REVISTA BIMESTRAL
ABRIL - MAYO 2017 I NUMERO 149
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Acceso al agua: tecnologías de bajo costo inspiradas en la física

 
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Redacción: Lic. Daniela Novelli
Gestión de contenidos y redacción

Edición: Lic. Camila Pía Gandía
Jefa de Prensa

 
   

Técnicos del INTA crearon una bomba de río para la Patagonia y un molino que funciona con vientos de baja velocidad en Chaco. Con energía eólica y cinética de los cursos hídricos, proveen agua para riego y doméstica en producciones familiares.

En Río Negro y Chaco, técnicos del INTA desarrollaron tecnologías que aprovechan la energía de los ríos y del viento para llevar agua a las zonas productivas. La primera es la bomba de río que, fabricada con una manguera enrollada dentro de un tambor y una hélice, permite que se eleve hasta un tanque.
Basada en un diseño de Arquímedes y desarrollada por el Instituto de Investigación y Desarrollo Tecnológico para la Agricultura Familiar (IPAF) Patagonia y el INTA Cipolletti, flota en los cauces y utiliza la fuerza del movimiento hídrico para dar riego y para consumo doméstico en zonas sin acceso a energía eléctrica. "La bomba de río es un implemento que se sirve de la energía cinética de los cursos de agua –ya sean arroyos, canales o ríos– para elevar el agua", explicó Lucas Zanovello, especialista del IPAF.

 
   

Con una serie de bobinas de manguera ubicadas en forma arrollada dentro de un tanque, es colocado a nivel de flotación en el río e impulsado por una hélice. "Estas bobinas giran con la fuerza del curso de agua y toman pulsos alternados de agua y aire, que generan la presión suficiente para cargar un tanque", describió. El sistema no se fabrica a escala industrial. "Si bien no hay fabricantes que lo vendan ya armado en Latinoamérica, es muy sencillo y cada productor puede hacerlo en su casa o junto con los técnicos del INTA que brindan apoyo en cada agencia de extensión", dijo. Por su bajo costo, es viable colocar varias bombas para ampliar la capacidad de riego y conformar un sistema continuo de provisión hídrica. "Aún a nivel de prototipo, funciona las 24 horas, todo el año y bombea hasta 7.000 litros de agua por día", estimó y calculó que "una familia consume entre 300 y 500 litros diarios de agua, por lo que el excedente queda disponible para uso productivo".

 
   

Hasta el momento, hay cuatro prototipos en ensayo: en el Río Negro y en Neuquén, en el principal canal de riego de la ciudad de Senillosa, Río Limay y en un canal de la zona de Centenario. "Estamos explorando el uso productivo para abastecer bebederos de animales, riego de huertas familiares y de pequeñas parcelas de pastura", remarcó.
Para que funcione, hay que tener en cuenta la velocidad del curso de agua –la mínima es de 0,3 metros por segundo– y su profundidad, ya que la bomba debe colocarse en flotación sin rozar el lecho. "Lo ideal es que no se registren bajas de caudal", expresó Zanovello. "No obstante, si eso sucede, la bomba pararía y se quedaría estática hasta que regrese el nivel de agua", aseguró. El sistema requiere cinco elementos principales: bobinas de manguera arrolladas en un tanque, un acople rotativo –aspersores de jardín u otros–, una manguera de salida, una paleta de ventilador a modo de hélice y algún elemento flotante –telgopor, rollos de espuma de polipropileno o una botella– que es adosado al tambor.

Desafiar la aerodinámica

La segunda tecnología es un prototipo que apela a los principios de la aerodinámica. Se trata de un molino eólico que, con poco viento –a partir de ocho kilómetros por hora–, permite bombear agua de hasta 12 metros de profundidad. Se construye con materiales de descarte y es de bajo costo: seis veces menos que un molino convencional.
"El prototipo original se construyó con cuatro tachos cortados a la mitad, dispuestos en forma de cruz. Luego este planteo se complejizó y se buscó la disposición equilibrada de cinco mitades, debido a que esta cantidad optimizaba el aprovechamiento del viento y mejoraba la extracción de agua", comentó Carlos Derka, del INTA Sáenz Peña.
"En los molinos tradicionales, las aletas son aspas que giran con el viento. Nosotros utilizamos la mitad de los tachos de 200 litros, porque queríamos recuperar elementos que pudieran reutilizarse", remarcó. Este molino de eje vertical de bajo costo comienza a girar con vientos de 8 km/h y alcanza un funcionamiento óptimo a velocidades de entre 16 y 18 km/h. Esto permite extraer hasta 200 litros de agua por hora, ubicada entre 8 y 12 metros de profundidad.

 
   

Para construirlo, se ubican cinco medios tachos en forma de estrella, unidos a un eje, en cuyo extremo hay un disco que transfiere el movimiento circular del caño a otro sistema que hace subir y bajar un pistón y permite extraer el agua. Gracias al movimiento, "es posible levantar el agua desde un pozo o represa para cosecha hacia la superficie y, por gravedad, cae a través de una manguera hasta un tanque que la almacena", recalcó. "A razón de 10 horas trabajadas por día, esta tecnología abastece un tanque de 2.000 litros que es el volumen promedio requerido por un productor de pequeña y mediana escala", calculó.

El generador cuenta con una válvula de retorno que regula el nivel de agua en la pileta y la devuelve al pozo en caso de excedente. Además, posee un sistema de resortes que compensa el impacto del viento sobre las aletas.
Esta tecnología es aplicada por tres productores de la zona y hay dos emplazados en la unidad del INTA Sáenz Peña con fines demostrativos. Próximamente, se instalará otra estructura en el campo experimental de Deán Funes del INTA Manfredi, Córdoba.

"Nuestra inquietud es colocarle un dínamo a ese molino que permita cargar una batería y generar electricidad para uso doméstico", relató Derka. "También observamos que el sistema podría ajustarse para extraer agua ubicada a mayor profundidad", agregó.
El generador requiere una columna de hierro, caños de plástico y algunas válvulas de fácil obtención. "La columna suele ser lo más costoso, pero es posible reemplazarla con postes de madera. En suma, estimamos un costo de 6 mil pesos con relación a los 40 mil requeridos para el montaje de un molino convencional", subrayó el técnico.

Energías renovables distribuidas

Según señaló Sergio Justianovich, especialista en energías renovables del IPAF Pampeano, "en muchos lugares la población rural presenta dificultades de energía". En ese sentido, explicó que "el desarrollo de tecnologías para el uso de energías renovables abona al concepto de soberanía energética, que implica un cambio en la concepción de consumidores pasivos a productores de su propia energía".
Si bien los beneficios ambientales de muchos de estos artefactos están probados, su expansión en el sector rural está condicionada. En ese marco, desde el IPAF "la propuesta de trabajo no tiene como base a un artefacto en particular –por ejemplo un calefón solar, una bomba de río o una estufa eficiente–, sino al sistema tecnológico que posibilita resolver el problema de acceder al agua caliente, bombear agua o calefaccionar un ambiente", comentó.

"El enfoque de energías renovables distribuidas implica no sólo la adopción de artefactos y tecnologías que disminuyen el impacto ambiental –frente a las fuentes convencionales como los derivados del petróleo– sino que también hace hincapié en el modo en qué estas tecnologías se disponen en el territorio y en quiénes tienen su propiedad", explicó. "Estas alternativas contribuyen a generar autonomía en los usuarios, que ya no dependen de las grandes redes de distribución y que a mediano plazo pueden reducir los altos costos que implica la energía en las zonas rurales", indicó.