- Iniciativa liderada por la UBB convoca, desde la matemática aplicada, convoca a científicos de distintas instituciones y especialidades para proponer una alternativa ante la escasez del recurso hídrico
El Informe Hídrico de la Dirección General de Aguas (DGA), que periódicamente publica esta repartición dependiente del Ministerio de Obras Públicas, da cuenta de un alarmante déficit del agua, tanto en nieve como en los caudales, lagos y embalses, gatillado, principalmente, por el calentamiento global y por una disminución de las precipitaciones en todo el territorio nacional, lo que ha llevado a decretar medidas extremas relacionadas con el racionamiento en el acceso al recurso hídrico en cada vez más zonas del país.
Es por esto que son bienvenidas todas las iniciativas que colaboren desde diversas miradas a enfrentar las consecuencias de esta crisis por la que pasa nuestro país. En este contexto, recientemente, se conformó el equipo de científicos que da vida al Proyecto Anillo de Matemática Computacional para Procesos de Desalinización (ACT 210087) que adjudicó recursos de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo, ANID, a fines del año pasado.
Es así como a los investigadores Ricardo Oyarzúa Vargas (director y académico de la Universidad del Bío-Bío, UBB), Verónica Anaya Domínguez (directora alterna, UBB), David Mora Herrera (UBB), Pablo Venegas Tapia (UBB), Gabriel Gatica Pérez (U. de Concepción, UdeC) Manuel Solano Palma (UdeC) y Jessika Camaño Valenzuela (U. Católica de la Santísima Concepción, UCSC), se sumó recientemente el ingeniero civil químico UdeC Nicolás Carro Aceituno.
“Buscamos contribuir a un mejor entendimiento de los fenómenos presentes en el proceso de desalinización de agua marina, enfocándose en el desarrollo de estudios numéricos y computacionales de modelos matemáticos que describen las distintas formas de realizar la separación del agua y de la sal por intermedio de membranas, y apuntando principalmente al desarrollo de nuevos métodos computacionalmente más eficientes para las simulaciones numéricas respectivas”, explicó Oyarzúa acerca de los objetivos del proyecto.
“Por ejemplo”, continuó, “estudiaremos la interacción entre el agua de mar y una membrana semipermeable, presente en el método de osmosis inversa, la que puede ser descrita matemáticamente, entre otras opciones, mediante el acoplamiento de las ecuaciones de Navier-Stokes y Darcy, utilizando condiciones de interfaz apropiadas”.
Con excepción de Carro, todos los demás integrantes del proyecto son investigadores del Centro de Modelamiento Matemático de la U. de Chile. “Desde mucho tiempo atrás se viene dando colaboración entre los académicos que conforman el equipo de trabajo. Esto queda en evidencia por el gran número de artículos que han sido publicados como producto del trabajo conjunto entre miembros de éste”, detalló sobre la colaboración previa entre los científicos que trabajan en este proyecto, la Dra. Jessika Camaño.
“La colaboración constante y el ver que, producto de dicho trabajo, se han obtenido resultados tangibles nos lleva a plantearnos desafíos mayores”, explicó la investigadora, “como lo es, por ejemplo, postular a un Anillo. El proyecto Anillo postulado a concurso y posteriormente ganado, trata de una temática que no sólo es de gran interés desde el punto de vista de nuestra expertise, sino que es de gran relevancia a nivel país y, por qué no decirlo, a nivel mundial. Esto nos lleva a enfrentar este desafío con mucho entusiasmo e intentar lograr avances en el tema de estudio”
En cuanto a la colaboración internacional e interinstitucional que se puede desarrollar en el contexto de este proyecto, el Dr. Manuel Solano, explicó que “durante la última década, en el área de análisis numérico (AN) de ecuaciones diferenciales, se ha dado una colaboración constante entre académicos y académicas de las tres universidades participantes del proyecto. Justamente, el proyecto adjudicado va en esa dirección. Dicha colaboración involucra tanto publicaciones y proyectos colaborativos, como la formación conjunta de estudiantes de posgrado. Este último punto me parece relevante, ya que en lugar de tener distintos programas de postgrado que compiten para atraer estudiantes, se ha formado un solo grupo que apoya a la formación en AN a estudiantes sin importar el programa al cual pertenecen. Esperamos que en un futuro cercano esto se formalice con la creación de un programa de doctorado en conjunto albergado por las tres universidades”.
Carro, en tanto, afirmó sobre sus funciones en el proyecto, que “están relacionadas con asistir en el entendimiento de los fenómenos físicos que ocurren en el proceso de desalinización”. “Desde la época de pregrado”, explica, “me fui interesando el tema de la termodinámica, porque es muy amplia, abarca muchos campos de la industria que la necesitan para modelar sus procesos y este proyecto reúne las dos ramas de Ingeniería Civil Química que más me interesan: termodinámica y fenómenos de transporte”.
El objetivo de este proyecto, detalló, “es principalmente, que la modelación matemática que se realice ayude a optimizar los procesos dentro de la industria. Muchas veces esto se hace con reglas semi-empíricas o heurísticas muy experimentales y, como la industria está a escala más grande, a veces los esquemas del laboratorio tienen que modificarse ligeramente y la ventaja que tiene modelar matemáticamente sobre el asunto es que te ahorras mucha plata en experimentación”.
“Claramente, vas a tener que validar el modelo validando datos que ya se tengan o datos que generes en un laboratorio a pequeña escala, pero el ahorro que hay detrás de la modelación matemática en experimentaciones, es importante”, afirma el también magíster en Ciencias de la Ingeniería UdeC.
En particular, respecto de los problemas asociados a la desalinización de agua, Carro explica que “éste es un tema con un campo muy amplio que abarca distintas finalidades y, en ese sentido, el desafío para mí es examinar y entregar a los demás integrantes del grupo, información sobre el detalle y explicar de mejor manera que, por ejemplo, las condiciones de frontera que se ocupan en un modelo u otro, qué cosas tiene sentido agregar y qué no”.
“El tema de los procesos de desalinización se hace incrementalmente más necesario”, destaca el ingeniero civil químico, “sobre todo en lugares que carecen de agua, por ejemplo, en el norte donde hay lugares sin acceso a agua potable, pero esto es un problema mundial por lo que los resultados que obtengamos podrían ser exportados”.
