

 

Figura 2. Sistema de nebulización que reproduce la neblina con paneles inclinados. ..................................... 12

 

Figura 3. Sistema de nebulización que reproduce la neblina con captadores de diferentes geometrías. ....... 13

 

Figura 4. Recolección de gotas de neblina con guardapolvos y plato de Petri................................................. 14

 

Figura 5. Obtención de imágenes de gotas en microscopio. ............................................................................ 15

 

Figura 6. Ejemplo de imágenes capturadas por Zen Blue para gotas de agua. ................................................ 15

 

Figura 7. Análisis de rugosidad en ImageJ. ....................................................................................................... 20

 

Figura 8. Malla de polietileno al 80% de sombra. ............................................................................................ 21

 

Figura 9. Ejemplo de metodología de medición de diámetros de la fibra negra. ............................................ 22

 

Figura 10. Ejemplo metodología ángulo de contacto malla negra. .................................................................. 26

 

Figura 11. Malla de polietileno al 90% de sombra. .......................................................................................... 26

 

Figura 12. Ejemplo de metodología de medición de diámetros de la fibra verde. .......................................... 27

 

Figura 13. Ejemplo metodología ángulo de contacto malla verde. .................................................................. 30

 

Figura 14. Esquema estructura de captación de neblina. ................................................................................ 31

 

 Figura 15. Sistema de captación de neblina con inclinaciones de 90°, 70° y 45°. ........................................... 31

 

Figura 16. (a) Detalle de canaleta - movimiento. (b) Detalle de canaleta - posterior. (c) Salida del sistema - 

Baldes de recolección. ............................................................................................................................. 33

 

Figura 17. Dimensiones cono y reloj de arena. ................................................................................................ 34

 

Figura 18. Captadores de diferentes geometrías. ............................................................................................ 35

 

 Figura 19. Esquema Caso II – Vista transversal. (elaboración propia) ............................................................. 36

 

 Figura 20. Esquema Caso III - Vista transversal. (elaboración propia). ............................................................ 36

 

 Figura 21. Prueba caso II en el laboratorio. Dirección de flujo. ....................................................................... 37

 

 Figura 22. Resultados pruebas iniciales. .......................................................................................................... 40

 

 Figura 23. Resultados pruebas Caso I. ............................................................................................................. 42

 

 

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iv 

 

 Figura 24. Resultados pruebas Caso II. ............................................................................................................ 44

 

Figura 25. Resultados pruebas Caso III. ............................................................................................................ 47

 

Figura 26. Resultados pruebas malla negra. ..................................................................................................... 51

 

Figura 27. Resultados pruebas malla verde. ..................................................................................................... 54

 

Figura 28. Localización de finca caso de estudio Subachoque - Cundinamarca. Fuente: Elaboración propia a 

partir de imágenes satelitales de Google Earth (2025). .......................................................................... 59

 

Figura 29. Fotografías de la finca en Subachoque. (a) Dinámica de neblina en la zona baja de la finca a las 9 

am. (b) Neblina encañonada en la parte baja de la finca vista desde la parte más alta. (c) Proximidad de 
la finca al cerro El Tablazo. ...................................................................................................................... 60

 

Figura 30. Ejemplo de medición de velocidad de viento in situ con anemómetro. ......................................... 61

 

Figura 31. Propuestas iniciales de geometrías. (a) Cono. (b) Reloj de arena. (c) Figura tridimensional más 

compleja. ................................................................................................................................................. 62

 

Figura 32. Estructura para el captador en forma de cubo. ............................................................................... 63

 

Figura 33. Dimensiones estructura principal de los conos. .............................................................................. 63

 

Figura 34. Estructura para los captadores en forma de cono. ......................................................................... 64

 

Figura 35. Propuesta de montaje en campo. ................................................................................................... 65

 

Figura 36. Proceso de instalación en campo 30 de octubre de 2025. .............................................................. 66

 

Figura 37. Instalación 30 de octubre de 2025. (a) Caso I - Cubo y cono. (b) Caso II - Cono. (c) Caso III - Cono.66

 

Figura 38. Fotografías de la visita del 8 de noviembre de 2025 - daños al captador cúbico. ........................... 67

 

Figura 39. Fotografías visita 13 de noviembre. (a) Nuevo caso I - Cono. (b) y (c) Nuevo caso II – Cubo y cono.

 ................................................................................................................................................................. 68

 

Figura 40. Ejemplo de evidencia de medición por parte de Danna. ................................................................. 70

 

Figura 41. Resultados en campo....................................................................................................................... 75

 

 

 

 

 

 

 

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v 

 

ÍNDICE DE TABLAS 

Tabla 1. Comparación de zonas prioritarias en América Latina. ........................................................................ 8

 

Tabla 2. Resultados diámetro promedio malla negra. ..................................................................................... 21

 

Tabla 3. Resultados rugosidad superficial promedio malla negra. ................................................................... 22

 

Tabla 4. Resultados densidad de fibras malla negra. ....................................................................................... 23

 

Tabla 5. Resultados apertura efectiva malla negra. ......................................................................................... 24

 

Tabla 6. Resultados porosidad y coeficiente de sombra malla negra. ............................................................. 25

 

Tabla 7. Resultados diámetro promedio malla verde. ..................................................................................... 27

 

Tabla 8. Resultados rugosidad superficial promedio malla verde. ................................................................... 28

 

Tabla 9. Resultados densidad de fibras malla verde. ....................................................................................... 28

 

Tabla 10. Resultados apertura efectiva malla verde. ....................................................................................... 29

 

Tabla 11. Resultados porosidad y coeficiente de sombra malla verde. ........................................................... 29

 

Tabla 12. Casos estudiados para los paneles con inclinación. .......................................................................... 37

 

Tabla 13.  Formato de registro de datos experimental. ................................................................................... 38

 

Tabla 14. Duración en minutos pruebas - Caso I .............................................................................................. 41

 

Tabla 15. Diferencia porcentual de los volúmenes recolectado para el Caso I. ............................................... 42

 

Tabla 16. Eficiencia de recolección para cada ángulo - Caso I. ......................................................................... 43

 

Tabla 17. Duración en minutos pruebas - Caso II. ............................................................................................ 44

 

Tabla 18. Diferencia porcentual de los volúmenes recolectado para el Caso II. .............................................. 45

 

Tabla 19. Eficiencia de recolección para cada ángulo - Caso II. ........................................................................ 45

 

Tabla 20. Diferencia porcentual de los volúmenes recolectado para el Caso III. ............................................. 48

 

Tabla 21. Eficiencia de recolección para cada ángulo - Caso III. ....................................................................... 48

 

Tabla 22. Duración en minutos pruebas – malla negra .................................................................................... 50

 

Tabla 23. Diferencia porcentual de los volúmenes recolectado para la malla negra. ...................................... 51

 

Tabla 24. Eficiencia de recolección para cada ángulo - malla negra. ............................................................... 52

 

Tabla 25. Duración en minutos pruebas – malla verde. ................................................................................... 54

 

Tabla 26. Diferencia porcentual de los volúmenes recolectado para la malla verde. ...................................... 54

 

Tabla 27. Eficiencia de recolección para cada ángulo - malla verde. ............................................................... 55

 

Tabla 28. Casos iniciales estudiados en campo. ............................................................................................... 66

 

 

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de alta montaña. Análisis de geometría óptima.  

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vi 

 

Tabla 29. Casos definitivos estudiados en campo. ........................................................................................... 68

 

Tabla 30. Primeros resultados de los casos propuestos inicialmente para campo. ......................................... 71

 

Tabla 31. Resultados de los casos propuestos para campo. ............................................................................ 72

 

 

 

 

 

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Tesis I 

vii 

 

ÍNDICE DE ECUACIONES 

Ecuación 1. Número de Bond. ............................................................................................................................ 5

 

Ecuación 2. Número de Weber........................................................................................................................... 5

 

Ecuación 3. Número de Ohnesorge. ................................................................................................................... 5

 

Ecuación 4. Caudal de salida de boquillas nebulizadoras. ................................................................................ 13

 

Ecuación 5. RMS - Root Mean Square Roughness. ........................................................................................... 19

 

Ecuación 6. Eficiencia de recolección del panel. .............................................................................................. 43

 

 

 

 

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1 

 

1.  INTRODUCCIÓN 

Colombia  es  uno  de  los países con  mayor  disponibilidad  hídrica  del  mundo,  con  una  oferta 
natural  estimada  en  cerca  de  63.000  metros  cúbicos  por  habitante  al  año,  cifra 
considerablemente  superior  al  promedio  mundial  (IDEAM,  2021).  Esta  riqueza  hídrica  se 
distribuye de forma heterogénea a lo largo del territorio nacional, influenciada por su ubicación 
geográfica,  clima  y  topografía.  En  particular,  la  presencia  de  sistemas  montañosos  como  la 
cordillera  de  los  Andes  ha  dado  lugar  a  una  diversidad  de  ecosistemas  de  alta  montaña 
caracterizados  por  su  elevada  humedad  atmosférica  y  frecuente  formación  de  niebla.  Estos 
ecosistemas, son especialmente comunes entre los 2.000 y 4.000 metros sobre el nivel del mar 
y presentan condiciones ideales para el aprovechamiento de la captación pasiva de agua a partir 
de la niebla (Luteyn, 1999; IDEAM, 2014).  

A pesar de su riqueza hídrica, Colombia presenta profundas desigualdades en el acceso al agua 
potable,  especialmente  en  zonas  rurales  dispersas.  De  acuerdo  con  la  Superintendencia  de 
Servicios Públicos Domiciliarios (2024), solo el 72% de los hogares colombianos cuenta con 
servicio de acueducto, mientras que en las zonas urbanas esta cobertura alcanza el 85%, en las 
zonas  rurales  apenas  llega  al  39%.  Esta  brecha  también  fue  evidenciada  por  el  Centro  de 
Pensamiento en Ciudades y Territorios Globales de la Universidad Nacional de Colombia, el cual 
reportó una diferencia de hasta 25 puntos porcentuales entre la cobertura de agua potable en 
áreas urbanas (98%) y rurales (73%) (Bernal Pedraza & Licona Calpe, 2024).  

Esta  combinación  de  riqueza  hídrica  y  condiciones  favorables  para  la  neblina  convierte  a 
Colombia  en  un  escenario  estratégico  para  el  desarrollo  de  tecnologías  innovadoras  de 
abastecimiento  de  agua  en  zonas  rurales  dispersas.  Además,  la  desigualdad  estructural  que 
existe  entre  las  ciudades  y  el  campo,  resalta  la  urgencia  de  explorar  tecnologías 
descentralizadas, como los sistemas de captación de niebla, que podrían ofrecer una alternativa 
viable para garantizar el acceso al agua potable en territorios históricamente marginados. 

En los últimos años, la aplicación de tecnologías de captación de agua a través de la niebla ha 
cobrado relevancia como alternativa sostenible y de bajo consumo energético. Estos sistemas, 
basados en paneles o mallas verticales que interceptan el rocío de nieblas, requieren mínima 
energía (usualmente solo la fuerza de gravedad) y emplean materiales accesibles que pueden 
ser replicados por las comunidades locales (Climate Technology Centre & Network, 2016). En 
un caso destacado en Ecuador, se implementó una torre de captación tridimensional en una 
comunidad  andina  por  encima  de  los  3200 m.s.n.m.,  logrando  rendimientos  de  entre  0,65  y 
2,63 L/m²/día  de  agua  apta  para consumo  humano,  produciendo  cerca  de  26 578 m³/año  y 
demostrando ser económicamente rentable (ratio beneficio-costo de 1,90) (Carrera-Villacrés, 
Rodríguez-Espinosa  &  Toulkeridis,  2023).  Además,  estudios  comparativos  destacan  que  los 

 

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Tesis I 

2 

 

sistemas de captación de niebla son “relativamente simples”, con bajo  costo  de operación y 
mantenimiento, y especialmente efectivos en áreas montañosas donde otras fuentes de agua 
son  escasas  (WorldWideScience,  2024).  Estas  características  han  estimulado  un  creciente 
interés  en  la  replicación  comunitaria  de  la  tecnología,  contribuyendo  también  al 
empoderamiento local y la autonomía hídrica rural. 

La captación de agua de niebla, aunque prometedora, aún enfrenta retos de diseño y eficiencia. 
Por ejemplo, la geometría plana tradicional de los captadores limita su capacidad de captación 
en comparación con diseños más innovadores, como los prismáticos tridimensionales. En este 
contexto,  es esencial  investigar cuál  es la  geometría óptima para maximizar la  eficiencia de 
captación  de  agua  y  garantizar  su  sostenibilidad  en  términos  económicos,  sociales  y 
ambientales. 

En este estudio se presenta una revisión bibliográfica de los principales factores técnicos que 
influyen en la eficiencia de recolección de los sistemas de captación de niebla, incluyendo el 
número  y  disposición  de  las  mallas,  el  ángulo  de  inclinación  y  la  comparación  entre 
configuraciones planas y tridimensionales. Como complemento a esta revisión, se desarrolló 
una etapa experimental en laboratorio que comprendió, en una primera fase, el análisis de la 
influencia  del  ángulo  de  inclinación  de  los  paneles  recolectores  y,  en  una  segunda  fase,  la 
evaluación comparativa de tres geometrías de captación no convencionales. Adicionalmente, se 
realizó  un  trabajo  de  campo  en  el  municipio  de  Subachoque,  donde  se  replicó  e  instaló  un 
captador con geometría tridimensional para contrastar su desempeño en condiciones reales. A 
partir de la integración de los resultados experimentales y del caso de estudio en campo, se 
busca proponer una geometría de captación funcional y replicable para zonas rurales de alta 
montaña,  que  permita  mejorar  la  eficiencia  del  sistema  sin  comprometer  su  viabilidad 
constructiva ni su adaptación al entorno. 

1.1  Objetivos 

1.1.1  Objetivo General 

Determinar la geometría óptima de mallas o conjunto de mallas que maximice la captación de 
agua en sistemas de atrapamiento de niebla, considerando la eficiencia técnica. 

1.1.2  Objetivos Específicos 

•  Analizar el diseño y las estructuras asociadas que contribuyen a mejorar la eficiencia 

del sistema de captación de niebla, considerando variables geométricas y físicas como 
la inclinación, la geometría del recolector y el número de capas. 

•  Evaluar la influencia de la geometría y configuración del sistema sobre los mecanismos 

de interacción gota–fibra, incluyendo impacto, adhesión, coalescencia y drenaje, a partir 
de ensayos experimentales y del análisis de parámetros adimensionales. 

 

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Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA 
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•  Proponer  un  modelo  funcional  y  estéticamente  integrador  que  sea  replicable  en 

comunidades  rurales  de  alta  montaña,  basado  en  pruebas  experimentales  y  análisis 
teóricos.  

 

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2.  MARCO TEÓRICO 

La neblina es un fenómeno atmosférico que consiste en la suspensión de microgotas de agua en 
el aire, con diámetros típicos entre 1 y 40 µm y concentraciones que oscilan entre 0,05 y 1 g/m³ 
(Schemenauer & Cereceda, 1994). Su formación ocurre cuando el vapor de agua en la atmósfera 
alcanza  su  punto  de  rocío,  fenómeno  común  en  zonas  de  alta  montaña  o  regiones  costeras 
donde el aire húmedo asciende por pendientes y se enfría rápidamente.  

Desde el  punto  de vista técnico, el  comportamiento  físico  de la  niebla ha sido ampliamente 
estudiado  para  entender  cómo  puede  ser  interceptada  por  estructuras  diseñadas  para 
recolectarla.  Investigaciones  pioneras  como  las  de  Schemenauer  y  Cereceda  (1994) 
desarrollaron los primeros estándares para colectores pasivos, denominados “fog fences”, los 
cuales permitieron analizar variables clave como el tamaño de la malla, la altura del captador y 
la dirección del viento. En años más recientes, la incorporación de herramientas de dinámica 
de  fluidos  computacional  (CFD)  ha  enriquecido  estos  estudios,  permitiendo  simular  el 
comportamiento del flujo de niebla frente a distintas geometrías.  

En  este  contexto,  la  eficiencia  de  los  atrapanieblas  se  analiza  a  partir  de  tres  componentes 
fundamentales:  aerodinámica,  depósito  y  drenaje.  La  eficiencia  aerodinámica  se  refiere  a  la 
proporción del flujo de niebla que interactúa efectivamente con la superficie recolectora. Esta 
está influenciada por factores como la forma y orientación del captador, la resistencia al flujo y 
la turbulencia inducida. (Gandhidasan & Abualhamayel, 2005). Por ejemplo, se ha observado 
que el uso de mallas con un coeficiente de sombra intermedio (que no sean ni muy densas ni 
muy abiertas) logra un mejor equilibrio entre permeabilidad y captación. 

Por su parte, la eficiencia de depósito mide la cantidad de gotas que, tras impactar la malla, se 
adhieren  efectivamente  a  sus  fibras.  Este  fenómeno  depende  del  tamaño  de  las  gotas,  la 
velocidad  del  viento,  el  diámetro  de  los  filamentos  y  las  propiedades  de  la  superficie. 
Shahrokhian  et  al.  (2020)  encontraron  que  el  uso  de  superficies  microtexturizadas  o  con 
patrones  alternos  hidrofóbicos  e  hidrofílicos  mejora  considerablemente  la  adhesión  y  el 
direccionamiento de las gotas hacia los bordes inferiores del panel, favoreciendo su posterior 
recolección. Además, el número de Stokes (parámetro que relaciona la inercia de las gotas con 
las características del flujo) es utilizado para estimar la probabilidad de que una gota impacte 
y se deposite exitosamente. 

Finalmente, la eficiencia de drenaje se refiere a la capacidad del sistema para conducir el agua 
captada hacia el sistema de almacenamiento sin pérdidas por evaporación, estancamiento o 
reentrada al flujo de viento. Este componente es crucial, ya que, si el agua no drena de forma 
efectiva, puede acumularse en la malla y disminuir tanto la eficiencia aerodinámica como la de 

 

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depósito. Según Park et al. (2013), La incorporación de canales o texturas que dirijan el flujo ha 
mostrado mejoras sustanciales en la eficiencia general del sistema. 

2.1  Interacción gota-fibra 

Uno  de  los  aspectos  más  críticos  en  el  diseño  de  atrapanieblas  es  la  interacción  entre  las 
microgotas de niebla y las fibras individuales de la malla, un fenómeno gobernado por fuerzas 
inerciales, viscosas y de tensión superficial. Estudios recientes, como el de Mukhopadhyay et al. 
(2024), han analizado la forma y el desprendimiento de gotas en fibras cilíndricas, identificando 
dos configuraciones dominantes: la “barrel” (gota envolvente) y la “clamshell” (gota colgante). 
La transición entre estas formas depende del número de Bond: 

Ecuación 1. Número de Bond. 

𝐵𝑜 =

𝜌𝑔𝑟

2

𝜎

 

donde 𝑟 es el radio de la fibra, 𝑔 la aceleración gravitacional, y 𝜎 la tensión superficial. Las gotas 
alcanzan  un  volumen  crítico  de  desprendimiento,  acelerado  por  la  gravedad,  que  puede 
predecirse y relacionarse con el valor de 𝐵𝑜. 

En cuanto al impacto y captura inicial de gotas durante el flujo, es  importante mencionar el 
número de Weber, definido como: 

Ecuación 2. Número de Weber. 

𝑊𝑒 =

𝜌𝑉

2

𝑑

𝜎

 

donde 𝑉 y 𝑑 son la velocidad y el diámetro de la gota, respectivamente. Este número caracteriza 
la deformación y adherencia: valores bajos (𝑊𝑒 ≪ 1) permiten la captura efectiva de gotas sin 
ruptura, mientras que valores altos (𝑊𝑒 > 1) aumentan la posibilidad de fragmentación (MDPI 
Coatings, 2022). Otra magnitud relevante es el número de Ohnesorge, 

Ecuación 3. Número de Ohnesorge. 

𝑂ℎ =

𝜇

√𝜌𝜎𝑑

     ó    𝑂ℎ =

1

√𝑊𝑒 × 𝑅𝑒

  

 

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donde  𝜇  es  la  viscosidad  dinámica  y  𝑅𝑒

  número  de  Reynolds,  los  cuales 

relacionan  la 

viscosidad  con  las  fuerzas  inerciales  y  de  tensión  superficial,  ayudando  a  modelar  la 
propagación de la gota sobre la fibra. 

Por su parte, el trabajo de Mukhopadhyay et al. (2023) también examinó cómo el radio de la 
fibra influye en el volumen de desprendimiento: fibras más delgadas acumulan menos agua 
antes de desprenderse,  reduciendo  pérdidas por escurrimiento  prematuro, aunque también 
pueden disminuir la eficiencia de depósito. Estos hallazgos resaltan que el diseño óptimo de la 
fibra debe equilibrar tres variables fundamentales: diámetro, mojabilidad y geometría, para 
maximizar la eficiencia integral. 

2.2  Antecedentes 

Diversos estudios han abordado el diseño y optimización de sistemas de captación de niebla 
mediante análisis teóricos y simulaciones por dinámica de fluidos computacional (CFD), con el 
objetivo  de  mejorar  la  eficiencia  aerodinámica  de  los  colectores.  Uno  de  los  aportes  más 
relevantes en este campo es el estudio de Carrasquilla-Batista et al. (2020), quienes analizaron 
mediante CFD el comportamiento aerodinámico de colectores en forma de "V" dispuestos en 
configuraciones multicapa. Sus resultados mostraron que la incorporación de múltiples capas 
de mallas paralelas permite aumentar significativamente la eficiencia de captación, al generar 
una mayor zona de interacción con el flujo de niebla y favorecer la colisión de gotas con las 
superficies  recolectoras.  En  particular,  se  evidenció  que  la  eficiencia  aerodinámica  se 
incrementa cuando el diseño contaba con 4 o 5 capas y si se disponen con una separación y 
ángulo  adecuados,  permitiendo  el  paso  controlado  del  flujo  y  reduciendo  las  pérdidas  por 
turbulencia o reentrada del agua. 

Por otro lado, el trabajo de Goense (2018), desarrollado en la Universidad de Delft, se centró en 
analizar la influencia de la geometría del colector sobre la eficiencia de captación, utilizando 
también simulaciones CFD para comparar formas planas y convexas. Los resultados obtenidos 
mostraron  que  los  colectores  con  curvatura  convexa  presentan  un  comportamiento 
aerodinámico  más  favorable,  ya  que  logran  guiar  el  flujo  de  niebla  hacia  la  superficie  de 
captación de manera más eficiente, aumentando la probabilidad de impacto de las gotas. La 
forma convexa, al reducir la desviación del flujo lateral, mejora la recolección sin necesidad de 
aumentar  el  área  de  la  malla  ni  la  resistencia  estructural.  De  manera  coherente, 
Carrera-Villacrés, Rodríguez-Espinosa y Toulkeridis (2023) evidenciaron que las estructuras 
con curvaturas suaves o diseños tridimensionales logran una mejor canalización del viento y, 
por  ende,  una  mayor  eficiencia  de  captación,  confirmando  así  la  importancia  del  diseño 
geométrico en la optimización de estos sistemas. 

 

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De manera complementaria, otros estudios han abordado el impacto del ángulo de inclinación 
de los paneles recolectores en la eficiencia de captación de niebla. Ghosh, Ray y Ganguly (2015), 
en un estudio realizado en una planta termoeléctrica, evaluaron el rendimiento de diferentes 
mallas  metálicas  montadas  en  la  salida  de  torres  de  enfriamiento,  donde  el  flujo  de  niebla 
asciende verticalmente. Encontraron que una inclinación de aproximadamente 30° respecto a 
la vertical optimiza la recolección, al lograr un equilibrio entre la reducción del área efectiva del 
panel y la reducción de pérdidas por drenaje inducido por gravedad, como se muestra en la 
Figura 1. Resultados similares fueron reportados en el estudio publicado en Frontiers 2021, en 
el que se evaluó experimentalmente la eficiencia de mallas planas con distintas modificaciones 
de mojabilidad en un entorno de niebla industrial. Este trabajo también concluyó que 30° es 
una  inclinación  óptima,  por  las  mismas  razones:  una  mejor  recolección  neta  al  reducir  el 
desprendimiento rápido de gotas sin sacrificar significativamente el área activa del colector. 

 

 

Figura 1. Drenaje inducido por gravedad de gotas recolectadas desde una superficie inclinada con (a) mayor longitud 

de deslizamiento y (b) menor longitud de deslizamiento. Adaptado de Ghosh, R., Ray, T. K., & Ganguly, R. (2015). 

Cooling tower fog harvesting in p 

No obstante, es importante señalar que ambos estudios se desarrollaron en contextos donde la 
niebla se desplaza en dirección ascendente (como en torres de enfriamiento industriales), lo 
que implica una dinámica diferente respecto al flujo de niebla natural en ecosistemas de alta 
montaña, donde el viento generalmente transporta la neblina de forma horizontal o lateral. Por 
esta razón, en el presente trabajo se propone investigar experimentalmente la influencia del 
ángulo de inclinación en condiciones de laboratorio, replicando un flujo lateral de niebla que 
simule más fielmente el comportamiento de este fenómeno en entornos naturales. Este enfoque 

 

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de alta montaña. Análisis de geometría óptima.  

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permitirá  determinar  si  el  ángulo  óptimo  identificado  en  entornos  industriales  es  también 
replicable en sistemas diseñados para captación en campo. 

En  cuanto  a  experiencias  en  contextos  latinoamericanos,  se  han  desarrollado  múltiples 
proyectos  que  evidencian  la  viabilidad  de  la  captación  de  niebla  como  una  fuente 
complementaria  de  abastecimiento  hídrico,  especialmente  en  comunidades  rurales  de  alta 
montaña. En Perú, Sánchez Cabanillas (2018) documentó la implementación de atrapanieblas 
con mallas tipo Raschel en zonas áridas de Lima, mostrando que, con condiciones favorables de 
niebla y vientos constantes, se podían alcanzar volúmenes de recolección de hasta 5 L/m²/día. 
Sin embargo, también se identificaron limitaciones asociadas al diseño plano de las estructuras 
y al deterioro de los materiales, lo que reducía su eficiencia y vida útil.  

De  forma  similar,  en  Ecuador,  Carrera-Villacrés,  Rodríguez-Espinosa  y  Toulkeridis  (2023) 
llevaron a cabo un estudio aplicado en una comunidad altoandina, donde se implementaron 
colectores tridimensionales experimentales con curvaturas adaptadas a la dirección del viento. 
Sus  resultados  indicaron  una  mejora  notable  en  la  eficiencia  de  captación  con  respecto  a 
estructuras planas tradicionales, alcanzando tasas de recolección entre 0,65 y 2,63 L/m²/día.  

En  Colombia,  los  trabajos  de  Serje  Martínez  (2021,  2024)  han  explorado  el  uso  de  mallas 
alternativas  y  materiales  de  bajo  costo  en  zonas  rurales  dispersas,  particularmente  en  el 
altiplano  cundiboyacense.  Su  investigación  ha  comparado  diferentes  tipos  de  tejidos  y 
configuraciones de montaje, concluyendo que la orientación al viento y la textura de la malla 
tienen un impacto directo en la eficiencia del sistema. A partir de estos hallazgos, se plantea la 
necesidad  de  desarrollar  diseños  que  no  solo  sean  técnicamente  eficientes,  sino  también 
estéticamente integradores y culturalmente apropiados para facilitar su adopción comunitaria. 

En  conjunto,  estos  antecedentes  en  América  Latina  ofrecen  evidencia  empírica  valiosa  que 
sustenta la  pertinencia del  presente estudio, al  demostrar que los sistemas de captación de 
niebla  pueden  ser  una  alternativa  viable  y  sostenible  para  mejorar  el  acceso  al  agua  en 
comunidades rurales de alta montaña. Al mismo tiempo, reflejan los desafíos técnicos y sociales 
que deben ser abordados para lograr una implementación exitosa, entre ellos la optimización 
geométrica de los colectores, la durabilidad de los materiales y la aceptación comunitaria de las 
estructuras. 

Tabla 1. Comparación de zonas prioritarias en América Latina. 

País 

Altitud 

promedio 

Frecuencia de 

niebla 

Eficiencia promedio 

(L/m²/día) 

Referencia 

Perú 

>2500 msnm 

>180 días/año 

4–6 

Sánchez Cabanillas 

(2018) 

Ecuador 

>3000 msnm 

>150 días/año 

0.65–2.63 

Carrera-Villacrés et al. 

(2023) 

 

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Colombia 

>2000 msnm 

>150 días/año 

1–4 

Serje Martínez (2021, 

2024) 

2.3  Localización  óptima  para  la  instalación  de  colectores  de  niebla  en 

Colombia 

La eficiencia de los sistemas de captación de agua de niebla depende no solo del diseño y la 
geometría  de  los  atrapanieblas,  sino  también  de  su  ubicación  geográfica  y  condiciones 
ambientales locales (Serje Martínez, 2021). La selección adecuada del lugar de instalación es un 
factor crítico que influye directamente en el volumen de agua recolectada (Flores Bazán, 2021). 
Para maximizar la captación, es necesario considerar variables como la altitud, ya que zonas 
montañosas por encima de los 2000 msnm suelen tener mayor incidencia de niebla debido al 
enfriamiento nocturno y a la interacción entre corrientes húmedas y relieve; la exposición al 
viento dominante, dado que las laderas orientadas hacia la dirección predominante del viento 
permiten  una  mayor  interacción  entre  el  flujo  de  niebla  y  las  superficies  recolectoras;  la 
frecuencia de niebla, requiriéndose más de 150 días al año con este fenómeno para garantizar 
una captación sostenible; la velocidad del viento, siendo óptimas entre 2 y 6 m/s para evitar 
pérdidas  por  arrastre;  y  la  humedad  relativa  alta,  con  valores  cercanos  al  100%  durante  la 
formación de la niebla, lo cual asegura una mayor densidad de gotas en el aire (Schemenauer & 
Cereceda, 1994). 

Estos factores han sido estudiados extensamente en zonas costeras y montañosas de América 
Latina, África y Asia, identificando patrones comunes que definen áreas con potencial para la 
implementación  de  esta  tecnología  (Carrera-Villacrés,  Rodríguez-Espinosa  &  Toulkeridis, 
2023).  Por  ejemplo,  Ballesteros  (2024)  realizó  un  análisis  de  viabilidad  sobre  las  áreas 
propicias para la captación de neblina en Colombia. En este estudio determinó que las zonas 
con mayor aptitud para la captación de neblina en Colombia se localizan principalmente en las 
regiones altoandinas, especialmente en los departamentos de Cundinamarca, Boyacá, Nariño, 
Antioquia  y  Caldas.  Estas  áreas  presentan condiciones climáticas  favorables, como  altitudes 
superiores a 2000 msnm, alta humedad relativa (mayor al 80%) y temperaturas medias entre 
8 °C y 16 °C, factores que favorecen la formación de niebla. 

Para  identificar  dichas  zonas,  Ballesteros  (2024)  aplicó  un  modelo  de  análisis  multicriterio 
mediante  el  uso  de  Sistemas  de  Información  Geográfica  (SIG),  asignando  diferentes  pesos a 
variables climáticas clave, como la humedad relativa y la temperatura media. En uno de los 
escenarios analizados, donde la humedad relativa se ponderó al 60% y la temperatura media al 
40%, se logró identificar una amplia extensión de territorio con aptitud moderada a alta para 
la  instalación  de  atrapanieblas.  Los  resultados  mostraron  que  estas  zonas  coinciden 
mayoritariamente  con  la  Cordillera  Occidental  y  Central  de  los  Andes  colombianos,  lo  cual 
respalda  hallazgos  previos  como  los  de  Fesehaye  (2013),  quien  también  destacó  la 
potencialidad de estas regiones para tecnologías de captación de agua atmosférica. 

 

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Además, el estudio encontró que las comunidades rurales dispersas ubicadas en estos sectores 
son  las  más  propensas  a  beneficiarse  de  esta  tecnología,  ya  que  enfrentan  limitaciones 
significativas en el acceso a fuentes convencionales de agua potable. La integración de criterios 
técnicos  y  socioeconómicos  permitió  no  solo  evaluar  la  viabilidad  física  del  recurso,  sino 
también su pertinencia desde el punto de vista de desarrollo rural sostenible. Esto refuerza la 
idea  de  que  la  captación  de  neblina  puede  convertirse  en  una  alternativa  viable  y 
complementaria para mejorar la seguridad hídrica en zonas vulnerables del país. Sin embargo, 
resalta la importancia del trabajo con la comunidad, para generar apropiación del sistema de 
recolección y así tener una implementación exitosa.  

2.4  Marco normativo y de financiamiento para la captación de niebla en 

Colombia 

En  Colombia,  la  reglamentación  general  sobre  recursos  hídricos  y  saneamiento  brinda  un 
marco  favorable  para  proyectos  comunitarios  innovadores,  como  la  captación  de  niebla.  La 
Constitución  Política  de  1991  y  la  Ley  99  de  1993  establecen  que  el  manejo  del  agua 
corresponde al dominio público y que las comunidades tienen derecho a una gestión sostenible 
del recurso (Constitución Política de Colombia, 1991; Ley 99 de 1993). 

Además, el Plan Nacional de Desarrollo 2022 – 2026, bajo el lema Colombia, potencia mundial 
de  la  vida,  prioriza  el  agua  como  eje  transversal  de  justicia  social  y  adaptación  al  cambio 
climático, incorporando acciones concretas para fortalecer soluciones tecnológicas apropiadas 
en zonas rurales (DNP, 2023). Dentro de este marco, se crearon instancias como la Gerencia de 
Proyectos  Estratégicos  de  Agua  y  Saneamiento  Básico,  mediante  la  cual  se  estructuran 
proyectos  con  acceso  a  presupuestos  nacionales  y  vigencias  futuras,  priorizando  territorios 
rurales rezagados (DNP, 2025). 

En el ámbito comunitario, el programa “Ruta ComuniAgua” establece un esquema de subsidios 
y acompañamiento técnico para organizaciones comunitarias de agua y saneamiento básico, 
con financiamiento del Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio. En 2024, este programa 
benefició a cientos de acueductos rurales con apoyos que superan los 9.900 millones de pesos, 
permitiendo  la  estructuración  de  proyectos  de  inversión  que  pueden  incluir  tecnologías 
alternativas como los atrapanieblas (MinVivienda, 2024). 

Complementariamente, la Resolución 124 de 2024 de la Agencia de Desarrollo Rural contempla 
el  cofinanciamiento  de  proyectos  productivos  e  innovadores  en  zonas  rurales,  incluyendo 
tecnologías orientadas al manejo del agua. Esta normativa exige que el MADR y la ADR diseñen 
mecanismos que fomenten la innovación en bienes y servicios rurales (ADR, 2024). 

Finalmente,  el  Decreto  Distrital  806  de  2021  y  otras  normativas  territoriales  permiten  la 
implementación de soluciones alternativas de acueducto (como sistemas de captación de agua 
no  convencionales)  siempre  que  cuenten  con  la  autorización  de  la  autoridad  sanitaria  y  la 

 

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participación  de  la  comunidad.  Esto  abre  la  puerta  a  que  tecnologías  como  los  sistemas  de 
niebla  sean  legal  y  técnicamente  viables  en  zonas  de  alta  montaña  con  baja  cobertura  de 
acueducto (Decreto Distrital 806, 2021). 

A pesar de que el marco normativo y las herramientas de financiamiento existentes ofrecen una 
base sólida para la implementación de tecnologías alternativas como la captación de niebla, aún 
persisten retos importantes que limitan su escalamiento. Uno de los principales obstáculos es 
la  falta  de  lineamientos  técnicos  específicos  que  orienten  la  instalación,  operación  y 
mantenimiento de estos sistemas dentro de los estándares de calidad y seguridad requeridos 
por  las  autoridades  sanitarias.  Además,  aunque  programas  como  “Ruta  ComuniAgua”  y  la 
Resolución  124  de  2024  promueven  la  innovación  en  zonas  rurales,  la  adopción  de  estas 
tecnologías sigue siendo limitada debido a la necesidad de mayor evidencia técnica sobre su 
eficiencia y sostenibilidad a largo plazo. 

En este sentido, el estudio de Ballesteros (2024) destaca que, si bien existen zonas en Colombia 
(especialmente en los departamentos de Cundinamarca, Boyacá, Nariño, Antioquia y Caldas) 
con condiciones climáticas favorables para la captación de niebla, la viabilidad de los proyectos 
no  depende  únicamente  de  la  disponibilidad  del  recurso,  sino  también  de  su  integración 
socioeconómica y ambiental. Este análisis refuerza la importancia de diseñar estrategias que 
vinculen a las comunidades desde la fase de planeación, garantizando que los sistemas sean 
percibidos no solo como infraestructura funcional, sino también como elementos visualmente 
armonizados al entorno. En consecuencia, para superar los retos actuales, es necesario articular 
el marco normativo existente con estudios técnicos más profundos sobre la geometría óptima 
de los atrapanieblas, su adaptación local y su escalabilidad mediante políticas públicas claras 
que incentiven su adopción en comunidades rurales dispersas con déficit hídrico. 

 

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3.  METODOLOGÍA 

Esta  tesis  se  desarrolló  como  parte  de  la  continuidad  del  trabajo  de  Laura  Serje  Martínez 
(2024), titulado Análisis comparativo de materiales para sistemas de captación de neblinas en 
zonas rurales dispersas de Colombia. Este enfoque permitió aprovechar el montaje experimental 
previamente  validado  en  laboratorio,  adaptándolo  para  estudiar  nuevas  configuraciones 
estructurales orientadas a mejorar la eficiencia de captación. La metodología propuesta para 
esta investigación tiene una etapa inicial en el laboratorio donde se plantea un modelo físico 
para  evaluar  la  eficiencia  de  recolección  de  paneles  recolectores  cuando  tienen  diferentes 
ángulos de inclinación respecto a la horizontal (Figura 2).  

 

Figura 2. Sistema de nebulización que reproduce la neblina con paneles inclinados. 

En una segunda etapa de la experimentación en laboratorio, el enfoque metodológico se amplió 
para evaluar el efecto de la geometría del recolector sobre la eficiencia de captación de niebla. 
Para ello, se diseñaron y ensayaron tres configuraciones geométricas distintas del captador: un 
cono,  un  reloj  de  arena  y  un  cubo,  este  último  utilizado  como  caso  de  referencia  o  control 
(Figura 3). Los recolectores se ubicaron a una distancia horizontal constante de 1.8 m respecto 
a las boquillas, lo que permitió realizar una comparación directa y controlada de la eficiencia 
de recolección asociada a cada geometría, minimizando la influencia de variables externas y 
concentrando el análisis en el efecto geométrico del sistema. 

 

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Figura 3. Sistema de nebulización que reproduce la neblina con captadores de diferentes geometrías. 

En  este  sentido,  se  utilizó  el  mismo  espacio  físico  del  Laboratorio  de  Hidráulica  del 
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental  de la Universidad de los Andes (Figura  2). El 
sistema está compuesto por una red de tuberías de PVC de ½ pulgada dispuestas en paralelo, 
conectadas a 18 boquillas nebulizadoras (nueve por lado), las cuales están fabricadas en latón 
niquelado con núcleo interno de cerámica y diseñadas para generar partículas finas de agua 
que simulan gotas de niebla bajo presiones entre 5 y 20 bar.  

Cada  boquilla  utilizada  presenta  una  relación  no  lineal  entre  presión  y  caudal,  que  puede 
aproximarse mediante la ecuación empírica: 

Ecuación 4. Caudal de salida de boquillas nebulizadoras. 

𝑄 = 𝐾√𝑃 

Donde, 𝑄 es el caudal de salida en ml/s,  𝑃 es la presión de entrada en bar y 𝐾 es un coeficiente 
específico del modelo de boquilla utilizado. 

De  acuerdo  con  la  tesis  de  Serje  2024,  el  coeficiente  𝐾  para  estas  boquillas  es  de 
aproximadamente 0.256. Para esta investigación, se adoptó un caudal promedio de salida de 
2.33 𝑚𝑙/𝑠.  Estas  boquillas  se  modificaron  depende  del  caso  que  se  estuviera  evaluando,  los 
cuales se explican más adelante en el apartado de casos estudiados. El suministro de caudal lo 
proporciona una hidrolavadora que mantiene una presión controlable, la cual es monitoreada 
mediante un manómetro. 

 

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Para más información y detalle del sistema de nebulización, ver tesis de Laura Serje Martinez 
(2024).  

3.1  Parámetros adimensionales del sistema 

Con  el  fin  de  obtener  información  de  la  interacción  gota-fibra  del  sistema,  se  realizó  la 
caracterización  de  los  parámetros  adimensionales  que  gobiernan  el  comportamiento  de  las 
gotas de niebla al interactuar con las superficies recolectoras. Estos parámetros, tales como el 
número de Weber, el número de Reynolds y el número de Stokes, permiten describir el régimen 
dinámico del sistema y evaluar la relevancia relativa de las fuerzas inerciales, viscosas y de 
tensión superficial que intervienen en los procesos de impacto, adhesión, rebote y drenaje de 
las  gotas.  Para  la  estimación  de  dichos  parámetros  fue  necesario  determinar 
experimentalmente el diámetro característico de las gotas generadas por el nebulizador, así 
como su velocidad de salida.  

Para la determinación experimental del diámetro característico de las gotas, se implementó un 
procedimiento de captura diseñado para minimizar el efecto de evaporación. Las gotas emitidas 
fueron  recolectadas  utilizando  guardapolvos,  los  cuales  permitieron  su  almacenamiento 
temporal  inmediatamente  después  de  la  generación.  Una  vez  recolectadas,  las  gotas  se 
transfirieron de forma rápida a un plato Petri (Petri dish), con el objetivo de reducir al máximo 
las pérdidas por evaporación antes del análisis. (Figura 4). 

 

Figura 4. Recolección de gotas de neblina con guardapolvos y plato de Petri. 

Posteriormente, las muestras fueron llevadas al Laboratorio de Ingeniería Biomédica, donde se 
realizó la adquisición de imágenes mediante un microscopio óptico ZEISS Primo Star equipado 
con  cámara  Axiocam.  Las  imágenes  fueron  capturadas  de  manera  inmediata  utilizando  el 
software  ZEN  BLUE,  garantizando  una  resolución  suficiente  para  la  medición  precisa  del 
diámetro de las gotas. A partir de estas imágenes, los diámetros fueron determinados mediante 

 

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análisis de imagen, permitiendo obtener una distribución representativa de tamaños de gota 
bajo las condiciones de operación del sistema experimental. 

 

Figura 5. Obtención de imágenes de gotas en microscopio. 

La  velocidad  característica  empleada  en  el  cálculo  de  los  parámetros  adimensionales  se 
determinó mediante la medición directa de la velocidad del flujo portador aire–gotas utilizando 
un anemómetro (Mini Thermo-Anemometer EXTECH), ubicado en la zona de impacto del flujo 
sobre la superficie recolectora. El orden de magnitud de la velocidad medida es consistente con 
valores reportados para boquillas de nebulización de alta presión operando entre 5 y 20 bar, 
donde las velocidades características del flujo aire–gotas se encuentran típicamente en el rango 
de 5 a 20 m/s. 

 

Figura 6. Ejemplo de imágenes capturadas por Zen Blue para gotas de agua. 

A partir del procedimiento experimental descrito, se obtuvo un diámetro promedio de las gotas 
de 122.78 µm, valor representativo del tamaño característico de las partículas generadas por 
el sistema de nebulización empleado. Adicionalmente, la velocidad media del flujo aire–gotas 
medida mediante anemómetro fue de 8.13 m/s, la cual se encuentra dentro del rango esperado 
para  boquillas  de  nebulización  de  alta  presión  operando  en  condiciones  similares.  La 
combinación de estos valores de diámetro y velocidad es físicamente coherente con los rangos 

 

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reportados  en  la  literatura  para  sistemas  de  generación  de  niebla  artificial,  y  permite 
caracterizar de manera adecuada el régimen dinámico de interacción gota–fibra analizado en 
esta investigación. 

3.1.1  Número de Bond 

El  número  de  Bond  (Bo)  se  calculó  con  el  fin  de  evaluar  la  relación  entre  las  fuerzas 
gravitacionales y las fuerzas de tensión superficial que actúan sobre las gotas de agua durante 
su interacción con la fibra colectora. Este parámetro adimensional se definió como: 

𝐵𝑜 =

𝜌𝑔𝑟

2

𝜎

 

donde Δ𝜌 corresponde a la diferencia de densidad entre el líquido y el aire, 𝑔 es la aceleración 
de  la  gravedad,  𝑟  es  el  radio  característico  de  la  gota  y  𝜎  la  tensión  superficial  del  agua. 
Utilizando un diámetro promedio de gota de 122.78 µm, una tensión superficial de 0.0728 N/m 
y un valor promedio de Δ𝜌 = 997.77 kg/m

3

, se obtuvo un valor de 𝑩𝒐 = 𝟓. 𝟎𝟕 × 𝟏𝟎

−𝟒

.  

Dado que el valor del número de Bond es considerablemente menor que la unidad (𝐵𝑜 ≪ 1), la 
tensión superficial domina sobre las fuerzas gravitacionales en la dinámica de las gotas. En 
este régimen, las gotas que impactan la fibra tienden a adherirse y permanecer ancladas a su 
superficie, en lugar de escurrir o desprenderse inmediatamente por efecto del peso propio. Este 
comportamiento favorece la acumulación progresiva y la coalescencia de gotas, lo que puede 
conducir a una saturación local de la malla; sin embargo, también permite que las gotas crezcan 
hasta  alcanzar  un  tamaño  crítico  mayor  antes  de  caer,  incrementando  potencialmente  la 
eficiencia global de recolección. 

3.1.2  Número de Weber 

El número de Weber (We) se empleó para caracterizar la relación entre las fuerzas inerciales y 

las  fuerzas  de  tensión  superficial  que  gobiernan  la  deformación  y  estabilidad  de  las  gotas 

durante  su  interacción  con  las  fibras  del  sistema  de  captación  de  niebla.  Este  número 
adimensional se define como: 

𝑊𝑒 =

𝜌𝑉

2

𝑑

𝜎

 

donde 𝜌 es la densidad del líquido, 𝑉 la velocidad característica de la gota, 𝑑 su diámetro y 𝜎 la 
tensión  superficial.  Para  el  presente  estudio  se  utilizaron  los  valores  𝜌 = 998 kg/m

3

,  𝑉 =

8,13 m/s, 𝑑 = 1,23 × 10

−4

 m y 𝜎 = 0,0728 N/m, obteniéndose un número de Weber del orden 

de 𝑾𝒆 ≈ 𝟏𝟏𝟎. 

 

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En este caso, el valor obtenido (𝑊𝑒 ≫ 10) indica que las gotas generadas por el sistema de 

nebulización se encuentran en un régimen claramente inercial, en el cual pueden presentarse 
deformaciones significativas e incluso fragmentación durante el impacto sobre las fibras. Este 

comportamiento resulta particularmente relevante para el análisis de la eficiencia de captación 
de  niebla,  ya  que  la  deformación  y  ruptura  de  las  gotas  influyen  directamente  en  los 

mecanismos de adhesión, coalescencia y drenaje sobre la malla. 

3.1.3  Número de Ohnesorge 

El número de Ohnesorge (Oh) se calculó para caracterizar la influencia relativa de las fuerzas 
viscosas frente a las fuerzas inerciales y de tensión superficial durante la interacción gota–fibra. 
Este número adimensional se define como: 

𝑂ℎ =

𝜇

√𝜌𝜎𝑑

      

donde 𝜇 es la viscosidad dinámica del líquido, 𝜌 la densidad del líquido, 𝜎 la tensión superficial 
y  𝑟  el  radio  característico  de  la  gota.    Se  utilizaron  los  valores  𝜇 = 1,002 × 10

−3

 Pa/s,  𝜌 =

998 kg/m

3

  y  𝜎 = 0,0728 N/m.  El  radio  de  la  gota  se  tomó  como  𝑟 = 6,14 × 10

−5

 m, 

correspondiente al diámetro promedio medido experimentalmente (𝑑 = 122,78 𝜇m). Con estos 
parámetros se obtuvo un valor de 𝑶𝒉 ≈ 𝟎, 𝟎𝟏𝟓. 

Dado que 𝑂ℎ < 1, la influencia de la viscosidad es reducida y el comportamiento de las gotas 
está dominado por la inercia y la tensión superficial. En este régimen, las gotas presentan 
baja  disipación  viscosa,  lo  que  permite  su  deformación  durante  el  impacto  y  las  hace 
susceptibles a fragmentación en presencia de velocidades elevadas del flujo o condiciones de 
viento intenso. Este resultado es consistente con el régimen dinámico esperado en sistemas de 
atrapanieblas,  donde  el  balance  entre  fuerzas  capilares  e  inerciales  controla  la  adhesión, 
estabilidad y posible ruptura de las gotas sobre la malla. 

3.1.4  Análisis del sistema 

El  análisis  conjunto  de  los  números  de  Bond,  Weber  y  Ohnesorge  permite  caracterizar  de 
manera  integral  el  régimen  físico  que  gobierna  la  interacción  gota–fibra  en  el  sistema  de 
captación de niebla estudiado. El valor extremadamente bajo del número de Bond  (Bo ≪ 1) 
indica  que  las  fuerzas  de  tensión  superficial  dominan  ampliamente  sobre  las  fuerzas 
gravitacionales, favoreciendo la adhesión inicial de las gotas a la fibra y su permanencia sobre 
la superficie sin desprendimiento inmediato por efecto del peso propio. Sin embargo, el elevado 
número de Weber (We ≫ 10) evidencia que, durante el impacto, las gotas se encuentran en un 
régimen claramente inercial, en el  cual  pueden experimentar deformaciones significativas e 
incluso fragmentación, dependiendo de la geometría de la fibra y de las condiciones locales del 
flujo. A su vez, el bajo valor del número de Ohnesorge (Oh < 1) confirma que la influencia de la 

 

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viscosidad es secundaria, lo que implica una baja disipación viscosa y permite que las gotas 
respondan de manera sensible al balance entre inercia y tensión superficial.  

En conjunto, estos resultados describen un sistema en el que las gotas impactan las fibras con 
suficiente energía para deformarse, pero donde la tensión superficial es dominante una vez se 
establece el contacto, promoviendo la adhesión, la coalescencia y el crecimiento progresivo de 
las gotas hasta alcanzar un tamaño crítico para el drenaje. Este régimen es representativo de 
condiciones  típicas  en  sistemas  de  atrapanieblas  y  justifica  la  necesidad  de  analizar 
simultáneamente la geometría de la malla y su inclinación, ya que el desempeño del sistema 
depende del delicado equilibrio entre impacto inercial, retención capilar y desprendimiento 
gravitacional. 

3.2  Caracterización de las fibras 

Con el fin de caracterizar de manera cuantitativa las propiedades geométricas de las fibras que 
influyen directamente en los procesos de impacto, adhesión y drenaje de las gotas de niebla, se 
realizó un análisis de imagen digital a partir de fotografías de alta resolución de la malla. El 
procesamiento de las imágenes se llevó a cabo utilizando el software ImageJ, herramienta de 
uso extendido en estudios de caracterización de superficies y análisis morfológico de materiales 
fibrosos. 

Las  imágenes  fueron  previamente  calibradas  espacialmente  a  partir  de  una  longitud  de 
referencia conocida, permitiendo que todas las mediciones se expresaran en unidades reales 
de longitud (centímetros) y área (cm²). A partir de este análisis se determinaron los siguientes 
parámetros  geométricos:  diámetro  promedio  de  la  fibra,  rugosidad  superficial,  densidad  de 
fibras (pitch), apertura efectiva de la malla, porosidad y coeficiente de sombra. 

El  diámetro  de  la  fibra  se  obtuvo  mediante  la  medición  directa  de  secciones  transversales 
visibles  en  las  imágenes  calibradas.  Para  cada  tipo  de  malla  se  realizaron  60  mediciones 
independientes de diámetro, seleccionadas aleatoriamente sobre diferentes filamentos, con el 
fin  de  obtener  una  estimación  estadísticamente  representativa  del  valor  promedio  y  su 
dispersión.  Este  tamaño  de  muestra  es  consistente  con  recomendaciones  estadísticas 
ampliamente  aceptadas  para  la  estimación  robusta  de  parámetros  geométricos  a  partir  de 
análisis  de  imagen,  donde  muestras  superiores  a  30  observaciones  permiten  reducir 
significativamente el error estándar de la media y garantizar la estabilidad estadística de los 
parámetros estimados (Montgomery y Runger, 2014). 

La rugosidad superficial de la fibra se caracterizó a partir del análisis del valor de gris (gray 
value)  de  la  imagen,  asumiendo  que  las  variaciones  de  intensidad  están  asociadas  a 
irregularidades topográficas a escala microscópica. Para cada fibra se realizaron tres tandas 
independientes de medición, a partir de diferentes regiones de interés, con el fin de reducir la 
variabilidad asociada a la iluminación y a la selección de área.  (¡Error! No se encuentra el 

 

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origen de la referencia.). La rugosidad se cuantificó mediante el parámetro RMS (Root Mean 
Square Roughness), definido como: 

𝑅𝑀𝑆 = √

1

𝑁

∑(𝑧

𝑖

− 𝑧)

2

𝑁

𝑖=1

 

Ecuación 5. RMS - Root Mean Square Roughness. 

donde 𝑧

𝑖

 corresponde al valor de gris de cada píxel y 𝑧 es el valor promedio de la intensidad. 

Este  parámetro  representa  la  desviación  cuadrática  media  respecto  al  valor  medio  y  es 
ampliamente  utilizado  para  describir  la  microtextura  superficial,  propiedad  directamente 
relacionada con los mecanismos de adhesión y retención de gotas. 

La  densidad  de  fibras  o  pitch  se  determinó  a  partir  de  la  medición  del  espaciamiento 
longitudinal entre fibras adyacentes. Para ello, se realizaron 60 mediciones del espaciamiento 
entre filamentos en diferentes secciones de la imagen, a partir de las cuales se calculó el valor 
promedio  del espaciamiento y, posteriormente,  el número  de fibras por unidad de longitud 
(fibras/cm).  Este  parámetro  es  fundamental  para  describir  la  densidad  de  la  malla,  ya  que 
influye tanto en la interacción aerodinámica con el flujo de aire como en la probabilidad de 
impacto de las gotas de niebla sobre la superficie recolectora. 

La  apertura  efectiva  de  la  malla  se  calculó  mediante  la  delimitación  de  30  polígonos  que 
describen  los  huecos  formados  entre  fibras  adyacentes,  permitiendo  estimar  el  área  libre 
promedio de la malla. A partir del área total de la imagen y del área ocupada por las fibras, se 
calcularon adicionalmente la porosidad, definida como la fracción de área libre respecto al área 
total,  y  el  coeficiente  de sombra,  definido  como  el  porcentaje  de área  cubierta  por  material 
sólido. Estos parámetros permiten relacionar las propiedades geométricas de la malla con su 
permeabilidad al flujo de aire y su capacidad de intercepción de gotas. 

 

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Figura 7. Análisis de rugosidad en ImageJ. 

Los  valores  obtenidos  para  cada  parámetro  se  presentan  y  analizan  en  las  subsecciones 
siguientes para cada tipo de fibra, y constituyen la base para la comparación entre materiales y 
configuraciones geométricas evaluadas en esta investigación. 

3.2.1  Fibra negra - malla de polietileno al 80 % de sombra 

La primera fibra analizada corresponde a una malla de polietileno de alta densidad (PE) con un 
80 % de sombra, comúnmente utilizada en aplicaciones agrícolas y ampliamente reportada en 
la literatura como material base para sistemas de captación de niebla. La referencia específica 
utilizada  en  esta  investigación  fue  adquirida  en  Varienplast  –  Fábrica  y  Almacén,  bajo  la 
denominación comercial “Polisombra Negra al 80 %”. Este tipo de malla es representativo de 
los materiales tradicionalmente empleados en atrapanieblas por su disponibilidad, bajo costo, 
resistencia  mecánica  y  comportamiento  estable  frente  a  la  radiación  ultravioleta  y  a 
condiciones ambientales adversas. 

 

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Figura 8. Malla de polietileno al 80% de sombra. 

Diametro promedio  

Diámetros – malla negra (cm) 

Promedio 

0.034 

Mínimo  

0.02 

Máximo  

0.049 

σ 

0.008 

SEM 

0.001 

CV% 

23 

Tabla 2. Resultados diámetro promedio malla negra. 

El diámetro promedio de la fibra de la malla negra fue de 0.034 cm (0.34 mm), con valores que 
oscilaron entre 0.02 cm y 0.049 cm, lo cual es consistente con los rangos reportados para mallas 
de  polietileno  utilizadas  en  sistemas  de  captación  de  niebla.  Este  orden  de  magnitud  es 
adecuado para favorecer el impacto inercial de gotas de niebla transportadas por el flujo de 
aire,  ya  que  diámetros  de  fibra  del  orden  de  cientos  de  micrómetros  permiten  un  balance 
favorable  entre  probabilidad  de  intercepción  y  permeabilidad  al  flujo.  En  particular,  fibras 
demasiado  delgadas  tienden  a  reducir  la  eficiencia  de  impacto,  mientras  que  fibras 
excesivamente gruesas incrementan la resistencia aerodinámica del sistema, afectando el paso 
del aire a través de la malla. 

 

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Figura 9. Ejemplo de metodología de medición de diámetros de la fibra negra. 

La dispersión observada en los diámetros, reflejada en una desviación estándar de 0.008 cm y 
un coeficiente de variación del 23 %, evidencia una variabilidad geométrica moderada propia 
de mallas comerciales fabricadas por extrusión. No obstante, el bajo error estándar de la media 
(SEM  =  0.001  cm)  indica  que  el  valor  promedio  estimado  es  estadísticamente  robusto  y 
representativo del material analizado. Esta variabilidad local en el diámetro puede contribuir a 
generar  heterogeneidades  en  los  mecanismos  de  captación  y  drenaje,  favoreciendo  la 
coalescencia de gotas en ciertas regiones de la malla, fenómeno que ha sido reportado como 
potencialmente beneficioso para la recolección global de agua en sistemas de atrapamiento de 
niebla. 

Rugosidad superficial  

Promedio 

1 

131.454 

129.397 

2 

133.480 

3 

123.257 

RMS 

1 

80.805 

85.600 

2 

86.600 

3 

89.393 

Tabla 3. Resultados rugosidad superficial promedio malla negra. 

Los  resultados  del  análisis  de  rugosidad  superficial  de  la  malla  negra  muestran  valores 
promedio de intensidad de nivel de gris comprendidos entre 123.3 y 133.5, con valores de RMS 
entre 80.8 y 89.4, obtenidos a partir de tres tandas independientes de medición. Dado que la 

 

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rugosidad se estimó a partir del valor de gris de la imagen, estos parámetros corresponden a 
valores  adimensionales,  los  cuales  representan  variaciones  relativas  de  la  microtextura 
superficial de la fibra. La consistencia entre las diferentes tandas de medición indica una buena 
repetibilidad  del  procedimiento  y  sugiere  que  las  irregularidades  observadas  son 
representativas de la superficie del material y no producto de ruido asociado a la iluminación o 
al procesamiento de la imagen. 

Los valores relativamente elevados del parámetro RMS evidencian una superficie con micro 
irregularidades pronunciadas, característica típica de fibras de polietileno extruidas utilizadas 
en mallas comerciales. Desde el punto de vista del atrapamiento de niebla, una mayor rugosidad 
superficial puede favorecer la adhesión inicial de las gotas al incrementar el área de contacto 
efectivo  y  reducir  la  probabilidad  de  rebote  tras  el  impacto.  Sin  embargo,  una  rugosidad 
excesiva también puede afectar el drenaje de las gotas coalescidas, por lo que su influencia debe 
analizarse  en  conjunto con  otros  parámetros  geométricos como  el  diámetro  de  la  fibra  y  la 
apertura de la malla. En este sentido, los valores obtenidos constituyen una referencia adecuada 
para evaluar el desempeño relativo de esta fibra frente a otras configuraciones analizadas en la 
investigación. 

Densidad de fibras (pitch) 

Distancias – malla negra (cm) 

Promedio 

0.363 

Mínimo  

0.229 

Máximo  

0.5 

σ 

0.078 

SEM 

0.010 

CV% 

22 

 

 

Fibra por cm 

2.755 

Tabla 4. Resultados densidad de fibras malla negra. 

La densidad de fibras de la malla negra se determinó a partir de la medición del espaciamiento 
entre  fibras  adyacentes,  obteniéndose  una  distancia  promedio  de  0.363  cm,  con  valores 
mínimos y máximos de 0.229 cm y 0.5 cm, respectivamente. A partir de este espaciamiento 
medio se calculó una densidad de 2.76 fibras/cm, valor característico de mallas de polietileno 
con alto  porcentaje de sombra.  El  orden de magnitud del pitch  obtenido  es consistente con 
configuraciones comúnmente empleadas en sistemas de captación de niebla, donde se busca un 
equilibrio  entre  una  adecuada  probabilidad  de  impacto  de  las  gotas  y  una  resistencia 
aerodinámica moderada al flujo de aire. 

La dispersión observada en las distancias medidas, reflejada en un coeficiente de variación del 
22  %,  evidencia  una  heterogeneidad  geométrica  propia  de  mallas  comerciales,  asociada  al 

 

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proceso de fabricación y al patrón de tejido. No obstante, el bajo error estándar de la media 
(SEM  =  0.010  cm)  indica  que  el  valor  promedio  del  espaciamiento  es  estadísticamente 
representativo del material analizado. Desde el punto de vista del atrapamiento de niebla, esta 
variabilidad local en la densidad de fibras puede generar zonas con diferente probabilidad de 
intercepción y drenaje, lo cual puede favorecer la captación global al promover mecanismos de 
coalescencia diferencial a lo largo de la malla. 

Apertura efectiva de la malla  

Áreas - malla negra (cm2) 

Promedio 

0.113 

Mínimo 

0.028 

Máximo 

0.197 

σ 

0.045 

SEM 

0.008 

CV% 

40 

Tabla 5. Resultados apertura efectiva malla negra. 

La apertura efectiva promedio de la malla negra fue de 0.113 cm², con valores que oscilaron 
entre  0.028 cm²  y 0.197 cm², lo  que  evidencia una  amplia  variabilidad en el  tamaño  de  los 
huecos formados entre fibras adyacentes. Este rango es consistente con mallas de polietileno 
de alto porcentaje de sombra, donde la geometría del tejido genera aperturas no uniformes. La 
magnitud de la apertura efectiva obtenida es relevante para los procesos de captación de niebla, 
ya que determina la fracción del flujo de aire que atraviesa la malla sin interactuar con las fibras, 
así como la probabilidad de impacto de las gotas transportadas por dicho flujo. 

La dispersión observada en las áreas medidas, reflejada en un coeficiente de variación del 40 
%,  indica  una  heterogeneidad  geométrica  significativa,  característica  de  mallas  comerciales 
fabricadas por procesos industriales no orientados a aplicaciones de precisión. Sin embargo, el 
error estándar de la media relativamente bajo (SEM = 0.008 cm²) sugiere que el valor promedio 
estimado es representativo del comportamiento global de la malla. Desde el punto de vista del 
atrapamiento de niebla, esta variabilidad en la apertura puede favorecer una captación más 
eficiente  al  combinar  regiones  de  mayor  permeabilidad  al  flujo  con  zonas  de  mayor 
probabilidad de intercepción, promoviendo simultáneamente el paso del aire y la retención de 
gotas, y contribuyendo así al desempeño integral del sistema recolector. 

Porosidad y coeficiente de sombra  

 

Área (cm2) 

 

Área total 

196.188 

 

Área malla 

165.334 

 

 

 

 

 

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Porosidad 

15.73% 

 

coeficiente 

sombra 

84.27% 

 

Tabla 6. Resultados porosidad y coeficiente de sombra malla negra. 

El análisis de imagen permitió estimar la porosidad y el coeficiente de sombra de la malla negra 
a partir de la relación entre el área total de la imagen y el área ocupada por las fibras. Para la 
muestra analizada, se obtuvo una porosidad de 15.73 %, correspondiente a la fracción de área 
libre,  y  un  coeficiente  de  sombra  de  84.27  %,  asociado  al  porcentaje  de  área  cubierta  por 
material  sólido.  Estos  valores  reflejan  una  malla  altamente  densa,  diseñada  para  limitar 
significativamente el paso de radiación y flujo a través de su superficie. 

El  coeficiente  de  sombra medido experimentalmente  presenta  una alta  concordancia con el 
valor nominal del 80 % reportado por el fabricante, lo que valida tanto la información comercial 
del material como la metodología empleada para su caracterización geométrica. La diferencia 
observada puede atribuirse a la variabilidad inherente del tejido y a la definición geométrica 
precisa  del  coeficiente  de  sombra  basada  en  área  proyectada.  Desde  el  punto  de  vista  del 
atrapamiento de niebla, una porosidad relativamente baja implica una mayor probabilidad de 
impacto de las gotas sobre las fibras, aunque también conlleva un incremento en la resistencia 
aerodinámica del sistema. Por ello, estos resultados constituyen una referencia fundamental 
para  analizar  el  desempeño  de  la  malla  en  distintas  configuraciones  geométricas  e 
inclinaciones, donde el balance entre permeabilidad al flujo y eficiencia de captación resulta 
determinante. 

Este nivel de porosidad y coeficiente de sombra sugiere que la eficiencia del sistema dependerá 
en gran medida de la geometría e inclinación del recolector, más que de la modificación del 
material base. 

Ángulo de contacto  

Adicionalmente, se realizó un análisis de imagen de una gota depositada sobre la malla negra 
con el fin de evaluar su comportamiento humectante. A partir de las imágenes procesadas se 
determinaron  ángulos  de  contacto  de  aproximadamente  115°  y  117°  en  cada  uno  de  los 
costados de la gota, valores característicos de superficies hidrofóbicas. Estos resultados son 
consistentes con el comportamiento reportado para materiales poliméricos como el polietileno 
y el polipropileno, ampliamente utilizados en sistemas de captación de niebla. La naturaleza 
hidrofóbica  de  la  fibra  implica  una  menor  tendencia  al  esparcimiento  de  la  gota  sobre  la 
superficie, favoreciendo la formación de gotas casi esféricas que pueden coalescer y drenar con 
mayor facilidad una vez alcanzan un tamaño crítico, lo cual resulta relevante para la eficiencia 
global del proceso de recolección. 

 

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de alta montaña. Análisis de geometría óptima.  

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26 

 

 

Figura 10. Ejemplo metodología ángulo de contacto malla negra. 

3.2.2  Fibra verde - malla de polietileno al 90 % de sombra 

La segunda fibra analizada corresponde a una malla de polietileno de alta densidad (PE) con un 

90 % de sombra, utilizada comúnmente en aplicaciones agrícolas donde se requiere una alta 
cobertura superficial. La referencia específica empleada en esta investigación fue adquirida en 

Varienplast – Fábrica y Almacén, bajo la denominación comercial “Polisombra verde al 90 % de 
4 m de ancho”. En comparación con la malla negra previamente descrita, esta malla presenta 

una  mayor  densidad  de  fibras  y  una  menor  fracción  de  área  libre,  características  que  se 
traducen  en  aperturas  más  reducidas  y  un  coeficiente  de  sombra  más  elevado,  lo  que  la 

convierte en un material de especial interés para evaluar el efecto de configuraciones altamente 
densas sobre los procesos de impacto, adhesión y drenaje de gotas en sistemas de captación de 

niebla. 

 

Figura 11. Malla de polietileno al 90% de sombra. 

 

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Diametro promedio 

Diámetros – malla verde (cm) 

Promedio 

0.0253 

Mínimo  

0.010 

Máximo  

0.044 

σ 

0.008 

SEM 

0.001 

CV% 

30 

Tabla 7. Resultados diámetro promedio malla verde. 

El diámetro promedio de la fibra de la malla verde fue de 0.0253 cm (0.253 mm), con valores 
comprendidos entre 0.010 cm y 0.044 cm, lo que indica fibras significativamente más delgadas 
que las observadas en la malla negra. Este menor diámetro puede incrementar la probabilidad 
de intercepción de gotas pequeñas al aumentar el número de fibras por unidad de área, aunque 
también puede influir en los mecanismos de drenaje al favorecer la retención de gotas sobre la 
superficie. 

 

Figura 12. Ejemplo de metodología de medición de diámetros de la fibra verde. 

La  dispersión  observada,  con  un  coeficiente  de  variación  del  30  %,  refleja  una  variabilidad 
geométrica mayor que la registrada en la malla negra, característica de mallas de alta densidad 
donde el proceso de fabricación introduce heterogeneidades más marcadas en el espesor de los 
filamentos. No obstante, el bajo error estándar de la media (SEM = 0.001 cm) confirma que el 
valor promedio obtenido es estadísticamente representativo del material analizado. 

Rugosidad superficial  

Promedio 

1 

140.161 

129.345 

 

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2 

135.004 

3 

112.871 

RMS 

1 

86.714 

89.974 

2 

89.906 

3 

93.301 

Tabla 8. Resultados rugosidad superficial promedio malla verde. 

El análisis de rugosidad superficial de la malla verde arrojó valores promedio de intensidad de 
nivel de gris entre 112.9 y 140.2, con valores de RMS comprendidos entre 86.7 y 93.3, obtenidos 
a partir de tres tandas independientes de medición. Al igual que en la malla negra, estos valores 
corresponden a parámetros adimensionales derivados del nivel de gris, representativos de la 
microtextura superficial de la fibra. 

Los valores de RMS ligeramente superiores a los observados en la malla negra sugieren una 
superficie con mayor grado de micro irregularidad, lo cual puede favorecer la adhesión inicial 
de  las  gotas  de  niebla  al  reducir  la  probabilidad  de  rebote  tras  el  impacto.  Sin  embargo, 
combinada con diámetros de fibra más pequeños, esta mayor rugosidad puede contribuir a una 
mayor retención de gotas, afectando potencialmente la eficiencia del drenaje. 

Densidad de fibras (pitch) 

Distancias – malla verde (cm) 

Promedio 

0.156 

Mínimo  

0.079 

Máximo  

0.274 

σ 

0.041 

SEM 

0.005 

CV% 

27 

 

 

Fibra por cm 

6.405 

Tabla 9. Resultados densidad de fibras malla verde. 

La densidad de fibras de la malla verde se obtuvo a partir de un espaciamiento promedio entre 
filamentos  de  0.156  cm,  lo  que  corresponde  a  una  densidad  de  6.41  fibras/cm,  valor 
considerablemente superior al de la malla negra. Esta alta densidad de fibras es coherente con 
el mayor porcentaje de sombra del material y genera una estructura significativamente más 
cerrada al paso del flujo de aire. 

La  variabilidad  observada  en  el  espaciamiento,  con  un  coeficiente  de  variación  del  27%, 
evidencia  nuevamente  la  heterogeneidad  geométrica  propia  de  mallas  comerciales  de  alta 
densidad. Desde el punto de vista del atrapamiento de niebla, este elevado pitch incrementa la 

 

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probabilidad de impacto de las gotas sobre las fibras, aunque puede aumentar la resistencia 
aerodinámica del sistema. 

Apertura efectiva de la malla  

Áreas - malla verde (cm2) 

Promedio 

0.014 

Mínimo  

0.005 

Máximo  

0.034 

σ 

0.008 

SEM 

0.001 

CV% 

56 

Tabla 10. Resultados apertura efectiva malla verde. 

La  apertura efectiva  promedio  de la  malla  verde fue  de 0.014  cm²,  valor significativamente 
menor al registrado para la malla negra, reflejando una estructura mucho más cerrada. El rango 
de  aperturas  observado  y  el  alto  coeficiente  de  variación  (56%)  indican  una  marcada 
heterogeneidad en el tamaño de los huecos, característica típica de mallas con alto porcentaje 
de sombra y elevado número de fibras por unidad de área. 

Desde el punto de vista del atrapamiento de niebla, estas aperturas reducidas limitan el paso 
directo del flujo de aire a través de la malla, incrementando la probabilidad de interacción entre 
las gotas y las fibras, aunque a costa de una mayor pérdida de carga.  

Porosidad y coeficiente de sombra  

 

Área (cm2) 

Área total 

472.59 

Área malla 

452.25 

 

 

Porosidad 

4.30% 

coeficiente 

sombra 

95.70% 

Tabla 11. Resultados porosidad y coeficiente de sombra malla verde. 

El análisis de imagen permitió estimar una porosidad de 4.3% y un coeficiente de sombra de 
95.70% para la malla verde, confirmando su carácter altamente denso. Estos valores indican 
que la mayor parte del área proyectada está ocupada por material sólido, con una fracción de 
área libre muy reducida. 

El coeficiente de sombra medido experimentalmente es coherente con el valor nominal del 90% 
reportado  por  el  fabricante,  aunque  ligeramente  superior,  lo  cual  puede  atribuirse  a  la 
variabilidad del tejido y a la definición geométrica precisa basada en área proyectada. Desde el 

 

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punto de vista del atrapamiento de niebla, esta baja porosidad implica una elevada probabilidad 
de impacto de las gotas, pero también un aumento significativo de la resistencia aerodinámica. 
En  consecuencia,  el  desempeño  de  esta  malla  dependerá  en gran  medida  de  la  geometría e 
inclinación  del  recolector,  más  que  de  la  modificación  del  material  base,  reforzando  la 
relevancia del análisis geométrico desarrollado en esta investigación. 

Ángulo de contacto 

En el caso de la malla verde, el análisis de imagen de una gota depositada sobre la superficie 
permitió  estimar ángulos de contacto  de aproximadamente 101° y 105° en cada  uno de los 
costados de la gota. Estos valores, aunque ligeramente menores que los obtenidos para la malla 
negra,  se  mantienen  por  encima  de  90°,  lo  que  indica  un  comportamiento  hidrofóbico 
moderado del material. Esta diferencia sugiere una mayor interacción gota–superficie, con una 
tendencia ligeramente superior al esparcimiento de la gota sobre la fibra. Desde el punto de 
vista del atrapamiento de niebla, este comportamiento puede favorecer la adhesión inicial de 
las gotas, aunque también podría influir en el patrón de drenaje y en el tiempo de permanencia 
de las gotas sobre la malla. 

 

Figura 13. Ejemplo metodología ángulo de contacto malla verde. 

3.3  Estructura de captación  

3.3.1  Estudio de inclinaciones 

A  diferencia  del  montaje  original,  en  esta  investigación  se  utilizó  una  estructura  interna  de 
captación introduciendo una nueva configuración compuesta por tres paneles independientes 
de malla, los cuales permiten ajustar su ángulo de inclinación (Figura 14). 

 

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Figura 14. Esquema estructura de captación de neblina. 

Los  paneles  fueron  fabricados con  malla  de  polietileno  al  80 %  de  sombra,  mientras  que  la 
estructura de soporte fue construida utilizando tubería de PVC de 1" y media y ¾", garantizando 
estabilidad y facilidad de ensamble. Además, se utilizaron ángulos de 90°, 70° y 45° respecto a 
la horizontal.  

 

Figura 15. Sistema de captación de neblina con inclinaciones de 90°, 70° y 45°. 

Para  la  recolección  del  agua  captada,  se  implementaron  tres  canaletas  independientes 
asociadas a cada uno de los paneles. El panel más alejado de la entrada, ubicado en posición 
vertical  (90°),  contaba  con  una  canaleta  que  atravesaba  el  sistema  por  su  parte  central.  El 
segundo panel, ubicado en la mitad, tenía su canaleta saliendo por el lado derecho del montaje, 
mientras  que  el  tercer  panel,  disponía  de  una  canaleta  que  salía  por  el  lado  izquierdo.  Es 

 

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importante  destacar  que  todo  el  sistema  de  recolección  fue  diseñado  con  pendiente  para 
facilitar el escurrimiento natural del agua hacia afuera del área de nebulización. Además, las 
canaletas laterales fueron construidas con un diseño modular y móvil, lo que permitió ajustar 
la distancia respecto al sistema según las necesidades del experimento. Cada canaleta estaba 
conectada mediante tuberías de PVC  también inclinadas, que conducían el agua recolectada 
hacia  tres  baldes  independientes,  garantizando  así  una  medición  diferenciada  del  volumen 
captado por cada panel, como se muestra en la Figura 16. 

Figura 16. (a) Detalle de canaleta - movimiento. (b) Detalle de canaleta - posterior. (c) Salida del sistema - Baldes de 

recolección. 

3.3.2  Estudio de geometrías 

Como  se  comentó  previamente,  en  esta  fase  del  estudio  experimental  se  evaluaron  tres 
geometrías diferentes para el captador de niebla: un cono, un reloj de arena y un cubo. Con el 
fin de garantizar una comparación directa entre las geometrías, se consideró únicamente el área 
lateral efectiva de captación, sin incluir las tapas superior e inferior. El cono presentó un área 
lateral de 1.15 m², mientras que el reloj de arena tuvo un área lateral de 1.16 m² (Figura 17); 
en el caso del cubo, el área lateral fue de 1.15 m², correspondiente a una configuración con lados 
de 0.54 m.  

 

Figura 17. Dimensiones cono y reloj de arena. 

La estructura del cono y del reloj de arena fue fabricada en acero al carbono de 6 mm de espesor, 
con uniones soldadas en puntos estratégicos para garantizar rigidez y estabilidad durante los 
ensayos.  En  contraste,  el  cubo  se  construyó  utilizando  tubería  de  PVC  de  ¾  de  pulgada, 
seleccionada  por  su  facilidad  de  ensamble  y  bajo  peso.  Para  la  superficie  de  captación  se 
emplearon dos tipos de malla en diferentes etapas del experimento: en una primera fase se 
utilizó malla negra de polietileno al 80 % de sombra y, posteriormente, se realizaron ensayos 
con malla verde de polietileno al 90 % de sombra, con el fin de evaluar el efecto del material y 
la densidad de la malla sobre la eficiencia de recolección. 

 

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Figura 18. Captadores de diferentes geometrías. 

Finalmente, para la recolección y medición del agua drenada por cada geometría, se emplearon 
piscinas inflables con un diámetro equivalente al de los captadores, dispuestas en la base de 
cada estructura para retener el agua depositada durante los ensayos. Al finalizar cada prueba 
experimental, el contenido acumulado en las piscinas se vertía cuidadosamente en un balde y 
posteriormente se medía su volumen utilizando una probeta graduada, garantizando así una 
cuantificación directa y reproducible del volumen de agua recolectado por cada configuración 
geométrica. 

 

 

Figura 16. (a) Detalle de canaleta - movimiento. (b) Detalle de canaleta - posterior. (c) Salida del sistema - Baldes de 

recolección. 

 

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3.3.3  Estudio de geometrías 

Como  se  comentó  previamente,  en  esta  fase  del  estudio  experimental  se  evaluaron  tres 
geometrías diferentes para el captador de niebla: un cono, un reloj de arena y un cubo. Con el 
fin de garantizar una comparación directa entre las geometrías, se consideró únicamente el área 
lateral efectiva de captación, sin incluir las tapas superior e inferior. El cono presentó un área 
lateral de 1.15 m², mientras que el reloj de arena tuvo un área lateral de 1.16 m² (Figura 17); 
en el caso del cubo, el área lateral fue de 1.15 m², correspondiente a una configuración con lados 
de 0.54 m.  

 

Figura 17. Dimensiones cono y reloj de arena. 

La estructura del cono y del reloj de arena fue fabricada en acero al carbono de 6 mm de espesor, 
con uniones soldadas en puntos estratégicos para garantizar rigidez y estabilidad durante los 
ensayos.  En  contraste,  el  cubo  se  construyó  utilizando  tubería  de  PVC  de  ¾  de  pulgada, 
seleccionada  por  su  facilidad  de  ensamble  y  bajo  peso.  Para  la  superficie  de  captación  se 
emplearon dos tipos de malla en diferentes etapas del experimento: en una primera fase se 
utilizó malla negra de polietileno al 80 % de sombra y, posteriormente, se realizaron ensayos 
con malla verde de polietileno al 90 % de sombra, con el fin de evaluar el efecto del material y 
la densidad de la malla sobre la eficiencia de recolección. 

 

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Figura 18. Captadores de diferentes geometrías. 

Finalmente, para la recolección y medición del agua drenada por cada geometría, se emplearon 
piscinas inflables con un diámetro equivalente al de los captadores, dispuestas en la base de 
cada estructura para retener el agua depositada durante los ensayos. Al finalizar cada prueba 
experimental, el contenido acumulado en las piscinas se vertía cuidadosamente en un balde y 
posteriormente se medía su volumen utilizando una probeta graduada, garantizando así una 
cuantificación directa y reproducible del volumen de agua recolectado por cada configuración 
geométrica. 

3.4  Casos estudiados en laboratorio 

3.4.1  Estudio de inclinaciones 

Con el objetivo de analizar el comportamiento del sistema de captación de inclinaciones bajo 
distintas condiciones de flujo, se definieron tres escenarios experimentales. El Caso I consistió 
en  mantener  las  18  boquillas  nebulizadoras  activas,  distribuidas  equitativamente  con  3 
boquillas por lado en cada uno de los tres paneles. Este caso simuló un entorno natural con alta 
humedad  y  niebla  proveniente  de  ambas  direcciones,  generando  una  mayor  suspensión  de 
gotas de agua alrededor del sistema. 

En el Caso II , se cerraron las boquillas de un lado en cada panel, dejando activas únicamente 
nueve boquillas en total (tres por panel). En los paneles inclinados a 70° y 45° (ángulo respecto 

 

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a la horizontal), se mantuvieron abiertas las boquillas que daban flujo inferior, es decir que 
quedaban  ubicadas  en  el  costado  donde  el  flujo  quedaba  debajo  del  panel.  Esta  disposición 
permitió  generar  una  especie  de  flujo  ascendente  de  niebla  simulada  hacia  la  superficie 
recolectora como se muestra en la Figura 19. 

 

Figura 19. Esquema Caso II – Vista transversal. (elaboración propia) 

 

Finalmente,  en  el  Caso  III  ,  se  intercambiaron  las  posiciones  de  las  boquillas  activas  en  los 
paneles de 70° y 45°: aquellas que estaban cerradas en el caso anterior se abrieron, y viceversa. 
Esto provocó que el flujo de niebla pasara de manera más lateral sobre la malla (Figura 20), una 
sitrución que se acerca más a la de la naturaleza. Es importante destacar que, en los casos II y 
III, el panel de 90° mantuvo su configuración constante, recibiendo siempre el mismo tipo de 
ataque de niebla simulada. 

 

Figura 20. Esquema Caso III - Vista transversal. (elaboración propia). 

 

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Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA 
Atrapamiento de Niebla para el abastecimiento de agua potable en zonas 
de alta montaña. Análisis de geometría óptima.  

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37 

 

 

Figura 21. Prueba caso II en el laboratorio. Dirección de flujo. 

La siguiente tabla resume los 3 casos empleados.  

Tabla 12. Casos estudiados para los paneles con inclinación. 

Caso 

Configuración de las boquillas 

Dirección del flujo de 

niebla simulada 

I 

Todas las boquillas activas (18 en total). 

Flujo uniforme desde 

ambos lados hacia los 
paneles. 

II 

Se cerraron las boquillas de un solo lado en cada panel (9 
boquillas activas). Para los paneles de 70° y 45°, se dejaron 
activas las boquillas ubicadas en la parte inferior, generando 

una especie de flujo ascendente. 

Flujo lateral en diagonal 
dirigido desde abajo del 
panel hacia arriba. 

III 

Se cerraron las boquillas de un lado en los paneles de 45° y 70°, 

dejando activas las de la parte superior.  

Flujo lateral en diagonal, 

por encima del panel.  

 

3.4.2  Estudio de geometrías 

Para  el  estudio  de  geometrías,  los  escenarios  experimentales  se  definieron  a  partir  de  la 
variación del material de malla que recubría cada captador. En un primer escenario, todas las 
estructuras geométricas (cono, reloj de arena y cubo) fueron recubiertas con malla negra de 
polietileno  al  80  %  de  sombra,  utilizada  inicialmente  en  los  ensayos  de  inclinación.  En  un 
segundo escenario, se repitieron los ensayos empleando malla verde de polietileno al 90 % de 
sombra  en  todas  las  geometrías.  El  resto  de  las  condiciones  experimentales,  incluyendo  la 
configuración  del  sistema  de  nebulización,  la  distancia  a  las  boquillas  y  el  protocolo  de 

 

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medición, se mantuvieron constantes. Esta comparación permitió evaluar de manera aislada la 
influencia del material y la densidad de la malla sobre la eficiencia de captación, al tiempo que 
se garantizó coherencia con la selección del material utilizado posteriormente en las pruebas 
de campo por consideraciones estéticas. 

3.5  Procedimiento experimental 

Para todas las pruebas, se siguió un protocolo estandarizado basado en el propuesto por Serje 
Martínez (2024), con pequeñas adaptaciones según las características específicas del  nuevo 
diseño estructural. 

Pasos realizados en cada prueba: 

1.  Purga  del  sistema:  Se  eliminó  el  aire  residual  del  sistema  de  tuberías  abriendo 

completamente el suministro de agua por un minuto. 

2.  Encendido  de  la  hidrolavadora:  Se  activó  el  sistema  de  alta  presión  y  se  registró  la 

presión inicial en el manómetro. 

3.  Inicio de la prueba: Se cronometró el tiempo de duración de la prueba (15, 20, 30 o 45 

minutos). 

4.  Finalización: Al terminar el tiempo establecido, se apagó la hidrolavadora y se cerró la 

válvula principal. 

5.  Medición del volumen recolectado: El agua captada en cada canaleta se midió utilizando 

una probeta de 1 litro. 

6.  Registro de datos: Los resultados fueron anotados en un formato digital similar al usado 

en la investigación original. 

Tabla 13.  Formato de registro de datos experimental. 

Prueba 

Presión 

registrada 

(psi) 

Fecha de 

prueba 

Volumen 

recolectado 

(L) 

Tiempo de la 

prueba (día) 

Área 

efectiva 

(m2) 

Volumen diario 

recolectado por 

metro cuadrado 

(L/ m2 día) 

90° 

Prueba n  

  

  

  

  

  

  

70° 

Prueba n  

  

  

  

  

  

  

45° 

Prueba n  

  

  

  

  

  

  

 

Prueba 

Presión 

registrada 

(psi) 

Fecha de 

prueba 

Volumen 

recolectado 

(L) 

Tiempo de la 

prueba (día) 

Área 

efectiva 

(m2) 

Volumen diario 

recolectado por 

metro cuadrado 

(L/ m2 día) 

 

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Cubo 

Prueba n  

  

  

  

  

  

  

Cono 

Prueba n  

  

  

  

  

  

  

Reloj de arena 

Prueba n  

  

  

  

  

  

  

 

Durante la realización de la tesis de Serje 2024, se presentó una avería en la hidrolavadora. 
Dentro de las recomendaciones indicadas, se señaló que era necesario permitirle periodos de 
descanso  entre  cada  prueba  para  evitar  sobrecalentamiento  o  daños.  Por  esta  razón,  las 
pruebas se realizaron con intervalos de reposo. Por ejemplo, en la prueba de 45 minutos, se 
operó  la  bomba  en  tres  intervalos  de  15  minutos  encendidos,  seguidos  de  10  minutos  de 
descanso entre cada intervalo. 

 

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4.  RESULTADOS Y ANÁLISIS 

4.1  Resultados y análisis – Inclinaciones 

En este capítulo se presentan y discuten los resultados obtenidos tras la realización de un total 
de  31  pruebas  experimentales,  distribuidas  en  los  tres  casos  de  estudio  propuestos.  Cada 
prueba fue diseñada para evaluar el comportamiento del sistema bajo condiciones específicas, 
con el objetivo de validar los planteamientos sobre la incidencia de la inclinación en un panel 
en la eficiencia de la recolección de niebla. 

Primero, se presenta de manera organizada el conjunto de datos recolectados, estructurados 
según cada caso analizado. Para cada uno de ellos se presenta un breve análisis, para concluir 
con un análisis comparativo entre los 3 escenarios.  

La  recolección  de  datos  comenzó  el  14  de  mayo  de  2025,  con  un  total  de  tres  pruebas 
consecutivas realizadas durante tres días consecutivos (del 14 al 16 de mayo). Cada prueba 
tuvo una duración de 45 minutos y se llevó a cabo en las mismas condiciones ambientales y 
operativas.  

Las pruebas fueron numeradas como  Prueba 1,  Prueba 2 y Prueba 3,  respectivamente (que 
corresponden a las fechas del 14, 15 y 16 de mayo, respectivamente). Los resultados obtenidos 
se muestran en la Figura 22, donde se grafica el volumen diario recolectado por metro cuadrado 
(𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎) en función de las pruebas realizadas. 

 

Figura 22. Resultados pruebas iniciales. 

En  la  figura  se  observa  claramente  que  el  volumen  de  agua  recolectado  aumentó 
progresivamente en cada una de las pruebas realizadas. Esta tendencia sugiere que el sistema 
fue acumulando humedad a medida que avanzaban las pruebas, lo que resultó en una mejora 
de  su  desempeño.  Específicamente,  cuando  el  sistema  ya  había  sido  utilizado  previamente, 
presentaba un estado “mojado” o “saturado”, lo cual favoreció una mayor recolección de agua 
en comparación con las pruebas anteriores. 

0

50

100

150

200

250

300

Prueba 1

Prueba 2

Prueba 3

Vol

. d

ia

rio 

re

co

le

ct

ad

o 

po

r 

m

2 

[L/

m

2/

día

]

Prueba

Volumen diario recolectado por metro cuadrado

90°

70°

45°

 

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Este comportamiento puede explicarse por al menos dos factores: primero, la posible presencia 
de condensación residual, es decir, que el sistema retenía cierta cantidad de humedad después 
de cada prueba, facilitando la formación de nuevas gotas en los ciclos siguientes. Segundo, un 
efecto de saturación en la superficie del sistema, el cual pudo haber incrementado su eficiencia 
en la captación de vapor de agua, especialmente en la configuración vertical (90°), donde se 
registraron los mayores volúmenes recolectados. 

De  estas  pruebas  iniciales  se  concluye  que  el  estado  previo  del  sistema  tiene  un  impacto 
significativo en su desempeño. Cuando el sistema ya había sido utilizado en días anteriores, su 
capacidad  para  recolectar  agua  aumentó  considerablemente.  Esto  sugiere  que  el  sistema 
requiere  un  período  de  estabilización  o  calibración  antes  de  realizar  mediciones  precisas, 
especialmente si se busca obtener resultados reproducibles en condiciones controladas. Es por 
esto que de aquí en adelante para cada prueba el sistema se encendió por 10 minutos para 
saturar el sistema antes de empezar a tomar datos.  

4.1.1  Resultados Caso I 

Para el Caso I se realizaron un total de 11 pruebas entre el 22 de mayo y el 13 de junio de 2025. 
Los  resultados  obtenidos  se  resumen  en  la  Figura  23,  donde  se  calcula  el  volumen  diario 
recolectado  por  metro  cuadrado  (𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎)  para  cada  prueba,  comparando  tres 

configuraciones angulares: 90°, 70° y 45°. 

Para todos los casos, las pruebas se llevaron a cabo con tiempos de duración variables, como se 
detalla  en  la  Tabla  14.  Este  diseño  experimental  fue  planeado  con  el  objetivo  de  evaluar  la 
consistencia de los resultados al normalizar los volúmenes recolectados en función del tiempo 
y la superficie (𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎).  

Tabla 14. Duración en minutos pruebas - Caso I 

Prueba 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

7 

8 

9 

10 

11 

Tiempo (min) 

15 

20 

30 

45 

 

 

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Figura 23. Resultados pruebas Caso I. 

En la figura se observa que la configuración a 90° muestra los valores más altos y consistentes, 
con un promedio cercano a 178.2 𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎 , lo cual sugiere que esta configuración es la más 

eficiente  para  recolectar  agua.  Por  otro  lado,  la  configuración  a  70°  presenta  valores 
significativamente menores, con un promedio de aproximadamente 52.6 𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎, indicando 

un  desempeño  inferior  en  comparación  con  la  configuración  vertical  (90°).  Finalmente,  la 
configuración a 45° registra los valores más bajos, con un promedio de 36. 9 𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎, lo que 

confirma que esta configuración es la menos eficiente para recolectar agua.  

Para  cuantificar  las  variaciones  entre  las  configuraciones  angulares,  se  calcularon  las 
diferencias  porcentuales  entre  los  volúmenes  recolectados  en  cada  caso.  Los  resultados  se 
presentan en la Tabla 15. Diferencia porcentual de los volúmenes recolectado para el Caso I. 

Tabla 15. Diferencia porcentual de los volúmenes recolectado para el Caso I. 

Angulo de 

inclinación 

Diferencia 

porcentual (%) 

90° 

6.0% 

70° 

14.5% 

45° 

31.0% 

 

Además, se determinaron las eficiencias de cada configuración angular para comprender mejor 
el  desempeño  del  sistema  en  términos  de  aprovechamiento  del  agua  suministrada.  Para 
calcular la eficiencia, se midió tanto el caudal de entrada como el caudal de salida del sistema. 
El  caudal  de  entrada  se  estimó  considerando  el  número  de  rociadores  por  panel  (6) 

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

V

ol.

 d

ia

rio

 re

col

ect

ad

o 

por 

m

2 

[L

/m

2/

día

]

Pruebas

Volumen diario recolectado por metro cuadrado

90°

70°

45°

178.160

52.596

36.858

 

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multiplicado por el caudal de salida promedio de cada nebulizador, que según la tesis de Laura 
Serje  es  de  2.33 𝑚𝑙/𝑠.  Por  otro  lado,  el  caudal  de  salida  se  calculó  dividiendo  el  volumen 
recolectado (L) por el tiempo de la prueba (s). Finalmente, la eficiencia se obtuvo mediante la 
relación del caudal de salida y el caudal de entrada al sistema, 

Ecuación 6. Eficiencia de recolección del panel. 

𝜂 =

𝑄

 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎

𝑄

 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑎𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎

  × 100 

lo  cual  permitió  cuantificar  qué  porcentaje  del  agua  suministrada  fue  efectivamente 
recolectado. Los resultados se muestran en la Tabla 16. 

Tabla 16. Eficiencia de recolección para cada ángulo - Caso I.

 

Ángulo de 

inclinación  

Eficiencia  

90° 

14.7% 

70° 

4.4% 

45° 

3.1% 

 

4.1.2  Análisis de los Resultados – Caso I 

Los resultados obtenidos en el Caso I permiten concluir lo siguiente: 

1.  Efecto del ángulo de operación: El sistema alcanza su máximo desempeño cuando opera 

a  90∘,  lo  cual  coincide  con  la  intuición  física  de  que  esta  configuración  maximiza  la 
exposición de la superficie recolectora al vapor de agua. Las configuraciones a 70∘ y 45∘ 
muestran  una  disminución  progresiva  en  el  volumen  recolectado,  lo  que  puede 
atribuirse a una menor eficiencia en la captación de vapor debido a la reducción en el 
área expuesta o cambios en la dinámica de condensación. 

2.  Consistencia  del  sistema:  Aunque  existen  pequeñas  variaciones  en  los  resultados 

individuales,  el  sistema  muestra  una  alta  consistencia  en  términos  de  desempeño, 
especialmente en la configuración a 90∘. Esto sugiere que el diseño y la implementación 
del  sistema  son  robustos  y  reproducibles  bajo  las  condiciones  controladas  de  este 
estudio. 

3.  Relevancia  del  ángulo  en  la  eficiencia  del  sistema:  Estos  resultados  refuerzan  la 

importancia del ángulo de operación no solo en términos del volumen recolectado, sino 
también  en  la  eficiencia  del  sistema.  Una  configuración  más  óptima  reduce  el 

 

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desperdicio de agua durante el proceso de recolección, siendo la posición a 90∘ la más 
eficiente con un promedio del 14.75%. 

4.  Viabilidad  del  sistema:  Aunque  existe  una  diferencia  en  la  eficiencia  entre  las 

configuraciones,  bajo  estas  condiciones  controladas,  las  tres  opciones  lograron 
recolectar una cantidad considerable de agua, comparable con estudios en campo. Por 
esta diferencia se justifica la propuesta del Caso II para evaluar el sistema bajo otras 
condiciones ambientales que intenten simular mejor un ecosistema en campo.  

4.1.3  Resultados Caso II 

Para el Caso II se realizaron un total de 10 pruebas entre el 25 de junio y el 4 de julio de 2025. 
En  este  escenario  experimental,  se  cerraron  las  boquillas  de  un  solo  lado  en  cada  panel  (9 
boquillas  activas  en  total),  manteniéndose  abiertas  las  ubicadas  en  la  parte  inferior  de  los 
paneles inclinados a 70° y 45°, con el fin de generar un flujo ascendente de niebla, por debajo 
del panel recolector, como se muestra en la Figura 19. 

En este caso, la duración de las pruebas se muestra en la Tabla 17. 

Tabla 17. Duración en minutos pruebas - Caso II. 

Prueba 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

7 

8 

9 

10 

11 

Tiempo (min) 

15 

20 

30 

45 

 
Los  resultados  obtenidos  se  resumen  en  la  Figura  24,  donde  se  grafica  el  volumen  diario 
recolectado  por  metro  cuadrado

 

𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎  para  cada  prueba,  comparando  las  tres 

configuraciones angulares: 90°, 70° y 45°. 

 

Figura 24. Resultados pruebas Caso II.

 

0

5

10

15

20

25

30

V

ol.

 d

ia

rio

 re

col

ect

ad

o 

por 

m

2

[L

/m

2/

día

]

Pruebas

Volumen diario recolectado por metro cuadrado

90°
70°
45°
24.096
21.558
19.644

 

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En la figura se observa que el panel de 90° sigue siendo el más eficiente, registrando volúmenes 
promedio cercanos a 

 

24 𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎, lo cual es consistente con los resultados del Caso I. Este 

comportamiento confirma que la orientación vertical favorece una mayor captación de agua 
debido a su exposición directa al flujo de niebla simulada. 

El panel de 70° muestra un desempeño intermedio, con volúmenes recolectados aproximados 
de  22 𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎.  Esta  configuración  se  beneficia  del  flujo  ascendente,  pero  su  inclinación 

reduce ligeramente la eficiencia en comparación con el panel vertical. Además, los resultados 
son significativamente peores que los obtenidos en el Caso I, donde el valor promedio era de 52 
53 𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎 lo cual era de esperarse ya que el patrón de flujo de un solo lado disminuye el 

caudal de entrada.  

Por  otro  lado,  el  panel  de  45°  registra  los  menores  volúmenes  recolectados  entre  los  tres 
paneles,  con  un  valor  promedio  de  19.64 𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎.  Aunque  esta  configuración  también  se 

afecta del flujo lateral desde abajo, su menor ángulo de inclinación limita su capacidad de captar 
agua efectivamente, pues las gotas de agua caen antes de viajar por la malla hasta la canalera, 
manteniendo un rendimiento inferior a los otros dos paneles. 

Para  cuantificar  las  variaciones  entre  las  configuraciones  angulares,  se  calcularon  las 
diferencias  porcentuales  entre  los  volúmenes  recolectados  en  cada  caso.  Los  resultados  se 
presentan en la siguiente tabla: 

Tabla 18. Diferencia porcentual de los volúmenes recolectado para el Caso II.

 

Ángulo de 

inclinación 

Diferencia 

porcentual (%) 

90° 

9.43% 

70° 

16.67% 

45° 

25.68% 

 

Estos valores indican que, aunque el panel de 90° sigue siendo el más eficiente, las diferencias 
relativas entre las configuraciones aumentan en comparación con el Caso I. Esto sugiere que el 
cambio en el patrón de flujo tiene un impacto significativo en la distribución de la eficiencia 
entre las distintas inclinaciones, ya que se recoge menos volumen de agua.  

Para determinar las eficiencias de cada configuración angular en términos de aprovechamiento 
del agua suministrada, se consideró esta vez que el caudal de entrada estaba dado únicamente 
por 3 boquillas rociadoras para cada panel. Se obtuvieron los siguientes datos: 

Tabla 19. Eficiencia de recolección para cada ángulo - Caso II.

 

 

Universidad de los Andes 
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental 
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA 
Atrapamiento de Niebla para el abastecimiento de agua potable en zonas 
de alta montaña. Análisis de geometría óptima.  

ICYA 4213-2025 

 

 

Valeria Rodríguez  

Tesis I 

46 

 

Ángulo de 

inclinación 

Eficiencia  

90° 

4.20% 

70° 

3.76% 

45° 

3.43% 

 
Los niveles absolutos de eficiencia son significativamente menores en comparación con el Caso 
I.  Esto  se  debe  principalmente  al  menor  caudal  de  entrada  generado  por  el  cierre  de  las 
boquillas en un solo lado, lo cual reduce la cantidad de agua disponible para la recolección. 
Además, no hay tanta diferencia en la eficiencia de recolección para los 3 ángulos. Sugiriendo 
que para un flujo ascendente no existe mayor diferencia si se inclinan los paneles o no.  

4.1.4  Análisis de los Resultados – Caso II 

Los resultados obtenidos en el Caso II permiten concluir lo siguiente: 

1.  Efecto del patrón de flujo en la recolección: Al modificar el patrón de flujo de niebla 

simulada (cerrando las boquillas de un solo lado y generando un flujo ascendente por 
debajo  de  los  paneles  inclinados)  se  observó  una  reducción  significativa  en  los 
volúmenes  recolectados.  Este  cambio  afectó  principalmente  a  las  configuraciones 
inclinadas  (70°  y  45°),  cuyo  desempeño  depende  más  del  posicionamiento  relativo 
entre el flujo de entrada y la superficie recolectora. 

2.  Persistencia del mejor desempeño del panel vertical: A pesar del cambio en el patrón 

de  flujo,  el  panel  de  90°  mantuvo  su  superioridad  sobre  las  otras  configuraciones, 
registrando  un  volumen  promedio  de  24  L/m²/día  .  Esto  refuerza  la  idea  de  que  la 
orientación vertical no solo maximiza el área efectiva expuesta al flujo de niebla, sino 
que  también  favorece  una  trayectoria  más  directa  y  eficiente  de  las  gotas  hacia  la 
canalera de recolección. 

3.  Impacto negativo del flujo  ascendente en paneles inclinados: En comparación con el 

Caso I, los paneles inclinados mostraron una caída considerable en su desempeño. El 
panel de 70° pasó de recolectar un promedio de 52.6 L/m²/día a tan solo 22 L/m²/día, 
mientras  que  el  panel  de  45°  disminuyó  de  36.9  L/m²/día  a  19.64  L/m²/día.  Esta 
reducción se atribuye principalmente a que el flujo ascendente no logra interactuar de 
forma óptima con la superficie inclinada, dificultando la captura efectiva de las gotas. 

4.  Eficiencia  global  reducida:  La  eficiencia  del  sistema  disminuyó  considerablemente 

respecto al  Caso  I,  debido  a  la  reducción  del  caudal  de entrada generado  por  el  uso 
limitado  de rociadores (9 boquillas activas). Los valores de eficiencia fueron: 4.20% 
para el panel de 90°, 3.76% para el de 70° y 3.43% para el de 45°. Aunque el panel 

 

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Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA 
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Tesis I 

47 

 

vertical  sigue  siendo  el  más  eficiente,  estos  resultados  indican  que  el  diseño  actual 
puede optimizarse para mejorar el aprovechamiento del agua suministrada bajo este 
tipo de flujo. 

5.  Necesidad de ajustar el patrón de flujo para paneles inclinados: Los datos sugieren que 

el flujo ascendente desde debajo de los paneles inclinados no es el más adecuado para 
maximizar  la  recolección  de  agua,  ni  tampoco  simula  muy  bien  lo  que  pasa  en  la 
naturaleza. Las gotas tienden a dispersarse antes de impactar o una vez se adhieren, se 
caen por acción de la gravedad antes de legar a la canaleta, lo cual reduce la cantidad de 
agua  recolectada.  Por  esta  razón,  se  plantea  como  necesario  implementar  un  nuevo 
escenario experimental (Caso III) en el que los rociadores se ubiquen por encima de la 
malla diagonal en los paneles de 70° y 45° (del otro lado), de tal forma que el flujo de 
niebla caiga por gravedad sobre la superficie recolectora, facilitando una interacción 
más directa y controlada. 

4.1.5  Resultados Caso III 

Para el Caso III, se realizaron un total de 10 pruebas el 24 de julio del 2026. En este escenario 
experimental, se modificó la ubicación de los rociadores en los paneles inclinados (70° y 45°), 

colocándolos  por  encima  de  la  malla  diagonal,  con  el  objetivo  de  generar  un  flujo  más 
descendente y lateral de niebla hacia la superficie recolectora. Este diseño permitió evaluar 

cómo el cambio en la dirección del flujo afecta la eficiencia de recolección en comparación con 
los patrones de flujo ascendente evaluados en el Caso II. 

La duración de las pruebas varió de la misma forma que en el caso II para poder realizar un 
ejercicio  comparativo  mejor  (ver  Tabla  17.  Duración  en  minutos  pruebas  -  Caso  II.).  Los 
resultados obtenidos de este caso se resumen en la Figura 25. 

 

Figura 25. Resultados pruebas Caso III.

 

0

10

20

30

40

50

60

70

80

V

ol.

 d

ia

rio

 re

col

ect

ad

o 

por 

m

2

[L

/m

2/d

ía

]

Pruebas

Volumen diario recolectado por metro cuadrado

90°

70°

45°

25.092

37.188

67.164

 

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48 

 

En  la  gráfica  se  observa  que  el  panel  de  45°  muestra  los  mejores  resultados,  registrando 
volúmenes promedio cercanos a 67.16 𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎, lo cual es significativamente superior a los 

valores  obtenidos  en  los  casos  anteriores.  Este  comportamiento  sugiere  que  la  orientación 

inclinada  favorece una mayor captación de agua cuando el  flujo  de niebla cae  directamente 
sobre  la  superficie  recolectora,  aprovechando  mejor  la  dinámica  de  condensación  y 
deslizamiento de las gotas. 

El  panel  de  70°  también  presenta  un  desempeño  notable,  con  volúmenes  recolectados 
aproximados de 37.18 𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎. Esta configuración se beneficia del flujo descendente, pero 

su inclinación intermedia reduce ligeramente la eficiencia en comparación con el panel de 45°. 

Sin embargo, estos resultados son significativamente mejores que los obtenidos en el Caso II, 
donde el valor promedio era de 22 𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎. 

Por  otro  lado,  el  panel  de  90°  registra  los  menores  volúmenes  recolectados  entre  los  tres 
paneles, con un valor promedio de 25.09 𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎. Esto es consistente con los resultados del 

caso II donde el panel vertical recogía en promedio 24.096 𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎. 

Las diferencias porcentuales entre los volúmenes recolectados en cada caso se presentan en la 
siguiente tabla: 

Tabla 20. Diferencia porcentual de los volúmenes recolectado para el Caso III. 

Ángulo de 

inclinación 

Diferencia 

porcentual (%) 

90° 

31.71% 

70° 

21.43% 

45° 

7.90% 

 

Estos valores indican que, aunque el panel de 45° es el que es más consistente en cuando a sus 
datos recolectados. Los otros dos paneles se mantienen similares en diferencia porcentual a los 
de los casos I y II.  

Para el cálculo de la eficiencia, se hizo el mismo análisis que para el caso II, donde se consideran 
3 nebulizadores por panel. A continuación, se presentan los datos que se obtuvieron para la 
eficiencia en esta configuración.  

Tabla 21. Eficiencia de recolección para cada ángulo - Caso III.

 

Ángulo de 
inclinación 

Eficiencia  

90° 

4.37% 

70° 

6.48% 

 

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49 

 

45° 

11.66% 

Estos niveles absolutos de eficiencia son significativamente mayores en comparación con  el 
caso  anterior  donde  el  flujo  llegaba  por  debajo  de  la  malla,  especialmente  para  los  paneles 
inclinados. Esto se debe principalmente a que el flujo descendente permite una interacción más 
efectiva entre el vapor de agua y la superficie recolectora, maximizando la captación de gotas. 
Además, hay que resaltar que son valores que se acercan mucho más al caso inicial (I).  

4.1.6  Análisis de los Resultados – Caso III 

Los resultados obtenidos en el Caso III permiten concluir lo siguiente: 

1.  Efecto del patrón de flujo descendente - lateral: Al modificar la dirección del flujo de 

niebla simulada (ubicando los rociadores por encima de la malla diagonal y generando 
un flujo descendente hacia los paneles inclinados), se observó una mejora significativa 
en  los  volúmenes  recolectados  para  las  configuraciones  inclinadas  (70°  y  45°).  Este 
cambio  optimiza  la  interacción  entre  el  flujo  de  niebla  y  la  superficie  recolectora, 
reduciendo pérdidas y aumentando la eficiencia global del sistema. 

2.  Superioridad del panel inclinado a 45°: En este caso, el panel de 45° mostró el mejor 

desempeño, con un volumen promedio de 67.16 L/m²/día. Este resultado confirma que 
la  inclinación  facilita  el  deslizamiento  de  las  gotas  hacia  la  canalera  recolectora, 
especialmente  cuando  el  flujo  de  niebla  cae  directamente  sobre  la  superficie.  La 
trayectoria  más  corta  y  controlada  de  las  gotas  en  esta  configuración  maximiza  la 
captación de agua. 

3.  Mejora en el desempeño del panel de 70°: Comparado con los resultados del Caso II, el 

panel  de  70°  mostró  una  recuperación  significativa  en  su  eficiencia,  alcanzando  un 
promedio  de  37.18  L/m²/día.  Este  aumento  se  debe  principalmente  al  flujo 
descendente, que permite una mejor distribución del vapor de agua sobre la superficie 
inclinada, reduciendo la dispersión y aumentando la retención de gotas. 

4.  Mayor equilibrio en la eficiencia entre configuraciones: En comparación con los casos 

anteriores,  las  diferencias  relativas  entre  las  configuraciones  angulares  disminuyen 
considerablemente  en  el  Caso  III.  Esto  indica  que  el  flujo  descendente  mejora  la 
distribución  de  la  eficiencia  entre  las  distintas  inclinaciones,  minimizando  las 
disparidades observadas en los flujos ascendentes. 

5.  Aumento  general  en  la  eficiencia  del  sistema:  Los  niveles  absolutos  de  eficiencia 

aumentaron respecto al caso II, especialmente para los paneles inclinados. Los valores 
de eficiencia fueron: 4.37% para el panel de 90°, 6.48% para el de 70° y 11.66% para el 
de 45°.  

 

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4.2  Resultados y análisis – Geometrías 

En este apartado se presentan y analizan los resultados obtenidos a partir de la segunda fase 
experimental en laboratorio, correspondiente a la evaluación de captadores con geometrías 
tridimensionales. En total se realizaron 20 pruebas experimentales, distribuidas en dos casos 
de estudio, con el objetivo de analizar la influencia de la geometría del captador y del tipo de 
malla en la eficiencia de recolección de niebla. 

Los dos casos analizados en esta etapa corresponden a pruebas realizadas con malla negra 
con una porosidad del 80 % y con malla verde con una porosidad del 90 %. Para cada tipo 
de malla se llevaron a cabo 10 pruebas, manteniendo condiciones experimentales controladas 
con el fin de permitir una comparación directa entre ambos escenarios. La recolección de 
datos se realizó entre el 1 de octubre y el 4 de diciembre, periodo durante el cual se buscó 
abarcar distintas condiciones ambientales dentro del entorno de laboratorio. 

Cada prueba tuvo una duración comprendida entre 30 y 45 minutos. Adicionalmente, previo 
al inicio de cada ensayo se estableció un período de calentamiento del sistema de 10 minutos, 
con el fin de saturar las mallas y garantizar condiciones iniciales consistentes entre pruebas. 
Esta  decisión  metodológica  se  tomó  con  base  en  los  resultados  de  la  fase  experimental 
anterior, donde se evidenció que el estado previo del sistema influye de manera significativa 
en los volúmenes recolectados. A continuación, se presentan los resultados organizados por 
caso  de  estudio,  seguidos  de  un  análisis  comparativo  entre  las  distintas  configuraciones 
evaluadas. 

4.2.1  Resultados malla negra al 80% de sombra 

Para  esta  etapa  experimental  se  realizaron  un  total  de  10  pruebas,  correspondientes  a  la 
evaluación de tres captadores con geometría tridimensional (cubo, cono y reloj de arena), 
todos recubiertos con malla negra al 80% de sombra. Las pruebas se llevaron a cabo entre el 
1 de octubre y el 18 de noviembre de 2025, bajo condiciones operativas similares, con el 
objetivo de comparar el desempeño de cada geometría en términos de recolección de agua. 

L

as pruebas tuvieron duraciones variables entre 30 y 45 minutos, como se detalla en la 

Tabla 22, y fueron diseñadas para evaluar la consistencia de los resultados al normalizar los 
volúmenes  recolectados  en  función  del  tiempo  y  del  área  efectiva  de  cada  captador, 
expresando los resultados en términos de  volumen diario recolectado por metro cuadrado 

(𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎).

 

Tabla 22. Duración en minutos pruebas – malla negra 

Prueba 

1 

2 

5 

6 

7 

9 

10 

3 

4 

8 

Tiempo (min) 

30 

45 

 

 

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51 

 

Los  resultados  obtenidos  para  las  tres  geometrías  se  resumen  en  la  Figura  26,  donde  se 

presenta  el  volumen  diario  recolectado  por  metro  cuadrado  para  cada  una  de  las  pruebas 
realizadas. 

 

Figura 26. Resultados pruebas malla negra. 

En la figura se observa que el captador con geometría de reloj de arena presenta, de manera 
consistente, los valores más altos de recolección, con un promedio de 5.41 

𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎

. Este 

comportamiento  indica  que  la  geometría  convexa  y  tridimensional  favorece  tanto  la 
captación de la niebla como el drenaje eficiente de las gotas hacia el sistema de recolección. 

El  captador  cónico  muestra  un  desempeño  intermedio,  con  un  valor  promedio  de  3.24 

𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎

, superando claramente al cubo en todas las pruebas realizadas. La forma cónica 

permite una mejor guía del flujo y del escurrimiento de las gotas, lo que se traduce en un 
mayor volumen recolectado en comparación con una geometría plana o con aristas marcadas. 

Por  su  parte,  el  captador  cúbico  registra  los  valores  más  bajos  de  recolección,  con  un 
promedio  de  1.99 

𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎

.  Aunque  el  cubo  logra  captar  agua  en  todas  las  pruebas,  su 

geometría limita la eficiencia del drenaje, ya que las gotas deben desprenderse de la malla 
para  caer  por  gravedad,  lo  que  aumenta  las  pérdidas  por  evaporación  o  desprendimiento 
prematuro. 

Para cuantificar la variabilidad de los resultados dentro de cada geometría, se calcularon las 

diferencias porcentuales entre los volúmenes recolectados, las cuales se presentan en la Tabla 
23.

 

Tabla 23. Diferencia porcentual de los volúmenes recolectado para la malla negra. 

0

1

2

3

4

5

6

7

Prueba

1

Prueba

2

Prueba

3

Prueba

4

Prueba

5

Prueba

6

Prueba

7

Prueba

8

Prueba

9

Prueba

10

Vol

. d

ia

rio 

re

co

le

ct

ad

o 

po

r 

m

2 

[L/

m

2/

día

]

Pruebas

Volumen diario recolectado por metro cuadrado - Malla negra

Cubo

Cono

Reloj de arena

1.992

3.238

5.411

 

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52 

 

Geometría 

Diferencia 

porcentual (%) 

Cubo 

23.1% 

Cono 

18.9% 

Reloj de arena 

29.6% 

 

Los resultados muestran que el reloj de arena presenta la mayor variabilidad relativa (29.6%), 
seguido  del  cubo  (23.1%)  y  el  cono  (18.9%).  A  pesar de  esta  variabilidad,  el  reloj de  arena 
mantiene  los  valores  absolutos  más  altos  de  recolección,  lo  que  indica  que,  aunque  es  más 
sensible a pequeñas variaciones en las condiciones experimentales, su desempeño global sigue 
siendo superior. 

Finalmente, se calcularon las eficiencias de recolección para cada geometría, considerando el 
caudal de entrada suministrado por los nebulizadores y el caudal de salida correspondiente al 
volumen efectivamente recolectado. Los resultados se presentan en la Tabla 24. 

Tabla 24. Eficiencia de recolección para cada ángulo - malla negra.

 

Geometría 

Eficiencia % 

Cubo 

7.9% 

Cono 

12.7% 

Reloj de arena 

18.5% 

 

Los valores obtenidos confirman que el reloj de arena alcanza la mayor eficiencia de recolección 
(18.5%), seguido por el cono (12.7%) y, finalmente, el cubo (7.9%). Estos resultados refuerzan 
la hipótesis de que las geometrías convexas tridimensionales no solo favorecen la captación de 
la  niebla,  sino  también  el  transporte  y  drenaje  eficiente  del  agua  recolectada,  reduciendo 
pérdidas y mejorando el desempeño global del sistema. 

4.2.2  Análisis de los Resultados – malla negra 

Los resultados obtenidos en las pruebas con malla negra al 80% de sombra permiten concluir 
lo siguiente: 

1.  Efecto  de  la  geometría  del  captador:  Los  resultados  evidencian  una  diferencia 

cuantitativa significativa entre las geometrías evaluadas. El captador con geometría de 
reloj de arena presentó el mayor desempeño, con un volumen promedio normalizado 
de  5.41  𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎,  seguido  por  el  cono  con  3.24  𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎,  mientras  que  el  cubo 

registró el menor valor con 1.99 𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎. Esto implica que el reloj de arena recolectó 

aproximadamente 2.7 veces más agua que el cubo y cerca de 1.7 veces más que el cono, 

 

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Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental 
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA 
Atrapamiento de Niebla para el abastecimiento de agua potable en zonas 
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confirmando la superioridad de las geometrías convexas tridimensionales frente a una 
geometría plana tradicional. 
 

2.  Consistencia del sistema experimental: A pesar de que las pruebas se realizaron con dos 

duraciones  distintas  (30  y  45  minutos),  los  valores  normalizados  muestran  una 
variabilidad  relativamente  baja  dentro  de  cada  geometría.  El  cono  presentó  el 
comportamiento  más  estable,  con  fluctuaciones  moderadas  alrededor  de  su  valor 
promedio,  mientras  que  el  reloj  de  arena,  aunque  mostró  una  mayor  dispersión  en 
términos porcentuales, mantuvo consistentemente los valores absolutos más altos en 
todas las pruebas. El cubo, por su parte, presentó el menor rango de valores, aunque 
también el desempeño más bajo. 
 

3.  Relación entre geometría y eficiencia de recolección: El análisis de eficiencia refuerza 

las diferencias observadas en los volúmenes recolectados. El reloj de arena alcanzó una 
eficiencia promedio del 18.5%, seguido por el cono con 12.7%, mientras que el cubo 
registró solo 7.9%. En términos relativos, el reloj de arena fue más de dos veces más 
eficiente que el cubo, y aproximadamente 1.5  veces más eficiente que el cono. Estas 
diferencias indican que las geometrías convexas no solo captan mayores volúmenes de 
agua, sino que también aprovechan de manera más efectiva el caudal suministrado al 
sistema. 
 

4.  Implicaciones  para  el  diseño  de  captadores  de  niebla:  Los  resultados  cuantitativos 

obtenidos con la malla negra al 80% muestran que la elección de la geometría puede 
generar  diferencias  superiores  al  100%  en  el  desempeño  del  sistema.  La  marcada 
superioridad del reloj de arena y del cono sugiere que los captadores tridimensionales 
guían el flujo de niebla de forma más eficiente y facilitan el drenaje de las gotas hacia el 
sistema de recolección. Esto respalda la hipótesis de que las geometrías convexas son 
más adecuadas para escenarios con flujos de viento variables y justifica su posterior 
evaluación en condiciones más cercanas al campo. 

4.2.3  Resultados malla verde al 90% de sombra 

Para este caso se realizaron un total de 10 pruebas experimentales utilizando malla verde al 

90% de sombra, entre el 21 de noviembre y el 4 de diciembre de 2025. Al igual que en el caso 
de la malla negra, las pruebas se llevaron a cabo bajo condiciones controladas de presión y con 

un tiempo de calentamiento previo de 10 minutos, con el fin de saturar la malla y garantizar la 
consistencia de los datos recolectados. 

Las pruebas tuvieron duraciones variables entre 30 y 45 minutos, lo cual permitió evaluar la 

estabilidad del sistema y normalizar los volúmenes recolectados en función del tiempo y del 
área efectiva de cada captador (𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎). 

 

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Tabla 25. Duración en minutos pruebas – malla verde. 

Prueba 

1 

3 

5 

6 

9 

10 

2 

4 

7 

8 

Tiempo (min) 

30 

45 

 

Los resultados obtenidos para las tres geometrías evaluadas (cubo, cono y reloj de arena) se 
presentan en la Figura 27, donde se muestra el volumen diario recolectado por metro cuadrado 
(𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎) para cada prueba. 

 

Figura 27. Resultados pruebas malla verde. 

En la figura se observa que, de manera consistente, el captador con geometría de reloj de arena 
presenta los mayores volúmenes de recolección a lo largo de todas las pruebas, seguido por el 
cono, mientras que el cubo registra los valores más bajos. Los valores promedio normalizados 
evidencian un comportamiento estable entre pruebas, con una menor dispersión relativa en 
comparación con la malla negra, lo cual sugiere que la malla verde al 90 % proporciona una 
mayor uniformidad en el proceso de captación. 

Para  cuantificar  la  variabilidad  entre  pruebas  dentro  de  cada  geometría,  se  calcularon  las 
diferencias porcentuales de los volúmenes recolectados, cuyos resultados se presentan en la 
Tabla 26. 

Tabla 26. Diferencia porcentual de los volúmenes recolectado para la malla verde. 

Geometría 

Diferencia 

porcentual (%) 

0

2

4

6

8

10

12

Vol

. d

ia

rio 

re

co

le

ct

ad

o 

po

r 

m

2 

[L/

m

2/

día

]

Pruebas

Volumen diario recolectado por metro cuadrado - malla verde

Cubo

Cono

Reloj de arena

4.077

5.960

8.920

 

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Cubo 

18.18% 

Cono 

17.72% 

Reloj de arena 

16.00% 

 

Los  valores  obtenidos  indican  que  las  diferencias  porcentuales  son  relativamente  similares 
entre las tres geometrías, con valores del 18.18% para el cubo, 17.72% para el cono y 16.00% 
para el reloj de arena, lo cual refleja una mayor estabilidad del sistema en comparación con las 
pruebas realizadas con malla negra. 

Adicionalmente, se calcularon las eficiencias de recolección para cada geometría, considerando 
la relación entre el caudal de salida y el caudal de entrada al sistema, de la misma forma que en 
los casos anteriores. Los resultados se resumen en la Tabla 27. 

Tabla 27. Eficiencia de recolección para cada ángulo - malla verde. 

Geometría 

Eficiencia % 

Cubo 

16.7% 

Cono 

24.1% 

Reloj de arena 

31.7% 

 

Los valores de eficiencia muestran un incremento notable respecto a la malla negra, alcanzando 
16.7% para el cubo, 24.1% para el cono y 31.7% para el reloj de arena. Este comportamiento 
sugiere que la mayor densidad de la malla verde favorece la deposición de gotas y reduce las 
pérdidas  por  desprendimiento  o  evaporación,  mejorando  el  aprovechamiento  del  agua 
suministrada al sistema. 

4.2.4  Análisis de los Resultados – malla verde 

Los resultados obtenidos para la malla verde al 90% de sombra permiten extraer las siguientes 
conclusiones: 

1.  Desempeño  relativo  entre  geometrías:  El  captador  con  geometría  de  reloj  de  arena 

presentó el mejor desempeño global, con una eficiencia promedio del 31.7%, seguido 
por el cono con 24.1%, mientras que el cubo registró el valor más bajo con 16.7%. Esto 
implica que el reloj de arena fue aproximadamente 1.9 veces más eficiente que el cubo 
y cerca de 1.3 veces más eficiente que el cono, confirmando una ventaja clara de las 
geometrías convexas frente a la geometría plana tradicional. 

2.  Comparación  cuantitativa  del  volumen  recolectado:  En  términos  de  volumen  diario 

recolectado por metro cuadrado, el reloj de arena presentó valores promedio cercanos 
a 8.9 𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎,  mientras  que  el  cono  alcanzó  aproximadamente  6.0  𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎  y  el 

 

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cubo  alrededor  de  4.1  𝐿/ 𝑚

2

/𝑑í𝑎.  Esto  significa  que,  bajo  las  mismas  condiciones 

experimentales,  el  reloj  de  arena  recolectó  más  del  doble  de  agua  que  el  cubo  y 
aproximadamente  un  48%  más  que  el  cono,  evidenciando  una  mejora  sustancial 
asociada a la geometría tridimensional y convexa. 

3.  Consistencia  y  estabilidad  del  sistema:  Las  diferencias  porcentuales  entre  pruebas 

fueron relativamente bajas y similares para las tres geometrías (entre 16% y 18%), lo 
que indica una buena estabilidad experimental y una respuesta consistente del sistema 
a lo largo del periodo de medición. Esta menor dispersión en comparación con la malla 
negra sugiere que la malla verde al 90% favorece un comportamiento más uniforme en 
la captación de agua. 

4.  Influencia de la malla en la eficiencia de captación: El aumento general de la eficiencia 

para  todas  las  geometrías,  en  comparación  con  los  resultados  obtenidos  con  malla 
negra,  indica  que  la  mayor  densidad  de  sombreo  (90%)  contribuye  a  mejorar  la 
deposición  de  gotas  sobre  la  superficie  recolectora.  En  particular,  las  geometrías 
convexas  parecen  beneficiarse  más  de  esta  condición,  ya  que  la  combinación  entre 
curvatura, inclinación variable y mayor retención superficial favorece el escurrimiento 
controlado hacia el sistema de drenaje. 

5.  Relevancia  del  diseño  geométrico  bajo  condiciones  controladas:  Los  resultados 

confirman que, incluso  bajo  condiciones de laboratorio  controladas y con un mismo 
material de malla, la geometría del captador sigue siendo un factor determinante en la 
eficiencia del sistema. Aunque el cubo logra recolectar agua de manera consistente, su 
desempeño es significativamente inferior al de los colectores convexos, reforzando la 
hipótesis  de  que  estos  últimos  ofrecen  una  interacción  más  eficiente  con  el  flujo  de 
niebla y una mejor conducción del agua recolectada. 

6.  Implicaciones para el diseño de prototipos en campoEl comportamiento observado en 

este caso sugiere que el uso de mallas de mayor densidad, combinado con geometrías 
convexas,  puede  ser  una  estrategia  efectiva  para  maximizar  la  recolección  de  agua. 
Estos resultados sirven como base para justificar la selección del cono y del reloj de 
arena  como  geometrías  de  interés  para  las  etapas  posteriores  del  estudio  y  para  su 
evaluación bajo condiciones reales en campo. 

4.3  Análisis pruebas de laboratorio en conjunto  

El  conjunto  de  pruebas  de  laboratorio  realizadas  en  las  distintas  fases  experimentales 
permitió evaluar de manera sistemática la influencia de la inclinación del panel, el patrón de 
flujo, la geometría del captador y el tipo de malla sobre la eficiencia de recolección de niebla. 
En  total,  se  llevaron  a  cabo  más  de  50  pruebas  experimentales,  todas  bajo  condiciones 

 

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altamente controladas, lo que permitió aislar el efecto de cada variable y extraer conclusiones 
comparables entre escenarios. 

Uno de los aprendizajes más relevantes de esta etapa es que, en condiciones de laboratorio, 
la  configuración  geométrica  y  la  dirección  del  flujo  tienen  un  impacto  mayor  sobre  el 
desempeño del sistema que pequeñas variaciones en el tiempo de ensayo. En la primera fase 
(Casos I, II y III), se evidenció que la orientación del panel y el patrón de flujo determinan el 
orden de eficiencia entre configuraciones. El panel vertical (90°) fue el más eficiente bajo 
flujos frontales y ascendentes, alcanzando eficiencias cercanas al 14.7 % en el Caso I. Sin 
embargo, cuando el flujo se volvió descendente y lateral (Caso III), los paneles inclinados, 
especialmente el de 45°, superaron claramente al panel vertical, alcanzando eficiencias de 
hasta 11.66 %, lo que confirma que la interacción entre flujo y superficie recolectora es un 
factor clave. 

En la segunda fase experimental, centrada en la evaluación de geometrías tridimensionales, 
los  resultados  mostraron  diferencias  aún  más  marcadas.  Independientemente  del  tipo  de 
malla  utilizada,  las  geometrías  convexas  (cono  y  reloj  de  arena)  superaron  de  manera 
consistente al cubo. Con malla negra al 80%, el reloj de arena recolectó aproximadamente 
2.7  veces  más  agua  que  el  cubo,  mientras  que  con  malla  verde  al90  %  esta  relación  se 
mantuvo cercana a un factor de 2. En términos de eficiencia, el reloj de arena alcanzó valores 
de 18.5% con malla negra y 31.7% con malla verde, lo que representa un incremento absoluto 
superior a 13 puntos porcentuales asociado únicamente al cambio de malla. 

Un aspecto clave a reconocer es que todas las pruebas se realizaron en un ambiente altamente 
controlado,  caracterizado  por  un  encerramiento  plástico  que  generó  condiciones  de  alta 
humedad  y  baja  variabilidad  ambiental.  En  esta  etapa  no  se  introdujo  variabilidad  en  la 
velocidad  del  viento,  lo  cual  limita  la  extrapolación  directa  de  los  valores  absolutos  de 
eficiencia  a  condiciones  reales  de  campo.  No  obstante,  este  control  permitió  comparar 
configuraciones  bajo  un  mismo  marco  experimental,  fortaleciendo  la  validez  de  las 
conclusiones relativas y de los análisis comparativos. 

Adicionalmente, los resultados evidenciaron oportunidades claras de mejora en el sistema de 
nebulización, particularmente en el diseño del drenaje y en el tamaño del espacio de ensayo. 
En varios escenarios se observó que parte del agua suministrada no interactuaba de manera 
óptima con las superficies recolectoras o se perdía antes de llegar a la canalera, lo cual afecta 
directamente  la  eficiencia  calculada.  Un  espacio  de  mayor  tamaño  permitiría  una  mejor 
distribución del flujo y reduciría efectos de recirculación y saturación artificial del ambiente. 

A  partir  de  estas  limitaciones,  se  identifica  como  una  línea  clara  de  trabajo  futuro  la 
implementación  de  un  túnel  de  viento,  que  permita  controlar  de  forma  independiente 
variables como velocidad, dirección y turbulencia del flujo, acercando el comportamiento del 
sistema a condiciones más representativas del entorno natural. Este tipo de infraestructura 

 

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permitiría  evaluar  no  solo  el  desempeño  promedio,  sino  también  la  robustez  de  cada 
geometría frente a variaciones dinámicas del flujo. 

En  conjunto,  las  pruebas  de  laboratorio  permitieron  validar  de  manera  consistente  que: 
(i)  la  geometría  del  captador  es  un  factor  determinante,  con  mejoras  de  hasta  200%  en 
volumen 

recolectado 

al 

pasar 

de 

geometrías 

planas 

a 

convexas; 

(ii) la densidad de la malla influye directamente en la eficiencia, con incrementos superiores 
al  70%  al  pasar  de  malla  negra  al  80%  a  malla  verde  al  90%;  y 
(iii)  la  dirección  del  flujo  puede  modificar  completamente  el  orden  de  desempeño  entre 
configuraciones. 

Estos  aprendizajes  constituyen  la  base  técnica  para  la  selección  de  las  configuraciones 
evaluadas  posteriormente  en  campo,  donde  se  espera  que  la  interacción  con  condiciones 
ambientales reales permita validar y complementar los resultados obtenidos en laboratorio. 

 

 

 

 

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5.  CASO DE ESTUDIO SUBACHOQUE 

5.1  Contexto y caracterización de la zona de estudio  

El caso de estudio se desarrolló en el municipio de Subachoque, localizado en la provincia de 
Sabana Occidente del departamento de Cundinamarca, Colombia, en la Cordillera Oriental de 
los  Andes.  El  área  específica  de  instalación  del  sistema  de  captación  se  encuentra 
aproximadamente  en  las  coordenadas  4.972620°  N,  −74.212570°  O,  en  una  zona  rural 
caracterizada por condiciones típicas de alta montaña. El casco urbano del municipio se sitúa a 
una altitud promedio cercana a los 2650 – 2680 m s. n. m., lo que lo ubica dentro del rango 
altitudinal  donde  se  presentan  con  frecuencia  fenómenos  de  nubosidad  baja  y  neblina 
persistente (Instituto Geográfico Agustín Codazzi [IGAC], 2023). 

 

Figura 28. Localización de finca caso de estudio Subachoque - Cundinamarca. Fuente: Elaboración propia a partir de 

imágenes satelitales de Google Earth (2025). 

Desde  el  punto  de  vista  climático,  Subachoque  presenta  un  clima  frío  de  montaña,  con 
temperaturas medias anuales que oscilan entre 8 y 18 °C, alta humedad relativa y una marcada 
presencia de nubosidad durante gran parte del año (Weather Atlas, 2024). Estas condiciones 
favorecen la formación recurrente de niebla, especialmente durante las primeras horas de la 
mañana y en periodos nocturnos, cuando la combinación de enfriamiento radiativo y elevada 
humedad del aire propicia la condensación de microgotas en suspensión. 

El predio donde se desarrolló el trabajo de campo corresponde a una finca de carácter privado, 
la cual fue facilitada para la instalación experimental del sistema de captación de niebla. Este 
terreno  presenta  una  variación  altitudinal  interna  significativa,  con  cotas  aproximadas  que 

 

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oscilan entre los 2915 m s. n. m. en su punto más bajo y los 3059 m s. n. m. en la parte más alta 
del predio. Su localización estratégica, en cercanía al complejo de páramos de Guerrero y Agua 
Blanca, así como al cerro El Tablazo (Figura 29c), genera condiciones ambientales propicias 
para la presencia frecuente de nubosidad baja y niebla orográfica. De acuerdo con registros 
climáticos regionales, la humedad relativa promedio en esta zona de Subachoque suele situarse 
entre el 80 % y el 90 % durante gran parte del año, con valores elevados especialmente en horas 
nocturnas y matutinas (IDEAM, 2022; Weather Atlas, 2024). Adicionalmente, la morfología del 
terreno da lugar a la formación de un cañón natural dentro del predio (Figura 29b), el cual actúa 
como un corredor topográfico que favorece el ascenso y canalización de masas de aire húmedo. 
Este efecto parece orientar el flujo de neblina de manera recurrente en dirección a la finca, 
incrementando la frecuencia e intensidad de los eventos de captación y reforzando la idoneidad 
del sitio para evaluar el desempeño de sistemas atrapanieblas en condiciones reales de alta 
montaña. 

 

Figura 29. Fotografías de la finca en Subachoque. (a) Dinámica de neblina en la zona baja de la finca a las 9 am. (b) 

Neblina encañonada en la parte baja de la finca vista desde la parte más alta. (c) Proximidad de la finca al cerro El 

Tablazo. 

La topografía de la zona se caracteriza por pendientes moderadas a pronunciadas y variaciones 
altitudinales significativas en distancias cortas, lo que genera microclimas locales y patrones 
variables de circulación del aire (IDEAM, 2022). Estas características influyen directamente en 
la dinámica del flujo de viento y en la frecuencia e intensidad de los eventos de niebla, factores 
determinantes para el desempeño de los sistemas de captación. 

Desde el punto de vista anemológico, el comportamiento del viento en la zona de estudio fue 
analizado a partir de los registros históricos de la estación climatológica Primavera La, operada 
por  la  Corporación  Autónoma  Regional  de  Cundinamarca  (CAR)  a  través  del  Sistema  de 
Información Climatológica e Hidrológica (SICLICA). Esta estación, localizada en el municipio de 
Subachoque a una altitud aproximada de 2590 m s. n. m., presenta condiciones representativas 

 

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del  entorno  del  predio  de  estudio.  Los datos mensuales correspondientes al  periodo  1991–
2014 muestran una clara predominancia de vientos provenientes de los cuadrantes Este (E) y 
Noreste (NE), con apariciones ocasionales de direcciones Noroeste (NW) y Sureste (SE). Estas 
direcciones son coherentes con la configuración topográfica regional y con la influencia de los 
relieves  circundantes,  como  el  cerro  El  Tablazo  y  los  complejos  de  páramo  cercanos,  que 
favorecen la canalización del flujo de aire húmedo hacia las zonas más elevadas. En cuanto a la 
intensidad del viento, las velocidades medias mensuales oscilan principalmente entre 1.2 y 2.6 
m/s,  con  valores  frecuentes  alrededor  de  1.5  –  2.2  m/s,  rango  considerado  favorable  para 
procesos  de  captación  de  niebla.  Estas  condiciones  permiten  el  transporte  sostenido  de 
microgotas en suspensión sin generar fuerzas excesivas que limiten su adhesión y coalescencia 
sobre  las  superficies  recolectoras,  reforzando  la  idoneidad  del  sitio  para  la  evaluación  de 
sistemas atrapanieblas en condiciones reales de alta montaña (CAR, 2024). 

Adicionalmente, se realizaron mediciones in situ de velocidad del viento y temperatura del aire 
durante las visitas de campo, utilizando un mini termo–anemómetro Extech. Las mediciones se 
efectuaron  en  horario  diurno,  coincidiendo  con  los  periodos  de  inspección  y  operación  del 
sistema de captación. Los resultados mostraron velocidades de viento variables, con valores 
mínimos registrados de 0,2 m/s y máximos de hasta 3,7 m/s, lo cual se encuentra dentro del 
rango  favorable  para  procesos  de  captación  de  niebla.  Asimismo,  el  equipo  registró  una 
temperatura promedio del aire de 17,9 °C durante las mediciones, valor consistente con las 
condiciones climáticas diurnas características de la zona de estudio. 

 

Figura 30. Ejemplo de medición de velocidad de viento in situ con anemómetro. 

En  este  contexto,  Subachoque  constituye  un  sitio  representativo  para  la  evaluación  de 
tecnologías de atrapamiento de niebla en zonas de alta montaña, ya que combina condiciones 
ambientales  favorables  para  la  captación  con  accesibilidad  logística  para  la  instalación  y 
monitoreo  del  sistema.  El  estudio  de  campo  realizado  en  esta  zona  permite  contrastar  los 
resultados obtenidos en laboratorio con el comportamiento real de un captador de geometría 

 

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no convencional expuesto a condiciones naturales, aportando evidencia experimental relevante 
para la validación del enfoque propuesto en esta investigación.  

5.2  Diseño e instalación del captador en campo 

Al finalizar la primera etapa de la investigación (Tesis I), y a partir de la revisión bibliográfica y 

de los resultados obtenidos en los ensayos experimentales de inclinación en laboratorio, se 

propusieron  diversas  configuraciones  geométricas  para  los  captadores  de  niebla.  Estas 
propuestas buscaban cumplir con dos criterios principales: presentar superficies convexas con 

inclinaciones  cercanas  a  45°,  con  el  fin  de  optimizar  la  intercepción  de  gotas,  y  facilitar  un 
drenaje eficiente del agua recolectada. En la Figura 31 se ilustran las geometrías conceptuales 

evaluadas durante esta etapa de diseño. 

 

Figura 31. Propuestas iniciales de geometrías. (a) Cono. (b) Reloj de arena. (c) Figura tridimensional más compleja. 

No obstante, al considerar la factibilidad constructiva, la facilidad de montaje en campo y la 

replicabilidad en contextos rurales, se decidió implementar en el estudio de campo un captador 

con  geometría  cónica  y,  como  sistema  de  referencia,  un  captador  con  geometría  cúbica.  La 
selección del cono respondió principalmente a su mayor simplicidad constructiva frente a otras 

geometrías propuestas, como el reloj de arena, sin perder el carácter tridimensional y convexo 
de interés para el análisis. De este modo, se mantuvo la comparación fundamental entre una 

geometría  no  convencional  convexa  y  una  geometría  plana  tradicional,  representada  por  el 
cubo,  permitiendo  evaluar  su  desempeño  bajo  condiciones  ambientales  reales  sin 

comprometer la viabilidad técnica del sistema. 

El  captador  con  geometría  cónica  fue  fabricado  utilizando  tubería  de  PVC  de  ½  pulgada, 
empleando uniones tipo “T”, codos y tricodos para conformar la estructura principal. Cada cono 
presentaba una longitud de lado de 0,79 m, lo que corresponde a un área lateral aproximada de 
2,5 m², y fue instalado a una altura de 55 cm sobre el nivel del suelo. En total se construyeron 
tres captadores cónicos, todos con dimensiones y características geométricas idénticas, con el 
fin de garantizar la comparabilidad de los resultados obtenidos en campo. 

 

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Figura 32. Estructura para el captador en forma de cubo.

 

Para la conformación de las generatrices y el armazón lateral del cono se utilizó tubería de PVC 
de ¾ de pulgada, con una longitud total de 2,10 m. La estructura incorporó tres circunferencias 
principales: una circunferencia basal de 1,10 m de diámetro, una circunferencia intermedia de 
0,70 m de diámetro ubicada a 1,0 m de altura desde el suelo, y una circunferencia superior de 
0,24 m de diámetro. Para un área lateral de 4.2 m². Estas circunferencias fueron elaboradas, en 
su mayoría, a partir de aros plásticos tipo “ula-ula” utilizados comúnmente en juegos infantiles; 
en los casos donde no fue posible, se emplearon circunferencias formadas con tubería de riego 
del mismo diámetro. 

 

Figura 33. Dimensiones estructura principal de los conos.

 

Adicionalmente, se incorporaron dos circunferencias externas suplementarias con el objetivo 
de  incrementar  la  rigidez  estructural  del  captador.  Estas  circunferencias  no  atravesaban  la 
estructura principal de PVC, sino  que se dispusieron de manera externa,  funcionando  como 
elementos de amarre. Esta solución constructiva permitió mantener la forma cónica durante la 

 

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instalación  de  la  malla  de  polietileno,  evitando  deformaciones  y  asegurando  la  estabilidad 
geométrica del captador durante su operación en campo. 

 

 

Figura 34. Estructura para los captadores en forma de cono.

 

Para la instalación en campo, se mantuvo el mismo principio de recolección de agua empleado 
en los ensayos de laboratorio, utilizando piscinas inflables como elementos de captación del 
agua drenada; no obstante, en este caso se seleccionaron piscinas de mayor diámetro, acordes 
con las dimensiones de los captadores y el volumen potencial de agua recolectada. Esta solución 
permitió  una  recolección  eficiente  y  sencilla  del  agua,  así  como  una  posterior  medición  del 
volumen captado. 

Con el fin de garantizar la estabilidad estructural de los captadores frente a las condiciones de 
viento presentes en la zona de estudio, se implementó un sistema de anclaje mediante tensores. 
Para cada captador se dispusieron cuatro cuerdas fijadas en la parte superior de la estructura, 
orientadas  hacia  los  cuatro  puntos  cardinales,  las  cuales  fueron  ancladas  al  suelo  mediante 
varillas de acero. Este sistema de tensado permitió reducir el desplazamiento y la vibración de 
las estructuras, asegurando su correcta posición durante los periodos de operación en campo. 

 

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Figura 35. Propuesta de montaje en campo. 

Finalmente, todos los sistemas de captación fueron recubiertos con malla de polietileno verde 
al  90%  de  sombra,  seleccionada  principalmente  por  criterios  estéticos,  ya  que  su  color  y 
apariencia se integran mejor con el entorno natural y evocan la forma de un árbol, reduciendo 
el impacto visual del sistema en el paisaje. 

La  instalación  en  campo  se  llevó  a  cabo  el  30  de  octubre  de  2025.  Los  captadores  fueron 
diseñados con un sistema modular que permitió su fácil armado y desarmado, facilitando tanto 
el  transporte como  su  instalación en los diferentes puntos del predio. Dentro de la  finca se 
definieron tres escenarios de evaluación, seleccionados en función de su ubicación topográfica 
y su potencial exposición a eventos de neblina. 

 

 

   

 

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Figura 36. Proceso de instalación en campo 30 de octubre de 2025.

 

El Caso I correspondió a la ubicación en la parte más baja del predio, cercana al cañón y situada 
en el borde de un precipicio. En este punto se instalaron un captador de geometría cúbica y uno 
de  geometría  cónica,  con  el  objetivo  de  comparar  su  desempeño  bajo  condiciones 
presumiblemente favorables para la captación, dado que se esperaba una mayor interacción 
con la neblina ascendente. El Caso II consistió en la instalación de un captador cónico en una 
zona de altura intermedia de la finca, aproximadamente a 2 km del primer escenario y con un 
desnivel cercano a 150 m. Este se encontraba además al lado de un pequeño cuerpo de agua.  
Finalmente, el Caso III correspondió a la instalación de un captador cónico en la parte más alta 
del predio, en las inmediaciones de la vivienda del cuidador de la finca, Don Luis. 

 

 

 

Figura 37. Instalación 30 de octubre de 2025. (a) Caso I - Cubo y cono. (b) Caso II - Cono. (c) Caso III - Cono.

 

Esta distribución espacial permitió evaluar el desempeño del captador cónico bajo distintas 
condiciones topográficas y de exposición ambiental, así como contrastar su comportamiento 
con una geometría plana tradicional en un entorno real de alta montaña. 

La siguiente tabla resume los 3 casos que se propusieron inicialmente.   

Tabla 28. Casos iniciales estudiados en campo.

 

Caso 

Configuración del captador 

Ubicación y condiciones del entorno 

I 

Un captador cúbico y un captador cónico 

instalados de manera contigua. Ambos 
recubiertos con malla de polietileno 
verde al 90%. 

Parte más baja del predio, cercana a un caño y 

ubicada en el borde de un precipicio. Zona con 
alta exposición esperada a la neblina 
ascendente canalizada por la topografía. 

 

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II 

Un captador de geometría cónica 

recubierto con malla de polietileno verde 
al 90%. 

Zona de altura intermedia del predio, 

aproximadamente a 2 km del Caso I y con un 
desnivel cercano a 100 m. Condiciones 
intermedias de exposición a neblina. 

III 

Un captador de geometría cónica 
recubierto con malla de polietileno verde 

al 90%. 

Parte más alta del predio, próxima a la vivienda 
del cuidador. Condiciones de mayor exposición 

al viento y menor confinamiento topográfico. 

 

Posterior a la instalación de los captadores en campo, se alcanzaron a recolectar algunos datos 
preliminares; sin embargo, el día 5 de noviembre se presentó un evento de viento intenso que 
afectó  significativamente  la  estabilidad  de  los  montajes.  Como  resultado,  los  sistemas 
correspondientes  al  Caso  I  fueron  desplazados:  el  captador  cónico,  junto  con  su  piscina  de 
recolección,  fue  arrastrado  hacia  el  fondo  del  precipicio,  imposibilitando  su  recuperación, 
mientras que el captador cúbico quedó atascado en la vegetación antes del borde del abismo, 
presentando  daños  en  la  estructura  de  tuberías  y  pérdida  del  sistema  de  drenaje. 
Adicionalmente,  el  captador  cónico  del  Caso  II  sufrió  un  desplazamiento  parcial,  aunque 
permaneció estructuralmente íntegro.  

 

Figura 38. Fotografías de la visita del 8 de noviembre de 2025 - daños al captador cúbico. 

Durante la visita de verificación realizada el 8 de noviembre se evaluó el estado de los montajes 
y,  considerando  las  limitaciones  de  tiempo,  disponibilidad  de  materiales  y  la  necesidad  de 
garantizar  continuidad  experimental,  en  la  visita  del  13  de  noviembre  se  procedió  a 
reconfigurar el diseño del estudio. En esta nueva fase, el Caso I correspondió a un captador 
cónico instalado en la ubicación intermedia del predio, cercano a un pequeño cuerpo de agua, 
incorporando un mayor número de tensores para mejorar su estabilidad. El Caso II incluyó un 
captador cónicos y un captador cúbico, ubicados en la parte alta del predio, junto a la vivienda 
del  cuidador,  uno  correspondiente  al  cono  original  que  resistió  el  evento  de  viento  y  otro 

 

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restaurado a  partir  de  los  elementos  recuperados  del  cubo,  ambos  reforzados con sistemas 
adicionales de anclaje.  

 

 

 

Figura 39. Fotografías visita 13 de noviembre. (a) Nuevo caso I - Cono. (b) y (c) Nuevo caso II – Cubo y cono.

 

Esta decisión permitió continuar con la evaluación comparativa del desempeño de geometrías 
convexas  bajo  condiciones  reales,  priorizando  la  seguridad,  la  viabilidad  operativa  y  la 
consistencia metodológica del estudio. 

La siguiente tabla resume los casos definitivos para el montaje en campo.  

Tabla 29. Casos definitivos estudiados en campo. 

Caso 

Ubicación en el 

predio 

Geometría del 

captador 

Condiciones de instalación y estabilidad 

I 

Zona intermedia de 
la finca, cercana a un 

pequeño cuerpo de 
agua 
(estancamiento). 

Cono 

Captador cónico reforzado con un mayor número 
de tensores anclados al suelo en los cuatro puntos 

cardinales. 

II 

Parte alta del predio, 

junto a la vivienda 
del cuidador. 

Cono y cubo 

Dos captadores: uno cónico correspondiente al 

montaje original que resistió el evento de viento y 
otro restaurado (cubo) a partir de elementos 
recuperados, ambos con refuerzo adicional 

mediante tensores. 

 

5.3  Protocolo de monitoreo y medición en campo 

 

 

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El  protocolo  de  monitoreo  y  medición  en  campo  estuvo  fuertemente  condicionado  por  la 
localización  y  accesibilidad  del  predio  donde  se  instaló  el  sistema  de  captación.  Como  se 
evidenció en el mapa de localización, la finca se encuentra en una zona rural retirada del casco 
urbano  de  Subachoque,  a  aproximadamente  20  minutos  en  vehículo  desde  el  pueblo. 
Adicionalmente, el acceso al predio presenta limitaciones significativas, por lo que cada visita 
debió realizarse en una camioneta 4x4 con tracción reforzada, lo cual restringió la frecuencia y 
duración de las campañas de monitoreo.  

En total se realizaron seis visitas al predio, comprendidas entre el 18 de septiembre, cuando se 
llevó a cabo el  reconocimiento  inicial  del terreno  y la  evaluación de las condiciones para la 
instalación  de  los  captadores,  y  el  29  de  noviembre,  fecha  correspondiente  a  las  últimas 
actividades de seguimiento. Durante todo el proceso, el apoyo de Don Luis, cuidador de la finca, 
y de su familia fue fundamental para el desarrollo del estudio. En una primera etapa, Don Luis 
colaboró con la supervisión general de los montajes; posteriormente, su hija Danna, de 16 años, 
fue capacitada para realizar la recolección sistemática de las mediciones, lo cual permitió dar 
continuidad al monitoreo en ausencia de la investigadora. 

La recolección del agua captada se realizó inicialmente mediante revisiones cada 12 horas, a las 
6:00 a. m., al inicio del día, y a las 6:00 p. m., antes del anochecer. Sin embargo, tras las primeras 
semanas  de  monitoreo  se  evidenció  que,  durante  el  día,  no  se  acumulaba  un  volumen 
significativo de agua, por lo que la recolección se concentró principalmente en las horas de la 
mañana.  La  frecuencia  efectiva  de  recolección  dependió  en  gran  medida  de  las  condiciones 
climáticas:  en  días  lluviosos,  las  piscinas  inflables  utilizadas  para  el  drenaje  se  vaciaban 
completamente y se reiniciaba el conteo, retomando las revisiones cada 12 horas hasta alcanzar 
nuevamente un volumen suficiente para su medición. Debido a la alta ocurrencia de eventos de 
lluvia hacia finales de noviembre, el número de datos útiles obtenidos durante este periodo fue 
limitado. 

El  procedimiento  de  medición  consistía  en  transferir  el  agua  recolectada  desde  la  piscina 
inflable  a  un  balde  mediante  un  recipiente  pequeño.  Posteriormente,  el  volumen  se  medía 
utilizando una probeta graduada de 1 L, la cual fue marcada con números de mayor tamaño 
para facilitar la lectura (Figura 40). En el mismo momento de la medición, Danna enviaba el 
valor registrado mediante un mensaje de WhatsApp, lo que permitió asociar cada dato con su 
fecha correspondiente y llevar un control continuo de la información recolectada. 

 

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Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental 
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA 
Atrapamiento de Niebla para el abastecimiento de agua potable en zonas 
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Figura 40. Ejemplo de evidencia de medición por parte de Danna. 

Es  importante  reconocer  que  un  montaje  experimental  en  condiciones  de  campo  presenta 
limitaciones inherentes frente al control técnico que se logra en laboratorio. En este caso, no 
fue posible medir variables como la evapotranspiración ni aislar completamente la influencia 
de  la  precipitación,  la  cual  representó  una  de  las  principales  restricciones  del  estudio. 
Asimismo, aunque una práctica deseable hubiera sido la medición sistemática de la velocidad 
local del viento mediante un anemómetro portátil, esto no fue viable debido a que el equipo 
pertenecía al Departamento de Ingeniería Mecánica y no podía ser prestado durante periodos 
prolongados. No obstante, dadas las condiciones logísticas, temporales y técnicas disponibles, 
el protocolo implementado representó la mejor alternativa para obtener datos experimentales 
en un contexto real, aportando información valiosa sobre el desempeño de los captadores bajo 
condiciones naturales de operación. 

5.4  Resultados y observaciones en campo 

5.4.1  Resultados casos planteados inicialmente 

Antes de iniciar formalmente el monitoreo correspondiente a los casos de estudio definidos 
inicialmente (Casos I, II y III), se presentó el evento de viento intenso que afectó de manera 
significativa  los  montajes  en  campo.  Como  se  describió  en  el  capítulo  anterior,  el  captador 
correspondiente al Caso I (ubicado en la parte más baja del predio, al borde del precipicio) fue 
completamente desplazado y no pudo ser recuperado. En consecuencia, no fue posible obtener 
una serie de datos representativa para este escenario inicial. 

Por esta razón, los resultados que se presentan a continuación corresponden únicamente a los 
datos  recolectados  para  los  montajes  que  permanecieron  operativos  durante  el  periodo  de 
monitoreo: el captador cónico ubicado en la zona intermedia del predio, cercano a un pequeño 
estancamiento de agua (Caso II), y el captador cónico instalado en la parte alta de la finca, junto 
a  la  vivienda  del cuidador  (Caso  III).  Ambos sistemas  compartían  la  misma  geometría,  área 

 

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efectiva de captación y material de recubrimiento, lo que permitió comparar su desempeño bajo 
distintas condiciones topográficas y microclimáticas. 

La  Tabla  30  resume  los  volúmenes  de  agua  recolectados  durante  las  pruebas  realizadas  en 
campo, así como los valores normalizados de volumen diario recolectado por unidad de área 
efectiva, calculados para un periodo de 12 horas (0.5 días). Para ambos casos se consideró un 
área  efectiva  de  captación  de  4.3  m²,  correspondiente  al  área  lateral  del  captador  cónico 
instalado en campo. 

Tabla 30. Primeros resultados de los casos propuestos inicialmente para campo.

 

Prueba 

Fecha de 

prueba 

Volumen 

recolectad

o (L) 

Tiempo de la 

prueba (día) 

Área efectiva 

(m2) 

Volumen diario 

recolectado por 

metro cuadrado  

(L/ m2 día) 

Promedio 

Caso III 

Prueba 1 

04/11/2025 

0.040 

0.5 

4.3 

0.019 

0.102 

Prueba 2 

08/10/2025 

0.170 

0.5 

0.079 

Prueba 3 

12/11/2025 

0.300 

0.5 

0.140 

Prueba 4 

13/11/2025 

0.370 

0.5 

0.172 

Caso II 

Prueba 1 

04/11/2025 

0.100 

0.5 

4.3 

0.047 

0.202 

Prueba 2 

08/11/2025 

0.400 

0.5 

0.186 

Prueba 3 

12/11/2025 

0.540 

0.5 

0.251 

Prueba 4 

13/11/2025 

0.700 

0.5 

0.326 

 

En  el  Caso  III,  correspondiente  al  cono  ubicado  en  la  parte  alta  del  predio,  los  volúmenes 
recolectados  variaron  entre  0.040  L  y  0.370  L  por  prueba,  lo  que  se  tradujo  en  valores 
normalizados de captación diaria entre 0.019 y 0.172 L/m²·día. El valor promedio obtenido 
para  este  caso  fue  de  0.102  L/m²·día.  Estos  resultados  sugieren  una  captación  moderada, 
consistente con una ubicación más expuesta y con menor influencia directa de acumulación de 
humedad proveniente del terreno circundante. 

Por su parte, el Caso II, ubicado en la zona intermedia de la finca y próximo a un cuerpo de agua 
estancada, presentó volúmenes recolectados significativamente mayores, que oscilaron entre 
0.100 L y 0.700 L por prueba. Los valores normalizados correspondientes se ubicaron entre 
0.047 y 0.326 L/m²·día, con un promedio de 0.202 L/m²·día, aproximadamente el doble del 
valor observado en el Caso III. Esta diferencia sugiere que la proximidad a zonas con mayor 
disponibilidad de humedad y condiciones favorables para la formación de neblina puede tener 
una  influencia  determinante  en  la  eficiencia  de  captación,  incluso  cuando  la  geometría  y  el 
material del captador son los mismos. 

 

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En términos generales, aunque el número de datos obtenidos en campo es limitado y estuvo 
condicionado por factores climáticos y logísticos, los resultados evidencian una tendencia clara: 
la  ubicación  topográfica  y  el  contexto  microclimático  del  captador  tienen  un  impacto 
significativo  en  el  volumen  de  agua  recolectado.  Asimismo,  los  valores  obtenidos  permiten 
validar, en condiciones reales, la viabilidad del uso de geometrías convexas como el cono para 
la captación de niebla, complementando los resultados obtenidos previamente en laboratorio. 

5.4.2  Resultados casos definitivos 

Si bien los registros obtenidos durante las primeras pruebas en campo permitieron identificar 
tendencias preliminares en el comportamiento de los captadores, el análisis más robusto del 
desempeño  del  sistema  se  realizó  a  partir  de  los  casos  definitivos  I  y  II,  para  los  cuales  se 
lograron recopilar diez mediciones consecutivas bajo condiciones relativamente comparables. 
Estos  casos  corresponden  a  montajes  reforzados  estructuralmente,  que  permanecieron 
estables  tras  los  eventos  de  viento  registrados  al  inicio  del  monitoreo,  lo  que  permitió  una 
evaluación más confiable de la eficiencia de captación. 

La  Tabla  31  presenta  los  resultados  de  volumen  recolectado,  normalizados  como  volumen 
diario recolectado por metro cuadrado de área efectiva, para los captadores cónicos del Caso I 
y Caso II, así como para el captador cúbico asociado al Caso II. En todos los ensayos se consideró 
un tiempo de prueba de 0.5 días (12 horas), correspondiente al periodo nocturno–matutino, en 
el cual se observó la mayor acumulación de agua. 

Tabla 31. Resultados de los casos propuestos para campo. 

Prueba 

Fecha de 

prueba 

Volumen 

recolectado (L) 

Tiempo de la 

prueba (día) 

Área 

efectiva 

(m2) 

Volumen diario 

recolectado por 

metro cuadrado 

(L/ m2 día) 

Promedio 

Caso I - Cono 

Prueba 1 

18/11/2025 

0.700 

 
 
 
 
 
 

0.5 

  

 
 
 
 
 
 

4.3 

0.326 

 
 
 
 
 
 

0.298 

Prueba 2 

22/11/2025 

0.670 

0.312 

Prueba 3 

25/11/2025 

0.580 

0.270 

Prueba 4 

27/11/2025 

0.720 

0.335 

Prueba 5 

03/12/2025 

0.700 

0.326 

Prueba 6 

06/12/2025 

0.750 

0.349 

Prueba 7 

10/12/2025 

0.670 

0.312 

Prueba 8 

15/12/2025 

0.500 

0.233 

Prueba 9 

19/12/2025 

0.520 

0.242 

Prueba 10  20/12/2025 

0.600 

0.279 

 

 

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Prueba 

Fecha de 

prueba 

Volumen 

recolectado 

(L) 

Tiempo de 

la prueba 

(día) 

Área 

efectiva 

(m2) 

Volumen diario 

recolectado por 

metro cuadrado 

(L/ m2 día) 

Promedio 

Cubo 

Caso II 

Cono 

Prueba 1 

18/11/2025 

0.950 

 
 
 
 
 
 

0.5 

 
 
 
 
 
 

4.3 

0.442 

 
 
 
 
 
 
 

0.376 

Prueba 2 

22/11/2025 

0.900 

0.419 

Prueba 3 

25/11/2025 

0.750 

0.349 

Prueba 4 

27/11/2025 

0.850 

0.395 

Prueba 5 

03/12/2025 

0.850 

0.395 

Prueba 6 

06/12/2025 

0.900 

0.419 

Prueba 7 

10/12/2025 

0.800 

0.372 

Prueba 8 

15/12/2025 

0.680 

0.316 

Prueba 9 

19/12/2025 

0.700 

0.326 

Prueba 10  20/12/2025 

0.700 

0.326 

Cubo 

Prueba 1 

18/11/2025 

0.400 

 
 
 
 
 
 

0.5 

 
 
 
 
 
 

2.5 

0.320 

 
 
 
 
 
 

0.278 

Prueba 2 

22/11/2025 

0.400 

0.320 

Prueba 3 

25/11/2025 

0.320 

0.256 

Prueba 4 

27/11/2025 

0.350 

0.280 

Prueba 5 

03/12/2025 

0.400 

0.320 

Prueba 6 

06/12/2025 

0.380 

0.304 

Prueba 7 

10/12/2025 

0.400 

0.320 

Prueba 8 

15/12/2025 

0.250 

0.200 

Prueba 9 

19/12/2025 

0.280 

0.224 

Prueba 10  20/12/2025 

0.300 

0.240 

 

Para el Caso I (cono), ubicado en la zona intermedia del predio, los volúmenes recolectados 
oscilaron  entre  0.50  L  y  0.75  L  por  prueba,  lo  que  se  tradujo  en  valores  normalizados  de 
captación entre 0.233 y 0.349 L/m²·día. El valor promedio obtenido para este caso fue de 0.298 
L/m²·día,  evidenciando  un  comportamiento  relativamente  estable  a  lo  largo  del  periodo  de 
monitoreo,  con  variaciones  atribuibles  principalmente  a  cambios  en  las  condiciones 
meteorológicas diarias, como la intensidad de la neblina. 

En el Caso II (cono), correspondiente al captador cónico instalado en la parte alta del predio, se 
obtuvieron los mayores volúmenes de recolección del estudio. Los valores registrados variaron 
entre 0.68 L y 0.95 L por prueba, lo que corresponde a volúmenes diarios normalizados entre 
0.316 y 0.442 L/m²·día. El valor promedio calculado para este captador fue de 0.376 L/m²·día, 
superando  de  manera  consistente  los  resultados  del  cono  del  Caso  I.  Este  comportamiento 
sugiere que la ubicación topográfica más elevada y expuesta favoreció una mayor interacción 

 

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con la neblina, posiblemente asociada a una mayor frecuencia de paso de nubes bajas y a un 
flujo de aire más constante. 

Adicionalmente, se considera que el entorno inmediato del captador pudo haber influido en las 
diferencias observadas. Tras la reubicación del cono del Caso I luego del evento de viento, este 
quedó instalado en proximidad a matorrales y vegetación densa, lo que pudo haber generado 
una captación previa de microgotas por parte de las plantas antes de alcanzar la malla. Este 
fenómeno de interceptación vegetal podría haber reducido la disponibilidad efectiva de niebla 
para el captador, contribuyendo así a los menores volúmenes recolectados en comparación con 
el Caso II, aun cuando ambos sistemas compartían la misma geometría. 

Por su parte, el captador cúbico asociado al Caso II presentó volúmenes recolectados menores 
en términos absolutos, con valores entre 0.25 L y 0.40 L por prueba. Al normalizar por su área 
efectiva de 2.5 m², los valores de captación se ubicaron entre 0.200 y 0.320 L/m²·día, con un 
promedio de 0.278 L/m²·día. Aunque este valor es comparable al promedio del cono del Caso 
I, resulta inferior al desempeño del cono del Caso II, lo que resalta la influencia de la geometría 
convexa en combinación con la ubicación del captador. 

En  conjunto,  los  resultados  de  los  casos  definitivos  muestran  que  los  captadores  cónicos 
presentan un mejor desempeño  promedio  que el captador cúbico, especialmente cuando se 
ubican  en  zonas  topográficamente  favorables.  La  geometría  convexa  del  cono,  al  ofrecer 
múltiples orientaciones locales frente al flujo de niebla, parece favorecer tanto el impacto de las 
gotas como su drenaje gravitacional, reduciendo la retención excesiva de agua sobre la malla. 
Estas  observaciones  refuerzan  los  hallazgos  obtenidos  en  laboratorio  y  validan,  bajo 
condiciones  reales,  el  potencial  de  geometrías  tridimensionales  no  convencionales  para 
sistemas de captación de niebla en zonas de alta montaña. 

En la Figura 41 se presenta la comparación gráfica del comportamiento de los tres colectores 
evaluados (cono Caso I, cono Caso II y cubo Caso II), donde se evidencia de manera conjunta la 
evolución  temporal  de  la  captación  y  las  diferencias  sistemáticas  entre  geometrías  y 
ubicaciones. 

 

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Figura 41. Resultados en campo 

5.5  Discusión del caso de estudio 

Los  resultados  obtenidos  en  el  estudio  de  campo  permiten  contrastar,  aunque  de  manera 

preliminar, el comportamiento de captadores de niebla con geometrías convexas frente a una 

geometría plana tradicional bajo condiciones reales de operación. Los ensayos de laboratorio 
realizados previamente demostraron de forma consistente que, bajo condiciones controladas, 

la geometría tipo reloj de arena presenta la mayor eficiencia de captación, seguida por el cono 
y, finalmente, el cubo. En este sentido, los resultados de campo mantienen parcialmente esta 

tendencia,  en  tanto  el  captador  cúbico  continúa  mostrando  el  desempeño  más  bajo.  No 
obstante, la diferencia observada entre el cono y el cubo en campo resulta menos pronunciada 

de lo que sugerían los resultados de laboratorio, lo cual indica que la ventaja relativa de las 
geometrías convexas puede verse atenuada por factores propios del entorno natural, como la 

variabilidad  del  viento,  las  pérdidas  asociadas  al  drenaje  y  las  condiciones  ambientales  no 
controladas. 

Esta discrepancia evidencia la complejidad inherente a los sistemas de captación de niebla en 

condiciones reales, donde variables no controladas (como la dirección cambiante del viento, la 
precipitación,  la  evaporación  y  las  pérdidas  durante  el  drenaje)  adquieren  un  papel 

determinante. En particular, el sistema de drenaje empleado, basado en piscinas inflables, si 
bien  permitió  una  solución  rápida  y  funcional,  pudo  haber  condicionado  los  resultados, 

especialmente en el caso del captador cúbico, donde la geometría del drenaje no se ajustaba de 
manera  óptima  a  la  forma  del  colector  y  pudo  generar  una  sobreestimación  del  volumen 

efectivamente captado por la malla. 

Desde  el  punto  de  vista  aerodinámico,  los  resultados  refuerzan  la  hipótesis  de  que  las 
geometrías convexas presentan ventajas frente a superficies planas. Los captadores cónicos 

0.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300

0.350

0.400

0.450

0.500

Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3 Prueba 4 Prueba 5 Prueba 6 Prueba 7 Prueba 8 Prueba 9 Prueba 10

V

ol. 

dia

ri

o 

re

co

lec

ta

do

 p

or

 m

2 

[L/m

2/dí

a]

Pruebas

Volumen diario recolectado por metro cuadrado

Caso II - Cono

Caso I - Cono

Caso II - Cubo

0.298

0.376

0.278

 

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mostraron un desempeño  más estable  ante direcciones variables del flujo de niebla, lo  cual 

sugiere un comportamiento más aerodinámico, posiblemente asociado a fenómenos como el 
efecto  Coanda,  mediante  el  cual  el  flujo  de  aire  tiende  a  adherirse  a  superficies  curvas. 

Adicionalmente, la presencia de inclinaciones continuas favorece el drenaje gravitacional del 
agua  captada,  guiando  las  gotas  a  lo  largo  de  la  malla  hasta  el  sistema  de  recolección.  En 

contraste,  en  el  captador  cúbico  el  proceso  de  drenaje  depende  en  mayor  medida  del 

desprendimiento de gotas desde superficies verticales, lo que incrementa la probabilidad de 
evaporación o pérdida antes de su recolección efectiva. 

La ubicación topográfica y el contexto microclimático se evidenciaron como factores críticos 
para  la  eficiencia  del  sistema.  Si  bien  la  geometría  del  captador  influye  en  el  proceso  de 

captación, el experimento confirma que este tipo de tecnologías carecería de sentido en zonas 

donde no existan condiciones frecuentes de niebla. En el caso de estudio, la presencia de un 
cañón natural, la proximidad al cerro El Tablazo y la orientación del terreno favorecieron la 

canalización ascendente de masas de aire húmedo hacia la finca. Asimismo, la cercanía a un 
pequeño  cuerpo  de  agua estancada  pudo haber contribuido  a  la generación  de microclimas 

locales con mayor  disponibilidad  de humedad,  aunque  este  efecto  no  pudo  cuantificarse  de 
manera directa. 

El entorno inmediato del captador demostró tener una influencia significativa. La vegetación 

cercana, particularmente los matorrales densos, se identificó como un factor potencialmente 
negativo,  al  actuar  como  superficies  de  interceptación  previa  de  la  niebla,  reduciendo  la 

fracción  de  microgotas  disponible  para  el  captador.  Este  aspecto  resalta  la  importancia  de 
seleccionar cuidadosamente el emplazamiento, evitando obstáculos vegetales inmediatos que 

puedan competir con el sistema de captación. 

El  evento  de  viento  intenso  ocurrido  durante  el  periodo  de  estudio  evidenció  limitaciones 
importantes  en  el  diseño  estructural  de  los  prototipos.  Debido  a  restricciones  de  tiempo  y 

recursos,  los  captadores  instalados  corresponden  a  un  primer  prototipo  funcional,  cuya 
estabilidad resultó inferior a la deseada. Las uniones de PVC presentaban cierta flexibilidad, y 

el sistema de anclaje inicial no fue suficiente para resistir eventos extremos. Este hecho pone 
de relieve la necesidad de un diseño estructural más robusto y específico para condiciones de 

alta montaña, así como la conveniencia de repensar el sistema de drenaje como un componente 
integral del diseño del captador, y no como un elemento accesorio. 

En cuanto a la metodología de monitoreo, es necesario reconocer limitaciones asociadas a la 

logística del trabajo de campo. La imposibilidad de realizar visitas diarias y la dependencia de 
un  observador  local,  si  bien  permitieron  la  continuidad  del  monitoreo,  introducen  posibles 

errores humanos y reducen el control sobre las condiciones exactas de cada medición. Estas 
restricciones,  sumadas  a  la  falta  de  registros  sistemáticos  de  velocidad  del  viento  y  a  la 

interferencia de eventos de lluvia, limitan el carácter concluyente de los resultados. 

A pesar de estas limitaciones, el estudio aporta evidencia valiosa que sugiere que los captadores 
con  geometrías  convexas  presentan  un  desempeño  superior  al  de  geometrías  planas  en 

condiciones reales; no obstante, la magnitud exacta de esta ventaja requiere investigaciones 
adicionales. Las diferencias marcadas entre los resultados de laboratorio y de campo indican 

 

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que la eficiencia relativa de cada geometría depende fuertemente del contexto ambiental y del 

diseño integral del sistema. 

Finalmente, el trabajo con la comunidad local demostró ser un componente clave del éxito del 
estudio. La colaboración con la familia de Don Luis permitió no solo la recolección de datos, sino 

también el intercambio de conocimiento y la apropiación local del proyecto. Esta experiencia 
resalta el potencial de los sistemas de captación de niebla como soluciones tecnológicas con 

impacto  social,  siempre  que  se  diseñen  de  manera  sencilla,  replicable  y  adaptada  a  las 
realidades rurales. 

En conjunto, este caso de estudio constituye un primer acercamiento experimental que abre la 

puerta  a  investigaciones  futuras  más  profundas,  con  mayor  planificación  en  el  diseño, 
instrumentación  más  completa  y  periodos  de  monitoreo  prolongados.  Con  una  inversión 

adecuada en diseño y validación, los captadores de niebla con geometrías convexas podrían 
convertirse en soluciones viables, económicas y replicables para el aprovechamiento de agua 

atmosférica en zonas de alta montaña. 

 

 

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6.  CONCLUSIONES 

El presente estudio permitió analizar de manera sistemática la influencia de la geometría del 
captador, el tipo de malla y la inclinación del sistema en la eficiencia de recolección de niebla, 
combinando  ensayos  controlados  en  laboratorio  con  pruebas  exploratorias  en  campo.  La 
integración de ambas escalas experimentales constituye uno de los principales aportes del 
trabajo, ya que permite evaluar no solo el desempeño teórico del sistema, sino también su 
comportamiento bajo condiciones reales de operación. En este contexto, se reconoce que el 
desempeño  de  un  captador  no  depende  de  un  único  factor,  sino  de  la  interacción  entre 
distintas eficiencias del sistema, principalmente la eficiencia aerodinámica, la eficiencia de 
deposición y la eficiencia de drenaje, las cuales deben analizarse de manera conjunta. 

A partir de las pruebas de laboratorio, se concluye que la geometría del captador tiene un 
efecto  significativo  en  la  eficiencia  de  recolección.  Bajo  condiciones  controladas,  las 
geometrías convexas tridimensionales presentaron un desempeño claramente superior al de 
la geometría plana tradicional. En particular, el captador en forma de reloj de arena mostró 
las mayores eficiencias y volúmenes recolectados, seguido por el cono y, finalmente, el cubo. 
En términos cuantitativos, las diferencias entre geometrías fueron sustanciales, alcanzando 
factores superiores a 2 en volumen recolectado y eficiencia entre el captador más eficiente y 
el menos eficiente, tanto para la malla negra al 80% como para la malla verde al 90%. Este 
comportamiento sugiere que las superficies convexas favorecen una mayor interacción entre 
el flujo de aire y la malla recolectora, al inducir que el aire se adhiera y rodee el captador, 
incrementando el tiempo y el área efectiva de contacto. Se sospecha que este fenómeno está 
relacionado con un efecto aerodinámico similar al efecto Coandă, lo cual contribuiría a un 
flujo  más  estable  y  guiado  alrededor  del  captador,  mejorando  la  deposición  de  gotas. 
Adicionalmente, estas geometrías presentan ventajas estructurales frente a vientos intensos, 
ya que su carácter aerodinámico reduce esfuerzos localizados sobre la malla, a diferencia de 
los colectores planos, que tienden a experimentar mayores tensiones, deformaciones y riesgo 
de rasgado bajo condiciones de viento elevado. 

No  obstante,  los  resultados  de  campo  mostraron  diferencias  menos  marcadas  entre  las 
geometrías, especialmente entre el cono y el cubo. Esta discrepancia pone en evidencia que 
los ensayos de laboratorio tienden a sobreestimar las diferencias relativas de desempeño entre 
captadores.  Esto  se  explica  principalmente  por  el  alto  nivel  de  control  experimental  del 
laboratorio: ausencia de variabilidad en la velocidad y dirección del viento, condiciones de 
humedad elevadas y constantes, flujo de niebla uniforme y un sistema de nebulización que 
garantiza una interacción repetitiva y homogénea entre el flujo y la superficie recolectora. En 
este contexto, las ventajas geométricas asociadas a la curvatura, la aerodinámica y el drenaje 
se manifiestan de manera más clara y amplificada. 

En contraste, en condiciones reales de campo, el sistema está sujeto a múltiples fuentes de 
incertidumbre  que  tienden  a  reducir  estas  diferencias.  La  variabilidad  del  viento,  la 

 

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intermitencia de la neblina, las pérdidas asociadas al drenaje, la evaporación y la influencia 
del entorno inmediato (vegetación, topografía y obstáculos) introducen efectos que pueden 
atenuar la ventaja teórica de una geometría sobre otra. Como resultado, aunque las geometrías 
convexas continúan mostrando un mejor desempeño general, la magnitud de esta diferencia 
es  menor  que  la  observada  en  laboratorio.  En  este  sentido,  el  estudio  de  inclinaciones 
permitió evidenciar que, en ciertos casos, ajustar el ángulo de operación del captador mejora 
significativamente la eficiencia de drenaje, al facilitar la conducción de las gotas hacia el 
sistema de recolección, reduciendo pérdidas por retención o evaporación. Este efecto resulta 
particularmente relevante en mallas de mayor densidad, como la malla verde al 90%, donde 
el desprendimiento natural de las gotas es menor y el guiado gravitacional juega un papel 
determinante. 

Asimismo, se observó que configuraciones verticales pueden resultar eficientes en escenarios 
específicos, especialmente durante periodos de alta saturación atmosférica y baja variabilidad 
en  la  dirección  del  viento,  mientras  que  configuraciones  inclinadas  ofrecen  un  mejor 
desempeño  bajo  condiciones  más  dinámicas.  Esto  confirma  que  no  existe  una  única 
configuración  óptima,  sino  que  el  diseño  del  captador  debe  adaptarse  a  las  condiciones 
locales y al tipo de malla empleada. 

El estudio también permitió confirmar que el tipo de malla influye de manera significativa 
en la eficiencia del sistema. La malla verde al 90% de sombra presentó mayores eficiencias 
y una menor variabilidad entre pruebas en comparación con la malla negra al 80%, lo que 
sugiere  que  una  mayor  densidad  de  sombreo  favorece  la  deposición  de  gotas  y  reduce 
pérdidas  durante  el  proceso  de  captación.  Sin  embargo,  este  beneficio  debe  evaluarse  en 
conjunto  con  aspectos  prácticos  como  la  manejabilidad,  el  peso,  el  drenaje  y  el 
comportamiento estructural de la malla en campo. 

Desde el punto de vista metodológico, se concluye que los ensayos de laboratorio son una 
herramienta fundamental para identificar tendencias, comparar configuraciones y optimizar 
el diseño inicial de captadores de niebla. Sin embargo, estos resultados no deben extrapolarse 
directamente a condiciones reales sin una validación en campo, ya que el entorno natural 
introduce dinámicas complejas que no pueden reproducirse completamente en un sistema 
cerrado. 

Finalmente, este trabajo demuestra que las geometrías convexas representan una alternativa 
prometedora para mejorar la eficiencia de los sistemas de captación de niebla, pero también 
pone de manifiesto que el desempeño óptimo se alcanza al combinar de manera adecuada la 
geometría, la inclinación, el tipo de malla y el diseño del drenaje. La integración de estos 
elementos abre la posibilidad de seguir explorando geometrías cada vez más complejas y 
adaptadas a contextos específicos, constituyendo una base sólida para futuras investigaciones 
orientadas a optimizar el desempeño del sistema, mejorar su robustez estructural y evaluar 
su viabilidad en aplicaciones reales de abastecimiento hídrico. 

 

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7.  RECOMENDACIONES 

7.1  Recomendaciones para el diseño experimental en el laboratorio  

-  En lo posible incorporar variabilidad controlada de la velocidad y dirección del viento 

en  futuras  pruebas  de  laboratorio,  ya  que  la  ausencia  de  este  factor  tiende  a 
sobreestimar las diferencias de desempeño entre geometrías. 

-  Considerar el uso de un túnel de viento o una cámara de flujo con control direccional, 

que permita simular condiciones más cercanas a las encontradas en campo. 

-  Aumentar  el  volumen  y  el  espacio  del  sistema  de  nebulización,  reduciendo  la 

saturación excesiva del ambiente y permitiendo un desarrollo más realista del flujo 
de niebla. 

-  Optimizar el sistema de drenaje del laboratorio, evitando posibles errores de medición 

por inexactitud.  

-  Implementar mediciones adicionales y más precisas de humedad relativa, temperatura 

y velocidad del aire durante cada prueba para caracterizar mejor las condiciones de 
operación. 

-  Mantener el periodo de pre-saturación del sistema, pero estandarizarlo rigurosamente 

para garantizar condiciones iniciales reproducibles. 

-  Evaluar  el  encerramiento  en  plástico  y  determinar  la  influencia  de  este  en  las 

mediciones.  

7.2  Recomendaciones para el diseño de captadores de niebla 

-  Priorizar el uso de geometrías convexas tridimensionales, como el cono y el reloj de 

arena, debido a su mejor desempeño aerodinámico y de drenaje observado tanto en 
laboratorio como en campo. 

-  Diseñar  captadores  considerando  siempre  explícitamente  las  tres  eficiencias  del 

sistema: 
eficiencia aerodinámica (interacción flujo–superficie), 
eficiencia de deposición (adhesión de gotas), 
eficiencia de drenaje (conducción de la gota hacia la canalera). 

-  Integrar  inclinaciones  variables  en  el  diseño  del  captador,  permitiendo  ajustar  el 

ángulo de operación según el tipo de malla y las condiciones climáticas locales. 

-  Optimizar  la  conducción  del  agua  recolectada,  asegurando  trayectorias  cortas  y 

continuas que minimicen pérdidas por desprendimiento o evaporación. 

-  Evitar  superficies  planas  extensas  sin  guía  de  drenaje,  ya  que  favorecen  la 

acumulación de gotas y aumentan las pérdidas. 

 

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7.3  Recomendaciones sobre el uso de mallas 

-  Priorizar  mallas  de  mayor  densidad  de  sombreo  (≈90%)  en  aplicaciones  donde  se 

busque maximizar la eficiencia de captación, especialmente cuando se combinan con 
geometrías convexas. 

-  Evaluar  la  malla  no  solo  por  su  eficiencia  hidráulica,  sino  también  por  su 

comportamiento estructural, peso y resistencia frente a viento y deformaciones. 

-  Diseñar el sistema de drenaje teniendo en cuenta que mallas más densas retienen más 

agua, por lo que requieren una conducción más eficiente de las gotas. 

-  Realizar  estudios  complementarios  sobre  propiedades  superficiales  de  la  malla 

(hidrofobicidad/hidrofilicidad) y su influencia en la formación y desprendimiento de 
gotas. 

7.4  Recomendaciones para implementación en campo 

-  No extrapolar directamente los resultados de laboratorio sin una validación previa en 

campo, especialmente en términos de eficiencia absoluta. 

-  Adaptar la geometría, inclinación y tipo de malla a las condiciones locales de viento, 

humedad y topografía. 

-  Considerar  diseños  aerodinámicos  que  reduzcan  esfuerzos  sobre  la  estructura, 

minimizando el riesgo de daño, rasgado de la malla o levantamiento del sistema en 
eventos de viento intenso. 

-  Implementar sistemas modulares que permitan reemplazo rápido de mallas y ajustes 

geométricos sin comprometer la estructura principal. 

7.5  Recomendaciones para futuras líneas de investigación 

-  Explorar geometrías más complejas que combinen curvaturas variables, gradientes 

de inclinación y superficies híbridas. 

-  Analizar  el  efecto  de  fenómenos  aerodinámicos  (como  el  posible  efecto  Coandă) 

mediante simulaciones CFD que complementen los ensayos experimentales. 

-  Investigar la interacción entre múltiples captadores dispuestos en arreglos, evaluando 

efectos de sombra, canalización del flujo y acoplamiento aerodinámico. 

-  Incorporar  análisis  de  durabilidad,  mantenimiento  y  costos,  fundamentales  para 

evaluar la viabilidad real del sistema. 

-  Desarrollar  metodologías  de  diseño  basadas  en  el  equilibrio  entre  eficiencia 

hidráulica, eficiencia estructural y viabilidad operativa. 

-  Estudiar las comunidades y la adaptación de estos sistemas a ellas y al entorno.  

 

 

 

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Universidad de los Andes 
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental 
Centro de Investigaciones en Acueductos y Alcantarillados – CIACUA 
Atrapamiento de Niebla para el abastecimiento de agua potable en zonas 
de alta montaña. Análisis de geometría óptima.  

ICYA 4213-2025 

 

 

Valeria Rodríguez  

Tesis I 

84 

 

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