¿Es posible monitorear la calidad del agua que consume desde su casa?

Hace nueve años ocurrió una de las peores tragedias recientes en Japón. El 11 de marzo de 2011, a las 2:46 p.m., fue azotado durante seis minutos por un terremoto de magnitud 8,9. El movimiento tuvo dos características poco frecuentes: fue extremadamente fuerte y muy largo, convirtiéndose en el más grave registrado en el país en los últimos 140 años y el quinto más fuerte del mundo desde que se tienen datos. Momentos después, un tsunami con olas de 14 metros impactó la costa japonesa y llegó hasta las instalaciones de la planta nuclear Fukushima Daiichi, ubicada a 177 km del epicentro. Fallas técnicas y de infraestructura, provocadas por el accidente, generaron la liberación de importantes niveles de radiación al exterior.

Al otro lado del mundo, en Colombia, el entonces economista ambiental Juan Camilo Cárdenas, actual decano de la Facultad de Economía de la Universidad de los Andes, seguía las noticias del terremoto en Japón y se encontró con una campaña que lo impactó y que, de inmediato, pensó en replicar en su país de origen: la iniciativa ciudadana, llamada SafeCast, fue la encargada de resolverles a los ciudadanos algunas dudas, como ¿qué tan grave era la radiación en su barrio? ¿Dónde encontrar datos? ¿Debían reubicarse para no exponerse a los altos niveles?

¿Cómo? De la mano de la ciencia, SafeCast promovió la creación de una red de sensores de calidad del aire de fácil fabricación que cada persona podía hacer en su casa y llevar en su carro para documentar grandes áreas. Se recopilaron y mapearon las mediciones de quienes voluntariamente decidían sumarse a la propuesta y las publicaron en una plataforma web de acceso libre. La red no paró de crecer y pronto los habitantes pudieron empezar a tomar decisiones basadas en información técnica. Actualmente, hay más de cinco mil dispositivos desplegados y más de 60 mil mediciones diarias de la calidad del aire. Desde entonces, científicos y universidades han podido estudiar los datos, y los ciudadanos pueden conocer, hasta hoy, los niveles de radiación en sus áreas. ¿Podría replicarse una iniciativa así para conocer la salud del agua en Colombia?

“Lo que sucedió en Fukushima fue nuestra motivación inicial. En esos mismos años, aquí en Colombia, estaba en auge el otorgamiento de licencias de explotación minera, y la explosión de permisos mineros fue impresionante. Con ello vino toda la preocupación ambiental que estamos viendo y se hizo evidente que la capacidad estatal era insuficiente para monitorear el agua y generar el control ambiental que necesitamos”, asegura Cárdenas, quien promovió la creación del proyecto “Monitoreo ciudadano a recursos hídricos en Colombia”, con el que se busca conocer la calidad del agua en distintas zonas del país, en especial en las rurales, donde son comunes los conflictos por el recurso.

Con unos colegas en la Universidad de Massachussets, Cárdenas empezó a “cranearse” si existía la tecnología para medir la calidad del agua de manera efectiva, pero de bajo costo, para que fuera la ciudadanía quien se involucrara directamente en la gestión de monitoreo del agua en su comunidad. De ahí salieron los primeros prototipos, en 2012, que utilizaron para medir la calidad del recurso en sitios importantes, como el páramo de Santurbán, en Santander, principal fuente hídrica de la región y donde son habituales los conflictos alrededor del agua por la minería de oro, la agricultura y el consumo humano.

“Eran una chambonada”, dice el economista, mostrando un tarro plástico en la mano que hizo, para ese entonces, las veces de sensor. “Pero se trataba de trabajar con tecnología Arduino, es decir, tecnología abierta. Tarjetas diseñadas con un software abierto, en las que conectamos una batería, una simcard, una antena, unos electrodos y dijimos: qué pasa si metemos esto en un tarro, le ponemos un pedazo de neumático de llanta y lo metemos entre un río; lo dejamos un rato y nos botaron unos datos”, explica.

Así, el equipo de trabajo, en el que confluyen gran cantidad de disciplinas como las ingenierías química, eléctrica y electrónica, la ambiental y la economía, logró la aplicación de ciencia “de punta, pero “platanizada”. De bajo costo y de fácil manejo, para que entre los vecinos se empiece a construir un monitoreo propio de la calidad de nuestra agua”, señala. Los datos recogidos son desplegados en un mapa en tiempo real a través de una plataforma web que, como en Japón, permite tomar decisiones basadas en datos.

“Este es un proyecto en el que llevamos 10 años. En Colombia, creo que hace falta esa ciencia que dura, esa en la que uno no se queda con el primer producto que hace, sino que, sobre esa base, se crece y se transforma integrando nuevas tecnologías”, afirma Alba Ávila, ingeniera eléctrica, doctora en física y una de las fundadoras de Monitoreo Ciudadano. Para Ávila, este trabajo es a su vez una forma de educación STEM (ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas, por sus sigla en inglés), en la que jóvenes y adultos comprenden para qué es un sensor, cuál es su funcionamiento, cómo se leen sus datos; “para entender que la tecnología no es solo conectarse a redes, sino que sirve para conocer cómo es el agua que usted se va a tomar y que esté en la capacidad de saber si, de acuerdo con unos valores, es saludable o no”.

Los sensores ya han llegado a comunidades en Teusacá, Barú, Samacá, Amazonas y Santurbán a través de diferentes proyectos que financian la investigación desde la academia. Además, se han hecho varias mediciones en el eje ambiental del centro de Bogotá. Cada una de las comunidades tiene una historia y problemáticas diferentes, por eso, es en conjunto con ellas que los investigadores crean los sensores más apropiados para sus necesidades, se trata -dicen- de un codiseño. “Eso es, tal vez, lo más importante de este proyecto. No puede ser un modelo plantilla que llevamos a todos los sitios, sino que inicia de unas necesidades identificadas con ellos”, insiste Cárdenas.

Las sondas “Sensoagua”

En el marco del proyecto ya se han desarrollado cuatro tipos de sondas de bajo costo que han ido evolucionando. Las primeras medían solo la temperatura y la conductividad eléctrica; luego se ha acondicionado la sonda con nuevos sensores haciéndola multiparamétrica, con lo que es posible medir adicionalmente el pH y el oxígeno disuelto en agua. Actualmente, con los últimos avances, es posible medir, además, la presencia de metales pesados como cobre, hierro, plomo y mercurio.

“Los elementos de los que está hecha toda la naturaleza tienen una huella, lo que nosotros hacemos es identificar la huella que dejan en el agua en términos de un voltaje o una corriente a través de los sensores. Al tenerla identificada, la comparamos con unos valores establecidos en la normativa colombiana, que son los que permiten saber si el agua es apta para el consumo humano o el uso doméstico. Además, nos permiten conocer qué se puede y qué no con esa agua”, explica Ávila. Cuando las comunidades aprenden a manejar los sensores y a leer la información que arrojan pueden conocer cómo está la salud del agua que utilizan.

Un reconocimiento del MIT

Hace dos años llegó al equipo el ingeniero físico Jaime Andrés Pérez, un apasionado por la nanotecnología y sus usos concretos en problemas cotidianos, quien luego de su doctorado -en el que se centró en el desarrollo de materiales termoeléctricos (que transforman el calor en electricidad)- aportó sus conocimientos para mejorar aún más los sensores.

“Mi interés fue impactar al proyecto buscando cómo estos dispositivos podrían ser alimentados a través de energía que está en el propio sitio de medición, cómo el movimiento del agua (piezoelectricidad), la diferencia de temperaturas (termoelectricidad) o la energía fotovoltaica”, añade Pérez. “Es muy importante porque hay zonas, como el Amazonas, donde uno no debería llevar contaminantes extras, como las baterías, porque allá no hay una disposición final de estos recursos y donde las condiciones climáticas y ambientales hacen que las baterías se inflen y se dañen o que las pantallas táctiles no funcionen. Entonces, a lo que le queremos apuntar es a que sea un dispositivo autónomo e independiente energéticamente”, explica.

La propuesta de Pérez lo llevó a ser uno de los ganadores del premio “Innovadores menores de 35 años en Latinoamérica 2019” como visionario del año, un reconocimiento otorgado por la revista tecnológica del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT – Technology Review) al que se presentaron más de 2.000 candidatos.

En adelante, el sueño del equipo de trabajo es ser una red de monitoreo de agua tan grande como SafeCast en el país, llegar a más regiones y comunidades, y que más voluntarios se sumen. “Este proyecto es como un sistema orgánico, que tiene una columna vertebral, que son las comunidades; unos órganos, que son todas las disciplinas que ayudan; y unas tecnologías, que son como la sangre que fluye para que nos comuniquemos en una problemática que como seres humanos nos afecta, estemos en la región que estemos”, afirma Ávila. “A medida que este proyecto se masifique, irá generando mejor información y más confiable, que permitirá tener un mejor poder estadístico para encender las alarmas cuando sea necesario”, añade Cárdenas, sobre todo en un país en el que, anualmente, cerca de cinco mil muertes están relacionadas con temas de calidad de agua, según el Instituto Nacional de Salud.

Para los investigadores, los desarrollos logrados en estos 10 años son una muestra de que “así como la justicia, la ciencia cojea, pero llega”.