Tecnologías para el desarrollo sustentable en zonas áridas de Coahuila
Por Felipe Sánchez Banda
Saltillo, Coahuila. 22 de octubre de 2015 (Agencia Informativa Conacyt).- En México existe gran cantidad de municipios y regiones que presentan zonas áridas, incluso más de lo que podríamos imaginar. La Comisión Nacional de las Zonas Áridas (Conaza) define como zonas áridas aquellas superficies del territorio nacional en donde las precipitaciones son del orden de 250 milímetros anuales o menos, y como semiáridas aquellas en donde la precipitación oscila entre más de 250 y menos de 500 milímetros.
Para algunos, las zonas áridas son las regiones en las que la disponibilidad de la humedad es deficiente, ya sea en forma de precipitación o como humedad atmosférica.
De acuerdo con el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (Inegi), más de la mitad del territorio (52 por ciento) presenta algún grado de aridez; lo mismo las entidades del norte y algunas ubicadas en el altiplano central, occidente y sureste mexicano. Cuarenta y un millones 262 mil personas habitan las zonas áridas, 87 por ciento de ellas en localidades urbanas. Aunque es importante señalar que para Semarnat y Conagua dentro de su publicación Numeragua 2014 "en el país 2/3 partes se consideran regiones áridas o semiáridas, con precipitación pluvial menor a 500 milímetros al año. En contraste, el sureste del país es húmedo, con precipitaciones mayores a dos mil milímetros al año".
Un mayor cuidado de los recursos naturales, evitar la desertificación y un especial cuidado del agua son las principales vías para una mejor calidad de vida en el futuro. Actualmente se analizan y estudian alternativas científicas y tecnológicas para un desarrollo sustentable en diversas zonas áridas y semiáridas de Coahuila de cara al futuro en el desierto. A continuación presentamos algunas de las innovaciones que se están realizando en la región.
Conservación de plantas en zonas áridas
En este contexto de crecimiento de zonas áridas y poco cuidado de las mismas, la Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro (UAAAN) Unidad Saltillo creó este 2015 el Doctorado en Ciencias en recursos fitogenéticos para zonas áridas (Refiza); con el objetivo de formar profesionales científicos de alto nivel en el estudio, conservación y uso de recursos 
genéticos de plantas en zonas áridas.
La necesidad de crear este nuevo posgrado surge por diversos factores como expansión de los hábitats humanos, el cambio climático, crecimiento paulatino del desierto, la necesidad de un desarrollo sostenible y otros fenómenos geológicos a gran escala.
Todo esto ha provocado que las zonas áridas se expandan a nivel mundial presentando pérdida progresiva de la cubierta vegetal. Por lo cual, todas las especies de plantas que son capaces de desarrollarse en esas áreas, de forma natural o cultivada, obtienen un gran valor ecológico y económico. El estudio y conservación de estos recursos son motivo de grandes esfuerzos a nivel internacional, de acuerdo con el programa del doctorado.
La líneas de investigación son tres: mejoramiento genético de plantas para condiciones de zonas áridas, caracterización de recursos genéticos de plantas de zonas áridas y conservación de recursos fitogenéticos de zonas áridas, todo esto se realiza con el objetivo de hacer un uso sostenible de los recursos de plantas de zonas áridas que involucre tanto su estudio como su conservación y su mejoramiento en busca del conocimiento y manejo integral de recursos de plantas.
Para el doctor Humberto Reyes Valdés, comisionado para la propuesta del programa de nueva creación de recursos fitogenéticos para zonas áridas, “resulta de gran importancia tener profesionistas de alto nivel que puedan atender los requerimientos de producción y conservación de las zonas áridas".
Desarrollo de bioetanol a partir de agave
"Un biocombustible son combustibles producidos directa o indirectamente de materiales orgánicos renovables como plantas y residuos de animales, la bioenergía cubre alrededor de 10 por ciento de demanda de energía a nivel mundial", definió el doctor Leopoldo Javier Ríos González, responsable técnico del proyecto, del Departamento de Biotecnología de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Coahuila (Uadec).
A futuro se contempla que el uso de biocombustibles sea una tendencia irreversible como parte de un desarrollo sustentable y dejar la dependencia de combustibles fósiles. Con este panorama, la Facultad de Ciencias Químicas de la Uadec, a través del Departamento de Biotecnología, está desarrollando diversas investigaciones en torno a los biocombustibles, una de ellas es el proyecto Desarrollo de bioetanol a partir de agave lechuguilla.
Ríos González, respecto al proyecto, comenta que se busca "desarrollar tecnología de etanol carburante a partir de una especie de agave que se da en toda la región noreste de 
Agave lechuguilla. Imagen: Stan Shebs.nuestro país, se conoce como agave lechuguilla. Se encuentra distribuida en varios estados de nuestro país, son alrededor de 20 millones de hectáreas, eso corresponde alrededor de 10 por ciento del territorio nacional. Este agave tiene la peculiaridad de contar con una parte de la planta que se conoce como cogollo, es el tallo o las hojas más tiernas del agave y que es lo que se corta de la planta con el objetivo de que el corte de esa parte promueva una mayor vida de la planta, ya que es una parte que se vuelve a regenerar, a diferencia de las otras especies de agave (…) que se sacrifica la vida de la planta, en nuestro caso se propone aprovechar solamente esa parte de la planta para poder tener cosechas escalonadas durante todo el año.
Respecto a la actualidad del proyecto, el doctor Ríos González comenta: "Ya desarrollamos toda la tecnología de producción, la propuesta de este proyecto es utilizar mezclas de gasolina con al menos 5.8 por ciento de etanol; junto con el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) Saltillo, se obtuvo la información agronómica de la planta, se desarrollaron mapas de áreas potenciales para el establecimiento de tipo comercial de la planta, se escogieron los ecotipos con mayor potencial para la producción de bioetanol, tanto en contenido químico de celulosa y los ecotipos que nos da mayor rendimiento en biomasa".
"Estamos haciendo la simulación del proceso, siendo alimentado con todos los datos experimentales que ya recabamos durante las etapas anteriores con el propósito de poder obtener el análisis económico del proceso; se buscan alternativas de aprovechamiento de todos los subproductos del proceso de producción de bioetanol, por ejemplo los residuos del proceso de destilación", puntualizó el doctor Ríos respecto al presente proyecto que aún se encuentra en desarrollo para su implementación a partir de su simulación en la región dentro de un concepto de biorrefinería.
Desarrollo de agroplásticos
El tema alimentario siempre será prioridad para la humanidad; aunque pudiera sonar contradictorio, la agricultura es una actividad muy importante en la zona árida de México, por 
lo cual resulta fundamental la innovación tecnológica para desarrollar esta actividad ancestral en tiempos modernos y en condiciones difíciles.
"El desarrollo de plásticos en agricultura, invernaderos, acolchados, riegos por goteo, etcétera, permite optimizar los recursos naturales que tenemos en el estado. Por ejemplo, en algunos trabajos sobre invernaderos se explica que no son adecuados por el aumento de calor, pero gracias a la nanotecnología en plásticos se busca que se tengan más moderadas las temperaturas para invernaderos, se necesitan nuevas formulaciones que permitan controlar condiciones climáticas en los invernaderos", detalló el doctor Juan Munguía López, presidente del Comité Internacional de Plásticos en Agricultura e investigador titular C del Departamento de Plásticos en la Agricultura del Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA) en la víspera del XX Congreso Internacional de Plásticos en la Agricultura (CIPA2015) y el XV Congreso Iberoamericano para el Desarrollo y Aplicación de los Plásticos en la Agricultura (CIDAPA2015).
"El congreso busca que las innovaciones en la agroplasticultura se conviertan en prácticas que apoyen la agricultura a nivel global y mejoren la calidad, producción y seguridad alimentaria. Se presentarán nuevas investigaciones mexicanas sobre nuevas tecnologías agrícolas, uso eficiente de agua y mejor calidad de producción. La importancia a futuro es la idea de una agricultura más protegida y sustentable con un uso más eficiente de nuestros recursos naturales, en especial el agua", comentó el doctor Munguía.
Uso de energía solar para la Comarca Lagunera
La Comarca lagunera es una región conocida por su intenso calor y su gran cantidad de días soleados, una auténtica zona árida. Lo que pudiera ser un factor perjudicial ya que los constantes rayos de sol pueden dañar la salud, la agricultura y producir temperaturas muy elevadas difíciles de soportar. A pesar de todo esto, se estudia la posibilidad de hacer un uso eficiente de la energía solar.
"Existen casos en los cuales el aprovechamiento de la energía solar es una importante alternativa para el futuro. En California, Estados Unidos, quieren llegar a 50 por ciento de 
participación de energía renovable para el 2030, dentro de ellas van contemplados 11,000 megavatios de tecnología CSP, esto es un ejemplo de la importancia de esta tecnología", ejemplificó el doctor Ricardo Ramírez Vargas, jefe del Laboratorio de Ingeniería Solar y Estación de Monitoreo Solar de la Universidad Iberoamericana Torreón.
De acuerdo con el doctor Ramírez, el desierto mexicano cuenta con potencial para el aprovechamiento de energía solar con tecnología CSP; sin embargo, faltaría confirmarlo a través de datos de monitoreo. "En Coahuila, la parte de La laguna y la región desierto hasta Baja California pasando por Chihuahua y Sonora es más factible debido al clima soleado, en contraste con el clima nublado de la región sureste. Es muy importante tener la medición en el lugar para establecer una factibilidad, sin medición es absolutamente imposible".
La universidad cuenta con una estación de monitoreo solar completa, a través de la cual se han registrado diariamente la información de los parámetros solares (DNI, GHI, DHI, UVHI) durante un periodo de dos años, desde el 5 de octubre de 2013 hasta la actualidad. A partir de esta información, este mes de octubre podrá realizarse un análisis sobre la factibilidad del uso de la tecnología CSP en la región. La Universidad Iberoamericana Torreón continuará abordando el tema en próximos talleres sobre tecnología CSP y analizando la posibilidad de implementarlo como una alternativa para el desarrollo sustentable de la región.
Uso de residuos minero metalúrgicos en tratamiento de aguas
Los residuos mineros metalúrgicos sin duda son de los más dañinos para el medio ambiente, constantemente se buscan alternativas para evitar que contaminen durante gran 
cantidad de años las regiones donde se encuentran. Por otro lado, el agua es un recurso vital para la vida y en las zonas áridas su importancia es más notable.
En referencia al agua, recordemos que "solamente 0.007 por ciento del agua que existe en la Tierra es agua dulce accesible para el uso humano directo y su calidad se reduce año con año debido a que se contamina".
Para entregar agua potable a la población, en México se emplean 742 plantas que, a 2013 potabilizaron 94.8 metros cúbicos por segundo. Al igual que la población, la industria requiere agua para su desarrollo con el costo de la generación de residuos, la industria genera 210.3 metros cúbicos por segundo de aguas residuales. De estos, únicamente se trata 29 por ciento", según cifras de la publicación Numeragua 2014.
En la región Centro y Carbonífera, en consecuencia tienen constantemente dos necesidades: obtención de agua y tratamiento de residuos industriales de la industria minera y metalúrgica. Ante estas necesidades se generó el proyecto Uso de residuos minero metalúrgicos en tratamiento de aguas, cuyo responsable técnico es el doctor Francisco Raúl Carrillo Pedroza, investigador de la Facultad de Metalurgia de la Uadec en Monclova, Coahuila.
"Este proyecto busca algunos residuos o subproductos de la industria, como las cenizas volantes de la combustión de carbón, y algunos subproductos de la industria siderúrgica, como polvos que salen en los gases de los procesos de altos hornos, y tienen algunas características físico químicas que permiten ser utilizados como materiales absorbentes para tratamiento de aguas contaminadas. Se realizan algunas pruebas exponiendo estos residuos a aguas contaminadas con arsénico, con aguas reales de pozos, presas, y estos residuos han removido más de 99 por ciento del arsénico y también hemos removido en soluciones sintéticas plomo, cobre y cromo", explicó Carrillo Pedroza.
"Hay varios subproductos y residuos que son confinados sin uso alguno, están a la espera en que se pueden usar y reciclar; por un lado se busca reciclar esos residuos y hacerlos útiles y, por otro lado, reciclar el agua que cada vez está más escasa, más contaminada y recordar que entre más profunda es el agua está más contaminada. Hay muchas tecnologías para tratamiento de agua pero lo interesante de esto es que utilizarías un residuo que está prácticamente tirado y a bajo costo lo usarás para limpiar el agua", comenta Carrillo Pedroza al hablar de la importancia del proyecto.
Actualmente el proyecto continúa en desarrollo "estamos viendo cómo tratamos el residuo para volver a reciclarlo y recuperar estos metales pesados", puntualizó al hablar sobre el presente de la investigación que inició en 2011 tratando aguas con arsénico.
La vida en el desierto implica una constante adaptación al medio para su supervivencia. Aunque la prioridad para una mejor calidad de vida debe ser el cuidado del agua y el medio ambiente, desarrollar innovaciones científicas y tecnológicas aportará siempre una opción más para el desarrollo sustentable en las zonas áridas.
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