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Tecnología

Las aguas, bajo control

Un sistema de gestión de represas creado en São Carlos atrae la atención de empresas de Brasil y del exterior

miguel boyayan

El sistema conjuga los múltiples usos de los reservorios artificiales formados por las hidroeléctricasmiguel boyayan

Las aguas represadas artificialmente, tanto en las centrales hidroeléctricas como en los reservorios utilizados para el abastecimiento público, suman actualmente alrededor de 7.500 kilómetros cúbicos en el mundo, de los cuales mil se concentran en territorio brasileño. Tamaño volumen requiere de un seguimiento permanente, pero hasta ahora faltaba un instrumento que pudiera aplicarse a reservorios con distintas aptitudes económicas y sociales, de acuerdo con el análisis del investigador José Galizia Tundisi, profesor jubilado de la Universidad de São Paulo (USP) y director de tesis de posgrado de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar) y de la USP.

Esta constatación fue el punto de partida para el desarrollo de un sistema de gestión que ya está siendo utilizado en embalses y represas, y ha suscitado el interés de entidades internacionales. “El sistema ha sido concebido para efectuar un gerenciamiento integrado, porque conjuga los múltiples usos de los reservorios, tales como la generación de energía eléctrica, la irrigación, la navegación, la pesca, el cultivo de peces, el turismo y la recreación”, dice Tundisi. Asimismo, el investigador también augura escenarios que podrán surgir a largo plazo. El sistema trabaja con toda la cuenca hidrográfica, no solamente con la represa. “Nuestra propuesta consistió en hacer un módulo que tuviera todas esas funciones y pudiera adaptarse a las necesidades de cada cliente”, explica el investigador.

El estudio empezó en junio de 2000 en el Instituto Internacional de Ecología (IIE), una empresa privada que realiza investigación básica y aplicada con el apoyo del Programa de Innovación Tecnológica en Pequeñas Empresas (PIPE), financiado por la FAPESP. Dos meses después, el IIE, del cual Tundisi es uno de sus socios, suscribía el primer contrato con la empresa Investco, para la gestión de la cuenca hidrográfica y la represa formada por la central hidroeléctrica Luiz Eduardo Magalhães, también conocida como Lajeado, ubicada sobre el río Tocantins, por valor de 1,6 millones de reales, durante un período de dos años. Aun cuando el proyecto no se haya finalizado, el proyecto ya ha empezado a atraer interesados internacionales.

En diciembre del año pasado, Army Corps of Engineers (la mayor institución mundial de manejo de represas), con sede en Estados Unidos, firmó un convenio de cooperación con el instituto. “El mismo prevé proyectos conjuntos de gestión, que se llevarán a cabo en todo el mundo, basados en nuestro módulo”, afirma el investigador, ex presidente del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq). Dicha institución tomó conocimiento del sistema integrado de gestión durante una conferencia dictada por Tundisi en día 13 de agosto de 2002 en la República Checa, presenciada por el representante de Army Corps, ingeniero Robert Kennedy. Ni bien regresó a Estados Unidos, éste telefoneó al IIE proponiéndole trabajar ambas instituciones conjuntamente.

Otro convenio, por valor de 49 mil euros (alrededor 180 mil reales), destinado a la administración de las cuencas del Alto Tietê, fue suscrito con la Comunidad Europea también al final del año pasado, que está interesada en crear módulos de gestión para América del Sur. “Ese interés académico procura en principio integrar la investigación brasileña, francesa y boliviana en proyectos conjuntos, utilizando estudios de casos en Brasil y Bolivia”, explica el investigador. La profesora Raphaèle Ducrot es la encargada del proyecto, que cuenta con el apoyo del Centro de Cooperación Internacional de Investigación Agronómica para el Desarrollo (Cirad, sigla en francés).

Este estudio cuenta también con la participación de la USP y de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp). Otro contrato, en este caso con Hidroconsult, resultó en la participación estratégica en un proyecto desarrollado para la Compañía de Saneamiento Básico del Estado de São Paulo (Sabesp), con sugerencias para proteger los manantiales y administrar el agua de la red de abastecimiento. El IIE también brinda consultoría a la Sabesp en el marco de un proyecto de transposición de aguas de la represa Billings a la represa Guarapiranga. Y otras empresas responsables de la administración de hidroeléctricas, como AES -actual controlante de parte de la Compañía Energética de São Paulo (Cesp)-, ya han mostrado también interés en desarrollar módulos de gestión.

Un mapa del suelo
El sistema está compuesto de un software con modelos de medición hidrodinámica (que contemplan todos los elementos de circulación de una represa), de transporte de sedimentos y de calidad del agua. En la represa de Lajeado, los geólogos efectuaron un estudio de suelo considerando las diferentes aptitudes para las diversas actividades económicas relacionadas con el embalse. “De esa manera sabemos cuál es el suelo existente en derredor de la represa que es más o menos sensible a la irrigación y dónde habrá una descarga de sedimentos del reservorio, un sitio impropio para el cultivo”, comenta Tundisi. Todas esas informaciones son dispuestas en un módulo integrador, que permite prever escenarios a largo plazo. Uno de ellos, por ejemplo, se refiere a qué sucederá con la represa si la población del estado de Tocantins llega a 10 millones y los desagües no son tratados adecuadamente.

Uno de los subproductos del proyecto es el Sistema de Monitoreo de Agua en Tiempo Real (Smart), que resultó en el depósito de una patente en el Instituto Nacional de la Propiedad Industrial (INPI), financiada por el Núcleo de Patentes y Licencias de Tecnología (Nuplitec) de la FAPESP. El Smart es una estación instalada en una plataforma que permanece anclada en la represa transmitiendo continuamente datos por radio a la computadora del embalse, permitiendo que los operadores se mantengan informados sobre la calidad del agua.

Esos datos son retransmitidos al instituto vía Internet. la innovadora concepción del Smart tiene como base una sonda móvil automatizada, desarrollada por un becario del proyecto, el biólogo João Durval Arantes Júnior. La sonda comienza a efectuar la lectura en la superficie y desciende hasta 28 metros de profundidad, efectuando lecturas cada 25 centímetros. Tras una pausa de 15 minutos, realiza el camino inverso, desde el fondo hasta la superficie. Se detiene nuevamente por otra media hora y recomienza el ritual, que permite conocer 11 parámetros tales como la temperatura del agua, el pH, el oxígeno disuelto, la conductividad, el enturbiamiento, el potencial de reducción-oxidación, los nutrientes (nitrato, nitrito, amoníaco y cloruro) y la clorofila, todos en tiempo real.

“La idea de desarrollar el sistema con la sonda móvil surgió como producto de la necesidad de monitorear los parámetros del agua a diversas profundidades”, comenta Durval Arantes. Inicialmente, la propuesta consistía en perfeccionar un sistema de monitoreo desarrollado por el investigador Le Coq Hung, del Centro Nacional de Ciencia y Tecnología de Vietnam. Este sistema, que fue mostrado por el vietnamita acá en Brasil, reúne las informaciones a medio metro de profundidad, en un barco. Se llegó incluso a pensar en la posibilidad de un desarrollo conjunto para las necesidades brasileñas, pero Durval Arantes tuvo la idea de mover la sonda en la columna de agua, para superar las limitaciones de los equipamientos existentes en el mercado.

Como la sonda es un componente caro, las empresas colocan una unidad fija cada 5 metros, hasta alcanzar los 15 metros de profundidad. Encima de la plataforma fue colocada una estación climatológica con sensores que miden la dirección del viento, la humedad relativa del ambiente y la temperatura. “Muchas sondas utilizan datos climatológicos que de fuera del lugar. La nuestra permite por ejemplo hacer una correlación entre la temperatura del aire y la del agua, la velocidad y la dirección del viento y los efectos del movimiento de la columna de agua”, explica Tundisi.

Según el investigador, esta asociación brinda una visión vertical completa y dinámica del sistema. Un software suministra las coordenadas para que la sonda efectúe la investigación programada, y otro interpreta los datos. Con esas informaciones, asociadas a las que estarán disponibles en otro programa producido especialmente para cada reservorio, será posible adoptar soluciones referentes a toda la cuenca hidrográfica.

“Con este proyecto pretendemos desarrollar un proceso de gestión que abarque todos esos componentes, y que produzca un software. Recién entonces llevaremos adelante la capacitación de los gerentes en tres niveles: el de la hidroeléctrica, el de la ciudad y el del estado, para que con los datos disponibles puedan tomar las decisiones”, informa Tundisi. El investigador menciona como ejemplo un accidente con un camión que transporta ácido sulfúrico. Si la carga cayera a un río, los sensores registrarían una alteración química, y el operador podría inmediatamente suspender el bombeo de agua.

Altos costos
El módulo integrador es fruto de un desarrollo conjunto entre el Instituto de Ecología y la empresa Innova Tecnology e Information de São Paulo. Pero otras empresas también participan de este proyecto: Hidromares, integrada por investigadores del Instituto Oceanográfico, desarrolló toda la parte referente a la hidrodinámica. Investco construyó una de las plataformas en Lajeado, en cuanto quela otra está siendo fabricada por una empresa de São Carlos, para su emplazamiento en la represa del Broa, en Itirapina (interior de São Paulo), con un prototipo del Smart. Participan del proyecto investigadores de Brasil, Dinamarca, España y Suecia, en calidad de asesores y consultores, que periódicamente leen los informes o visitan Brasil.

Tundisi, un profundo conocedor de las aguas dulces, con más de 30 años de investigación en el área, dice que, cuanto mejor es la calidad del agua, mayor es la capacidad de la sociedad local para utilizar el sistema en múltiples usos. Y recuerda que la preservación de la calidad de las aguas es una tarea que requiere inversiones considerables. Los costos de tratamiento de agua deteriorada son casi 13 veces mayores que los que surgen del tratamiento de agua de calidad preservada. El tratamiento de 1.000 metros cúbicos de agua sucia sale por 25 dólares; mientras que en el caso de agua limpia, sale por 2 dólares. Los gastos para conservar las turbinas de las hidroeléctricas son también un 20% mayores cuando el agua presenta exceso de algas y suciedad. “El gran objetivo de este proyecto para las regiones en las cuales se está aplicando consiste en permitir, mediante el manejo del sistema gestión de calidad de agua y de optimización de usos múltiples, el surgimiento de nuevas posibilidades de desarrollo económico”, contabiliza Tundisi.

En tiempo real
El embrión del proyecto fue un estudio elaborado para el río Corumbataí, que abastece a la ciudad de Piracicaba. “La idea era poner en el río un conjunto de sensores, antes de la estación de tratamiento”, comenta Tundisi. La operación de una estación de tratamiento de agua se efectúa “a ciegas”, al decir del investigador. “El operador debe diseñar el tratamiento en el momento en el cual el agua llega a la estación”, informa. Si este pudiera recibir las informaciones en tiempo real, podría tomar decisiones más acordes con las circunstancias.

Según Tundisi, el IIE fue concebido como una empresa destinada a trabajar en investigación clásica, tradicional, en el área de limnología (el estudio de aguas dulces y sus organismos) y al mismo tiempo para servir como consultora. “El planteo consiste en transformar el conocimiento existente en innovación y en producto, pero no por ello deja de ser un instituto de investigación”, dice el investigador. Además del proyecto PIPE, el instituto trabaja en un proyecto del Programa Biota, también financiado por la FAPESP. La principal finalidad de ese proyecto vinculado al Biota consiste en verificar cuál es la relación entre la calidad del agua, la contaminación y la diversidad de zooplancton en el estado de São Paulo. Esos pequeños animales, que viven en suspensión en el agua y constituyen un eslabón en la cadena alimentaria, pueden indicar la concentración de sustancias tóxicas en el ambiente.

La participación del IIE en el programa implicó el estudio de 220 represas, ubicadas en las 22 cuencas paulistas, con el objetivo de tener un mapa del estado que contemplase el punto de vista de la biodiversidad de zooplancton, especialidad de la investigadora Takako Matsumura, casada con Tundisi hace 30 años, y socia en el emprendimiento. “Con este mapa estamos en condiciones de saber cuáles son actualmente las áreas en las que hay mayor biodiversidad, y de qué forma han sido o no afectadas por la contaminación”, informa Takako. Estas informaciones podrán utilizarse en el proyecto del PIPE, dentro de la concepción del instituto de transferir los conocimientos producidos en la ciencia básica a un producto que, por lo que todo indica, tiene un gran campo de aplicación.

EL PROYECTO
Desarrollo de Sistemas de Soporte para la Toma de Decisiones en la Gestión de Reservorios de Abastecimiento Público e Hidroeléctricas
Modalidad
Programa de Innovación Tecnológica en Pequeñas Empresas (PIPE)
Coordinador
José Galizia Tundisi – Instituto Internacional de Ecología
Inversión
R$ 180.777,67 y US$ 50.522,29

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