La tecnología uruguaya Jet-SIS quita la niebla para la mejora de la seguridad vial
La seguridad vial de los niños a la hora de ir a la escuela, y el combate de las heladas para que no dañen las plantaciones puede tener una misma solución. Al menos así lo presenta la tecnología SIS (sumidero invertido selectivo). En las zonas aledañas a una escuela rural de San José se acaba de instalar una estación experimental con este tipo de tecnología de marca uruguaya, que ya está patentada y presente en más de 20 países. Esta tecnología se usa, entre otras cosas, para proteger cultivos y combatir el polvo en empresas mineras. En Perspectiva entrevistó al ingeniero Rafael Guarda, creador de este aporte uruguayo en la materia.
(emitido a las 8.56 hs.)
EMILIANO COTELO:
Los padres de los alumnos de la escuela rural n.° 18, en el departamento de San José, tienen una preocupación menos. Sus hijos van a ir a estudiar sin el riesgo de tener que cruzar bajo la niebla la peligrosa ruta 3.
La niebla, que es habitual en la zona en buena parte de las mañanas del año, será erradicada como por arte de magia. Aunque, claro, lo correcto es decir que desaparecerá "por la aplicación del conocimiento científico".
En ese lugar acaba de instalarse una estación experimental que emplea la tecnología SIS, creada en los años 90 por el ingeniero uruguayo Rafael Guarga, y que fuera desarrollada originalmente para combatir las heladas en plantaciones de cítricos y en viñedos.
Ingeniero Guarga, ya hemos conversado En Perspectiva sobre el SIS (Sumidero Invertido Selectivo). De todos modos es necesario empezar hoy recordando en qué consiste...
RAFAEL GUARGA:
La primera aplicación a gran escala del sistema se hizo en 1995. Se trata de una cuarta generación con relación al control de las heladas, pensando en la historia de los instrumentos utilizados para el control de las heladas en el mundo. La primera generación es el fuego, desde tiempos inmemoriales se ha usado el fuego para combatir las heladas. Luego, a partir del siglo XIX, se usó el agua. La tercera generación surgió con la posibilidad de aplicar motores de aviación sobre los campos. Es un sistema caro, muy ruidoso y efectivo en tanto existan motores de aviación, cosa que ocurrió a partir de principios del siglo XX...
EC - ...Usted se refiere a las "wind machines", que se extendieron mucho en Estados Unidos...
RG - Exactamente. Estos tres sistemas han sido los que tradicionalmente se han venido aplicando y son aplicables con distintas peculiaridades, ventajas y desventajas. Nos convocan a pensar si no habría una alternativa a estos sistemas cuando en el Uruguay se comienza a plantar cítricos con la expectativa de exportarlos a Europa –cuando no había cancro en el Uruguay–. Entonces interesaba protegerlos de las heladas. En estas condiciones surge esta idea muy pertinente para topografías que no son planas, como el caso de Uruguay.
Se empieza a experimentar, se ve que efectivamente se logra controlar las temperaturas, y a partir de ahí surge esto que podríamos llamar la cuarta generación y como tal está mencionada ahora en la bibliografía en el mundo. En la bibliografía tecnológica que refiere a los procesos de control de heladas esto es citado como la cuarta generación en cuanto a los sistemas existentes.
EC - ¿Cómo opera esta tecnología?
RG - Esta tecnología tiene una muy fuerte relación con el conocimiento científico respecto a cómo se organiza la atmósfera cuando ocurre una helada por radiación. La atmósfera se organiza de una forma que no tiene nada que ver con la atmósfera que conocemos quienes vivimos sobre todo en las ciudades, la atmósfera diurna. En esa peculiar organización que adquiere la atmósfera en la noche, que se denomina estratificación de la atmósfera, el sistema captura los estratos más bajos y más fríos, que son aquellos que dañan a las plantas, y los lanza hacia arriba. Lo interesante es que esos estratos no caen porque se mezclan con las capas más altas y finalmente quedan en una nube de descarga a 30 o 40 metros de altura sobre el terreno hasta que sale el sol y todo ello es borrado por la atmósfera diurna.
EC - Podemos decir, para simplificar, que el SIS es como una aspiradora que muy suavemente se lleva las capas más bajas del aire (las que están sobre el suelo y tienen las temperaturas críticas y dañinas) y las lanza hacia arriba...
RG - Al eliminar las capas más frías y evitar su acumulación en las zonas bajas del terreno, estas capas más frías son expulsadas por el sistema. Por lo tanto el frío extremo no afecta a las plantaciones en las zonas bajas. Ese aire tan frío que se lanza hacia arriba no cae nuevamente porque en el proceso de ascenso se mezcla con las capas calientes que va atravesando y en función de ello queda flotando a una altura de varias decenas de metros sobre el nivel de la plantación. De manera que a todos los efectos desaparecen del escenario las capas con temperaturas letales para los cultivos.
EC - Supongo que es un proceso que hay que hacer delicadamente.
RG - Sí, debe hacerse a velocidades suficientemente bajas como para que no se produzcan alteraciones importantes que destruyan la capacidad de extraer selectivamente las capas más frías.
EC - ¿Cómo lucen estos aparatos? ¿Cómo se logra que funcione esta especie de aspiradora?
RG - No tiene nada que ver con lo existente. Lo que existía, el fuego, el agua y el viento impulsado con mucha fuerza por motores de aviación, no se parece en nada a esta invención. Eso en principio constituye una gran ventaja en el sentido de que el sistema es mucho más económico por unidad de terreno controlado, no es ruidoso, en la noche es silencioso, no genera humo ni tampoco humedece el terreno ni genera problemas sanitarios. Tiene muchas ventajas.
Pero tiene una gran desventaja. El hecho de que esto no se parezca en nada a lo existente y se origine en un país que nadie conoce, salvo por el fútbol y quizás por la calidad de su carne, lleva a la impresión de que estamos un tanto "locos", que es una locura que pueda existir algo que no se parezca en nada a lo existente –todo ello inventado en las zonas más avanzadas del mundo– y que venga de un país que nadie conoce precisamente por su capacidad de inventiva.
EC - De todos modos ustedes han logrado penetrar en los mercados internacionales. Crearon una empresa para comercializar esta tecnología, que se llama Frost Protection. En el sitio web, en el listado de clientes puede verse que el SIS ya se ha instalado en 20 países, entre ellos Estados Unidos, Nueva Zelanda, Australia, Argentina, Sudáfrica y España, además de Uruguay. En todos estos casos, la aplicación ha sido para los cultivos. ¿De qué tipo?
RG - En general se protegen los cultivos más valiosos, cuya rentabilidad por hectárea justifica la inversión que la aplicación de cualquiera de estos sistemas requiere. No se protege la soja, no se protege el arroz, no se protege el trigo, no se protege la papa. Se protegen en cambio la uva, en particular la uva para aplicaciones vitivinícolas, los arándanos, las frutas en general. En Sudáfrica hay importantes plantaciones de muchas decenas de hectáreas de manzana protegidas. Las frutas con alto valor en el mercado son las que conviene –desde el punto de vista del productor– proteger de la helada.
EC - Olivares también.
RG - Los olivos, claro. La instalación más grande que tenemos protegida son 350 hectáreas de olivos en Argentina, en la zona de Catamarca.
EC - Ustedes diseñan un sistema para cada establecimiento particular. No estamos hablando de un aparato que funcione en cualquier lado de cualquier manera.
RG - Requiere un estudio. Eso explica cómo es posible bajar tanto los costos respecto a los sistemas tradicionales. Precisamente porque no se vende de manera de confección, sino que se hace un estudio a la medida de cada finca. El estudio implica un incremento de precios para nada significativo frente a lo que vale la instalación material.
EC - ¿Eso implica que los técnicos de Frost Protection tienen que viajar a cada lugar desde donde se los llama?
RG - No necesariamente. Con los instrumentos de que hoy se dispone desde el punto de vista informático se puede obtener a través del Google Earth una imagen muy muy precisa de cómo es la finca, se puede tener una idea bastante precisa de la topografía. Y después la observación del propio interesado, que dice "el daño se localiza acá, cuando las heladas son mucho más fuertes se extiende a tal y cual perímetro". No necesariamente debe visitarse el lugar. Al principio sí, cuando estábamos aprendiendo, pero ahora no es necesario, excepcionalmente se viaja para ver en sitio el problema. En general se resuelve todo desde acá.
EC - ¿Cómo les ha ido en cuanto a las patentes? ¿Dónde está patentada esta tecnología?
RG - Hay dos patentes. Una patente para el SIS, el instrumento inicial, y otra para el instrumento que se ha utilizado en la aplicación en la ruta 3, al que hemos llamado Jet SIS, porque difiere del SIS, es más pertinente a los efectos del control de la niebla. En conjunto el sistema está patentado en Estados Unidos, México, España, Argentina, Chile, Australia e Italia.
EC - Es todo un desafío siempre para las empresas uruguayas y científicos uruguayos, este tema de las patentes. ¿Es complejo, es caro? ¿Cómo lo manejan ustedes?
RG - No es complejo ni especialmente caro. Sí es raro a los efectos uruguayos. Para dar una idea, una forma bastante buena de medir es ver la cantidad de patentes concedidas a residentes por año en un país. Residentes porque en el Uruguay patenta General Electric a los efectos de hacer una reserva de mercado para sus productos aun cuando la invención no se haga en el Uruguay. La cifra de patentes concedidas a residentes por año y por millón de habitantes para Uruguay es 1. A veces 2, a veces 0; digamos 1. Para dar una idea de un país activo en esta materia, en Estados Unidos esta cifra es 200. Uruguay no es una excepción, el promedio latinoamericano es 1.
Quiere decir que el patentamiento, es decir la inserción de creaciones tecnológicas en la vida económica, es algo extremadamente raro para nosotros como productores tradicionales de materia prima sin valor agregado, mientras que es algo totalmente corriente en los países que tienen una creación tecnológica constante que va mejorando cada vez más su aparato productivo.
Pero no podemos pensar que nuestro destino es producir eternamente materias primas sin valor agregado. Tenemos que ir superando esa diferencia. Eso tendrían que verlo nuestros hijos o nuestros nietos, pero no es algo que deba ser en el futuro remoto del país.
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EC - El SIS fue creado en primer término para combatir las heladas que causaban daños en algunos cultivos (cítricos, viñedos, etc.). Después se comprobó que era una herramienta útil para enfrentar otro tipo de fenómenos, como olores, polvo, niebla. ¿Cómo se pasó a esas otras fases?
RG - En primer lugar, nosotros mismos nos fuimos cultivando desde el punto de vista científico en una temática que nos era de alguna forma ajena. La comprensión de las condiciones de la atmósfera en la situación en que se dan las heladas y que ocurren los otros fenómenos tiene mucho que ver con la meteorología de la alta montaña. El conocimiento de lo que se llaman los vientos dependientes o vientos catabáticos, que son los que actúan en la atmósfera estratificada y con relación a los cuales actuamos nosotros con los aparatos, se ha desarrollado fundamentalmente para explicar procesos en la alta montaña o en valles de alta montaña donde vive gente, por ejemplo en los Alpes. Pero es muy excepcional, y terminamos leyendo esa literatura que para el Uruguay podía ser totalmente desdeñable.
De la lectura de esa literatura, de la comprensión científica de los procesos que ocurren en las condiciones de la atmósfera estratificada, surgieron las otras posibles aplicaciones, que fuimos detectando no desde el punto de vista teórico, sino observando lo que pasa en la minería chilena en particular con la propagación de polvo hacia las zonas pobladas. Y ya tenemos alguna aplicación aquí del sistema con relación a olores. En la zona del faro de Punta Carretas hay dos aparatos que eliminaron el olor que se generaba en los grandes depósitos a los cuales fluyen los efluentes sanitarios de la ciudad que son bombeados hacia el emisor subacuático. En esos dos grandes depósitos había una necesaria acumulación de metano que había que eliminar. Se trabajó en función de ello, se hicieron medidas, se vio que podía eliminarse aplicando esta tecnología y así se hizo.
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EC - Estamos conversando con Rafael Guarga, que es ingeniero mecánico y doctor en Ingeniería Hidráulica. Fue director del Instituto de Mecánica de los Fluidos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República (1986-1992), decano de la Facultad de Ingeniería (1992-1998) y rector de la Universidad de la República (1998-2006).
Veamos la aplicación del SIS para enfrentar la niebla en una carretera. Se trata en este caso de una zona muy concreta: departamento de San José, ruta 3, kilómetro 83,600, en Puntas de Cañada Grande. ¿Cómo llegaron a trabajar sobre ese problema?
RG - En conversaciones con el director nacional de Vialidad, el ingeniero Luis Lazo, este nos suministró un listado de accidentes por niebla en las carreteras uruguayas. Eran cuatro años de informes, muy detallados porque eran informes policiales, se describía lo que había ocurrido. Y ahí obtuvimos una cifra de número de accidentes ocurridos por niebla por millón de habitantes y por año en el Uruguay en esos cuatro años de que disponíamos de datos (de 2007 a 2011). Eran 4,3 muertos por año por accidentes por niebla en las carreteras uruguayas por millón de habitantes.
Si comparábamos con esa misma estadística de Estados Unidos, allí era la mitad. Pero no está bien calcular por habitantes, habría que calcular por millón de automóviles. En ese caso la relación se multiplicaba por dos. Por tanto tenemos un índice de peligrosidad cuatro veces mayor que el de Estados Unidos.
A partir de ahí se decidió probar el sistema en algún punto. Tenía que ser cerca de Montevideo, porque teníamos que supervisar lo que ocurría. Entonces terminamos en la ruta 3. Cuando fuimos a ver los dos lugares donde había habido accidentes con muertos en la ruta 3, interrogamos a un policía –que sigue vinculado al proyecto–, y este policía, que cuidaba la escuela, nos dice: "Yo los puedo llevar a los lugares donde ha habido accidentes con muertos, pero los voy a llevar a un lugar donde todavía no ha habido accidentes, pero el día que haya un accidente va a ser terrible". Y nos llevó a la escuela. Ahí todos nos pusimos de acuerdo en que era mejor construir el sistema en la escuela que en cualquiera de los otros dos lugares.
EC - Juan Carlos, de la audiencia, dice: "Yo vivía frente a la escuela rural n.° 18 de Cañada Grande y todavía hoy recuerdo mi niñez los días de niebla. Tengo 61 años". Evidentemente es un problema de toda la vida.
RG - Es un problema muy muy serio. Esto ha sido recibido con enorme satisfacción y alegría por los vecinos de la zona.
EC - En nuestro muro en Facebook hay fotos de la instalación que se ha realizado. Son tubos…
RG - Son tubos que tienen dentro ventiladores con motores eléctricos que los activan. La zona protegida es de unos 200 metros de largo (100 metros al norte y 100 metros al sur de la escuela) y de unos 30 metros de ancho. Los aparatos son capaces de extraer toda niebla incipiente que se forme dentro de la zona. Pero a su vez, en la descarga de los aparatos se forma una cortina neumática perimetral que impide el ascenso de la niebla que se forma en dos cañadas. Por eso es una zona tan afectada por la niebla, porque la escuela está en una parte un poco alta respecto a dos cañadas laterales donde comienza la formación de la niebla. Entonces por un lado se impide el desarrollo de la niebla en la zona protegida y por otro lado se impide que la niebla formada exteriormente ingrese en la zona protegida.
EC - Funciona con energía eléctrica.
RG - Sí. En este caso con energía eléctrica alimentada por una línea de 15.000 voltios que corre paralela a la ruta 3. Fue muy fácil el suministro eléctrico.
EC - ¿Es un sistema automático o requiere de un operador que lo pone en marcha en función de las condiciones meteorológicas?
RG - Tal como está ahora, el sistema es manual y así lo hemos hecho, aunque sería relativamente fácil automatizarlo, porque queremos aprender sobre el desempeño del sistema. Ahora se van a entrenar tres operadores para que lo arranquen cuando sea necesario a los efectos de prevenir la niebla. Y se va a operar en forma conservadora, vamos a procurar no ahorrar energía, aunque el costo energético del sistema funcionando es de 8 dólares por hora, es muy poco, pero queremos optimizar la operación del sistema para luego automatizarlo sin problema.
EC - En este caso es una experiencia piloto que impulsa el Ministerio de Transporte y Obras Públicas con el Banco de Seguros del Estado (BSE) y UTE. ¿Qué costo tuvo para esas instituciones esta instalación?
RG - En el orden de los 30.000 dólares por institución.
EC - El sistema en total anda en los 100.000 dólares.
RG - Sí; algo menos de lo que costaría un puente, con los peligros que la colocación de un puente genera, de vandalismo, etcétera.
EC - De todos modos también tenemos riesgos por ese lado. Este es el primer SIS ubicado en espacios públicos. Todos los otros que ustedes han vendido hasta ahora se instalaron en viñedos, plantaciones, fincas particulares. Esta vez, el sistema de artefactos –porque no es uno solo, son varios– está ubicada de los dos lados de la ruta, está en dominio público. ¿Cómo van a cuidar que no sean deteriorados?
RG - Creo que hay un cuidado colectivo de los vecinos. Y por otro lado, la responsable del sistema va a ser la Dirección Nacional de Vialidad. Para dar una idea, en el proceso de medidas, que duró unos cuatro meses, colocamos unos 30 aparatos (termógrafos) y nada les ocurrió. Siempre, incluso en los terrenos privados, algún termógrafo desaparece, algo pasa, alguna caperuza de protección se destruye, en fin. En este caso todo ha sido perfecto. Creo que hay una protección colectiva extraordinariamente eficiente. Cuando se hizo la presentación en sociedad del sistema, los niños, los padres de los niños manifestaron una complacencia, una simpatía por el sistema que creo que va a ser la mejor protección que este puede tener.
EC - Carlos, desde la audiencia, propone que haya cartelería que explique de qué se trata.
RG - Todavía no la hay, tiene que haber. La Dirección Nacional de Vialidad, el BSE y UTE la están haciendo, explicando de qué se trata. Se hizo la inauguración porque el sistema está terminado. Falta la cartelería, no hemos sido suficientemente atentos a los aspectos de propaganda.
EC - No solamente de propaganda, tengo la impresión de que además el cartel permite enseñar y llamar la atención a propósito de una novedad, de un aporte uruguayo en materia de tecnología. Supongo que de esa manera también puede haber más incentivos para que se cuide esos aparatos.
RG - Es posible. Hemos tenido algún seminario con los niños de la escuela, una experiencia fascinante. Ellos explican que si uno viene con una cometa y se pone delante de los aparatos la cometa puede subir hasta tantos metros. Se han doctorado en el funcionamiento del sistema, verdaderamente lo quieren mucho.
EC - Por lo que usted explicaba a propósito del costo, del tamaño y de la forma como funciona este equipo, ¿es posible pensar en que haya más Jet SIS colocados en otros lugares del territorio nacional donde existen estos problemas de niebla?
RG - Ah, sí. De hecho no hay alternativas hoy ambientalmente sustentables de control de nieblas por radiación. El control de las nieblas en aeropuertos se hizo inicialmente en la segunda guerra quemando petróleo; eso no es ambientalmente sustentable. Se ensayó disparar motores a chorro sobre las pistas, pero resultó excesivamente caro.
EC - En alguna ocasión se han utilizado también helicópteros.
RG - Exactamente, lo mismo que con las nieblas. Pero eso no solo es muy caro, sino muy inseguro, porque los propios helicópteros viajan dentro de la niebla cuando comienza el operativo. De manera que hoy en la bibliografía no aparece ningún sistema aceptable desde el punto de vista ambiental de control de nieblas. Este lo es.
Ya tenemos alguna pregunta respecto a peajes que quedan sumergidos en la niebla acá en Uruguay. Esto es enormemente peligroso, porque la visibilidad es de 10 o 20 metros, y el automovilista, que muchas veces viene a gran velocidad, por imprudencia o porque viene de zonas altas donde no hay nieblas, queda sumergido en la niebla y se da contra el peaje. Entonces es posible que una segunda aplicación del sistema sea en algún peaje con estas características en ruta 1.
EC - ¿Y en aeropuertos, pensando en Uruguay y en otros países?
RG - Para complacencia y acuerdo de los pilotos, a quienes no les gusta quedarse leyendo una novela mientras el avión aterriza solo por los sistemas inteligentes de comunicación radial, esto podría aplicarse en aeropuertos cuya base desde el punto de vista de la infraestructura sea muy escasa en el país, por tanto el aeropuerto sea usado con gran intensidad y un avión no pueda esperar para despegar o para aterrizar a que se vaya la niebla. Esto ocurre hoy en los grandes aeropuertos, por ejemplo Londres, no se puede esperar y los aviones aterrizan conducidos por los sistemas de inteligencia por la vía radial. Efectivamente es posible, desde el punto de vista físico sería controlable, habría que ver si los aeropuertos se orientan a operar por esta vía. Es perfectamente posible hacerlo y cuando hay mucha demanda y poca infraestructura es necesario.
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EC - Tiene entonces por delante nuevas oportunidades y desafíos.
RG - No es sencillo.
EC - Me quedé pensando en la otra utilización, para combatir polvo. ¿Ya se está empleando el SIS en Chile en las mineras?
RG - Hemos realizado simulaciones numéricas muy satisfactorias para alguna minera importante. Esperemos que de esas simulaciones numéricas surja el interés en la aplicación del sistema. Las simulaciones numéricas son muy elocuentes, son complejas de hacer, de hecho se hicieron dos en paralelo, una en Chile y otra en el Instituto de Mecánica de los Fluidos de la Facultad de Ingeniería. Ambas dieron perfectamente bien, así que el próximo paso sería ir a la implementación del sistema de forma real, no meramente virtual, en una minera importante. Los problemas de polvo son terribles, hasta ahora no han sido controlados y lo interesante es que se pueden controlar.
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Transcripción: María Lila Ltaif
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