28 julio 2021

Una mirada al espacio para enfrentar las crisis relacionadas con el agua en zonas urbanas



Cuando usted se despierta, usted se sirve un poco de agua, se cepilla los dientes, se ducha y se alista para su día. Durante el día, cocina comidas, lava loza, se lava las manos y riega las plantas.

¿Se da cuenta del tema? Todo esto - y muchos otros momentos mundanos en sus días - necesitan del recurso más importante: agua. Damos el agua por sentado. El agua parece infinita. Pero está muy lejos de eso.

Las ciudades del mundo enfrentan una crisis global de agua ya que el agua limpia escasea más gracias al desequilibrio entre la oferta y la demanda. Mientras la urbanización progresa y empeora el cambio climático, el panorama para la disponibilidad de agua en el futuro es angustioso.

A pesar de esta incertidumbre, las ciudades pueden ayudar a resolver la crisis mundial de agua. Debemos buscar a los científicos, ingenieros, planificadores y diseñadores para hallar respuestas a los desafíos de hacer que nuestras ciudades estén a prueba para el futuro. Pero, más allá de buscar alrededor de nosotros, tenemos que buscar en los cielos, más allá de nuestros rascacielos. 

Es fácil dar el agua por sentado en casa. Cuando sobrevolamos el espacio en una cápsula pequeña, no es fácil.

La Estación Espacial Internacional (ISS) es el epicentro de la administración de agua como el recurso valioso que es. Astronautas orbitando la tierra a bordo del ISS conoce de primera mano la escasez y el valor del agua limpia.

Podemos ver la ISS como un modelo de cómo tratar el agua como el activo preciado que es.

Por qué debemos pensar de forma diferente en cuanto al agua Hace siglo y medio, cuando los humanos se aventuraron por primera vez al espacio, las personas comenzaron a apreciar la singularidad de la tierra. La imagen de un pequeño planeta azul rodeado de oscuridad impregnó nuestra conciencia colectiva con un espíritu de gratitud por el don de la vida en este planeta.

Cuando aquellos astronautas miran hacia la tierra, ven un planeta cuya superficie está cubierta por agua casi tres cuartos. Desde ese punto privilegiado, el agua parece abundante. Pero las apariencias engañan.

El uso mundial del agua ha aumentado seis veces durante el pasado siglo. En dos décadas, la demanda mundial de agua excederá la capacidad de suministro.

En ningún otro lugar se sentirá más esta tensión que en las ciudades grandes que, no sólo consumen abundante agua sino también tensionan profundamente los sistemas hídricos y la infraestructura. Pero las ciudades dan un tratamiento descuidado a las aguas. Es habitual ver 50% de pérdida de agua debido a fugas en los sistemas de distribución hidráulica desactualizados en las áreas urbanas. Sólo esa agua perdida puede proveer hasta 20 millones de zonas urbanas con agua limpia.

Estas estadísticas abrumadoras resaltan la necesidad de una mentalidad radicalmente diferente relacionada con la administración exitosa de la carga derivada del agua, que golpeará las ciudades las próximas décadas. Para esta mentalidad, podemos alzar la cabeza y aceptar algunas pistas de nuestros amigos en ISS.

Cómo la ISS puede enseñar a las ciudades a lidiar con las fugas de agua

En el espacio, las fugas causarían catástrofes. Los ingenieros de naves espaciales se aseguran de que las estructuras como la de la ISS son 100% herméticas. El control terrestre constantemente supervisa posibles fugas de aire, hallando y reparando cualquier fuga tan pronto como sea posible.

En tierra firme, el 13% del agua en los hogares en los EE.UU. se pierde (en promedio) en los inodoros con fugas, lavamanos y accesorios. Eso es mucha agua - 25.000 litros anualmente por hogar y quizás miles de millones de litros perdidos cada año en todo el país.

Si consideramos esas pérdidas por fuga tan urgentes como las fugas en la ISS, habremos acortado el camino para abordar la crisis mundial del agua. Solucionar las fugas es bueno tanto para el planeta como para nuestros bolsillos.

Si miramos de cerca desde nuestros hogares hacia la ciudad, la historia es similar. Una población urbana desbordante estimula más la demanda de agua, pero la infraestructura hidráulica existente está mal equipada para distribuir estas cantidades de agua de forma segura y eficiente. Sistemas de suministro y plomería desactualizados que precisan reparación, y mucha del agua que circula en estos sistemas desactualizados está contaminada o se pierde.

Ciudad del Cabo pagó un precio alto por este tipo de negligencia hace unos pocos años, cuando una sequía severa puso a prueba un sistema hidráulico urbano lleno de tuberías anticuadas y con fugas. La ciudad casi llegó al Día Cero, el punto en el que el suministro de agua municipal se interrumpiría. Ciudad del Cabo se unió para ganar la batalla contra el Día Cero, pero los residentes soportaron una escases de agua agobiante y otras perturbaciones que no pueden ni deben convertirse en algo común de la vida urbana.

Crisis potenciales como la escases de agua en Ciudad del Cabo se puede evitar con tecnología inteligente. La tecnología de renovación de tuberías de presión permite una completa renovación de las redes hidráulicas subterráneas sin tener que cavar un sólo hueco. Como un cirujano cardiaco que coloca una malla para despejar la arteria sin tener que realizar una cirugía a corazón abierto, podemos colocar estas tuberías innovadoras dentro de las tuberías actuales e introducir vapor caliente en el sistema, para que la tubería plástica moldee la forma. Esto deja una tubería nueva hermética dentro de la tubería actual, para que las ciudades reparen las fugas de forma eficiente y eficaz sin tener que realizar una cirugía a corazón abierto en las calles concurridas (y con frecuencia trancadas) de la ciudad.

Cómo se puede utilizar el agua para la regulación de temperatura

El agua se puede utilizar para mucho más que sólo beber y limpiar. La ISS experimenta grandes fluctuaciones de temperatura mientras orbita la tierra. Así como la luna, la ISS tiene dos laterales: uno hacia el sol y otro hacia el lado contrario. La parte que da hacia el sol, puede calentarse hasta 250℉ (ca. 120℃), mientras que en la "parte oscura" puede bajar hasta -250℉ (ca. -160℃).

Como tal, la física dicta un mejor enfoque a la regulación del calor. Para mantener la ISS y su equipo fresco, los ingenieros desarrollaron un sistema especial de rechazo de calor. El calor residual se transporta por medio de una red cerrada de tuberías con agua. Los intercambiadores de calor pierden calor al calentar el agua que, a su vez, transporta el calor a otro conjunto de tuberías llenas de amoniaco. El amoniaco presiona el calor fuera de la ISS hacia los radiadores que finalmente transfieren el exceso de calor al espacio. Gracias a este uso inteligente del agua, la temperatura interna de la ISS se mantiene a unos cómodos 75℉ (ca. 24℃).

De la misma manera, calentar edificios recirculando el agua por medio de tuberías es una característica común de sistemas de calefacción en sótanos. Pero permanecer caliente no es el mayor problema para los edificios; es permanecer frescos. Los ocupantes de los edificios en el mundo están utilizando cada vez más el refrescamiento por medio de redes similares de tuberías dispuestas en los pisos y techos. Comparado con el aire acondicionado típico, el refrescamiento en sótanos es más energético-eficiente y crea un ambiente térmico más cómodo para los humanos.

En resumen, cuando vemos el agua de forma diferente, hallamos que tiene mucho más que ofrecer de lo que pensamos.

Conclusión

Es natural pensar en los problemas del agua a un nivel mundial (o intergaláctico). Pero como muchos desafíos medioambientales, este se debe resolver eventualmente a un nivel local. La colaboración entre diferentes partes - ciudadanos conscientes, compañías, investigadores, gobiernos y demás - es el factor clave acá. Estas partes deben trabajar juntos para resolver los retos relacionados con el agua que golpearán las áreas urbanas.

El ingenio puede abordar diferentes fuentes de interrupciones hidráulicas. El agua de los residuos, así como de la atmósfera se puede capturar y filtrar para reducir su uso. El agua se puede utilizar para la regulación del calor, lo que conlleva al menor uso de recursos para la calefacción y refrescamiento. Implementar estos conceptos de una forma u otra en los sistemas citadinos hará una gran diferencia, moviendo a las ciudades más cerca de una visión sostenible a prueba de futuro.

Afortunadamente, la consciencia crece acerca de la escases por venir y los problemas subyacentes. Pero, el conocimiento, la experiencia y las leyes se mueven muy lentamente para adelantarse a los peligros inminentes que enfrentamos. Irónicamente, la disponibilidad de agua tiene una función importante acá. Como ya se mencionó, el agua está disponible en el grifo en las áreas urbanas, creando la ilusión de que el agua limpia y el agua potable son infinitas. Hay una necesidad evidente de un cambio de paradigma acerca de la forma que pensamos en el agua limpia y cómo la manipulamos. Las ciudades deben tratar el agua como un activo en vez de un bien.

Nos gustaría invitar a los grandes pensadores de la ISS, en la NASA, así como otras organizaciones espaciales a que se reúnan con nosotros y compartan un poco más de sus experiencias acerca del uso inteligente del agua. Creemos que podemos resolver los desafíos mundiales del agua aprendiendo de cada uno y trabajando juntos.

Para resolver algunos de los desafíos más urgentes que enfrentamos en la tierra, podemos buscar inspiración, innovación e ingenio en el cielo.

 

Autor: Gert-Jan Maasdam

 

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