Los atrapanieblas y el legado de Carlos Espinosa, el científico que soñaba con entregar agua de neblina al norte del país

Alegría, pasión y un inconmensurable amor por el desierto son las cualidades que resuenan en los seres queridos de Carlos Espinosa Arancibia cuando recuerdan su vida y trayectoria, destacado investigador, académico y Doctor Honoris Causa de la Universidad Católica del Norte, quien falleció el pasado 12 de Junio. El destacado y galardonado científico chileno, uno de los grandes próceres del país, y particularmente en la Zona Norte, al ser el creador del sistema de atrapanieblas, murió a sus 98 años en la comodidad de su hogar, ubicado en la ciudad de Santiago, acompañado de sus familiares.

Con una carrera marcada por su amor por la ciencia y la naturaleza, Carlos Espinosa supo llegar a cientos de personas a través de sus vivencias, su investigación científica y la pasión con la que transmitía sus conocimientos a las nuevas generaciones. Era un hombre jovial y lleno de energía que destaco por no solo por su famoso invento reconocido a nivel mundial, sino que también por su calidad humana y su desprendimiento, cualidad escasa entre los científicos.

“De  estatura más bien baja y complexión delgada, Carlos era una persona  notablemente activa. Gracias a su afabilidad y  buenos modales, Carlos pronto se ganó el afecto de colegas y estudiantes. Humilde y sencillo, gustaba de aprender de los demás, sus colegas, y era muy respetuoso a la hora de presentar sus propias opiniones.  Gran lector, devoraba las revistas científicas que llegaban a la Universidad y siempre estaba al día en sus opiniones sobre materias científicas”, señala el Dr. Horacio Larraín Barros, arqueólogo y antropólogo cultural, que fue amigo y colega de Carlos Espinosa en la Universidad del Norte.

Debido a la gran trayectoria de “Don Carlitos”, como solían decirle sus colegas, es que desde Ladera Sur quisimos rendirle homenaje a este querido profesor y a su legado, que ha trascendido generaciones y que día a día motiva a diversos científicos a seguir investigando y descubriendo la magia del desierto.

La escasez hídrica en el desierto más árido del mundo: el origen de los atrapanieblas

El Doctor Carlos Espinosa nació en 1924, en la oficina Catalina del cantón Tal-tal, hijo de Héctor Espinosa y Blanca Arancibia. Junto a ellos y sus siete hermanos, siendo todavía un niño, se instaló en Antofagasta, donde deambulo por varios colegios. Fue alumno del colegio San Luis, la Escuela N°4 y del Liceo de Hombres, el último de ellos una institución en la cual también sería profesor.

“Seguramente era muy buen alumno porque estuvo trabajando ahí como profesor durante mucho tiempo, y posteriormente, en el año 1966, obtuvo el título de profesor de Matemáticas y Física. Era muy buen académico y además, durante el año 1954, fue uno de los precursores de la Universidad. Don Carlos, junto con otros profesionales, fueron los que armaron la Universidad del Norte en ese entonces. El empezó a trabajar para la universidad el año 1954, mientras que la universidad fue creada oficialmente el año 1956. Es decir, en los albores de su creación, Carlos ya era parte de ella”, agrega Miguel Murphy, académico del Departamento de Física de la Universidad Católica del Norte y gran amigo de Carlos Espinosa.

Ya en su juventud se marchó a Santiago para estudiar Pedagogía en Física y Matemáticas en la Universidad de Chile, donde tuvo de profesor al físico y poeta Nicanor Parra. Sin embargo, nunca olvido sus orígenes y su profundo amor por el desierto, por lo que apenas terminó sus estudios -aunque se tituló varios años después, a los 40 años- regresó a Antofagasta, ciudad en la que encontró enormes problemas de abastecimiento de agua, luz y otros bienes y servicios elementales.

Cabe destacar que durante esos años, en la década de los 50, en Antofagasta había abastecimiento de agua por apenas algunas horas y esta poseía arsénico, por lo que era todo un desafío y un riesgo asentarse permanentemente en la región. Pocos querían habitar este territorio, y para los pocos que se quedaban escaseaba el empleo, porque las industrias eran incapaces de soportar tales carencias.

“Él contaba que cuando volvió a Antofagasta había una gran carencia de agua, había cortes durante la noche y otro tipo de medidas. El problema era muy grave y Carlitos se dedicó a estudiar esta situación y a pensar en cómo obtener agua de las neblinas, de la camanchaca. Se dio cuenta que había una inmersión térmica, por eso estaban estas acumulaciones de agua, y empezó a idear cosas. Entonces ideo su primer trabajo que fue hacer un atrapanieblas en un cilindro circular con hilos de nailon, y después fue evolucionando este atrapanieblas hasta llegar a una estructura más sólida. Sin embargo, los primeros atrapa nieblas que hizo eran muy precarios, por lo que el clima los mataba. El viento y la humedad eran factores muy erosivos que los mataba. Entonces se fijó en la estructura atómica del diamante y en función de eso construyo un atrapaniebla resistente a los embates del clima y que funcionaba”, asegura el profesor Miguel Murphy.

Vale decir que el Desierto de Atacama es de los más áridos del mundo, no obstante, en sus costas poseen un tipo de neblina dinámica y muy copiosa llamada localmente camanchaca, que se forma gracias a las masas de aire húmedo provenientes del Océano Pacifico. Con eso en mente, y tras años de trabajo, investigación y la construcción de diferentes prototipos, fue que el profesor Espinosa invento en 1954 un artefacto que le ha dado fama y reconocimiento nacional e internacional: El atrapanieblas, un curioso artefacto construido con 360 barras de cobre de un metro de largo y arpillera, que tiene como objetivo tomar parte del agua de las nubes, condensarla y de esta forma, poder capturarla en un recolector de agua.

Este invento, perfeccionado y bautizado como diseño Macrodiamante, llegó a revolucionar el mundo de la ingeniería y brindo una solución efectiva al problema de escasez de hídrica que constantemente afectaba a la zona.

Como se menciona en un estudio publicado en 2018, el principio de funcionamiento de los atrapanieblas se basa en la captación del agua que se encuentra en suspensión. Para ello, se coloca como obstáculo una pantalla constituida por malla raschel, la cual permite que la niebla, al chocar, se condense para formas gotas de agua. Las gotas de agua crecen por coalescencia hasta que posean un tamaño considerable que les permita precipitar por medio de la gravedad hasta una canaleta o sistema de recolección localizado debajo de la malla. Con este mecanismo es que se logró la construcción del método más efectivo para la captación de agua proveniente de la neblina, revolucionando la vida de muchas personas.

“Su gran pasión fue dar agua de niebla a la ciudad de Antofagasta y sectores costeros, que en esa época inicial padecían de una terrible penuria de agua potable. Cuando después de años logró con sus colegas físicos dar cima al diseño de su famoso atrapanieblas de estructura macrodiamante, compuesto de numerosos octaedros cubiertos por paños de arpìllera como absorbente, entusiasmó al hidrogeólogo  Christiaan Gischler jefe de la Oficina de la UNESCO en Montevideo, para experimentar con él en las alturas de  Cerro Moreno. El aparato demostró ser un notable captador de agua de la niebla. Recuerdo haber ascendido en  helicóptero  con el propio Espinosa hasta su ubicación a los 900 m de altitud en la montaña. Siempre pensó don Carlos que desde esa altitud se podría, en el futuro, surtir de agua potable a la creciente población del balneario de Juan López.  Esta era su verdadera obsesión”, agrega el Dr. Horacio Larraín.

Desde entonces, a este modelo inicial se le han realizado modificaciones y adecuaciones estructurales dando fruto a modelos como el cilíndrico y las trampas bidimensionales. Esta última data del año 1987, cuando se creó en el pueblo de Chungungo, en la Región de Coquimbo, una pantalla  bidimensional con el fin de abastecer con agua potable a los habitantes. Desde entonces, esta trampa ha sido catalogada como la más relevante y se ha replicado en diversas partes del territorio chileno y en varios lugares como Ecuador, Perú, México, Israel, Etiopía, España, Islas Canarias, entre otros, que buscan una alternativa para garantizar el recurso hídrico en su región.

Vale decir, igualmente, que el primer atrapanieblas fue patentado por Carlos Espinosa, patente que luego fue donada a la Universidad Católica del Norte para, posteriormente, ser regalada a la humanidad a través de la UNESCO y fomentar su difusión gratuita. Gracias a su generosidad, hoy los atrapanieblas – su herencia – son accesibles para todo el mundo y se encuentran esparcidos por diferentes países de América, África y Asia, siendo una herramienta de gran relevancia para la captación de agua niebla en diferentes zonas áridas o con escasez hídrica.

“Era un tipo al que no le interesaba el dinero. La patente que obtuvo por los atrapanieblas la dono a la universidad y posteriormente a la Unesco, de modo tal que cualquier persona pudiera hacer uso de ella sin pagar ningún royalty o derechos de autor. Y eso seguramente lo hizo por el sufrimiento que tuvo que pasar en Antofagasta en esos años por la falta de agua y el contexto de escasez hídrica”, agrega el profesor Murphy.

De esta forma, no es extraño que el atrapanieblas haya sobrevivido a lo largo del tiempo, aunque su fama y reconocimiento a nivel mundial hoy está más por el lado del diseño y la arquitectura. Durante el año 2014 el primer atrapanieblas, esta estructura de diseño macrodiamante, fue expuesto en el Museo Tokio de Paris, mientras que el año 2018, este artefacto fue expuesto en la «16 Exposición Internacional de Arquitectura, La Biennale di Venezia», en el «Catalogue por Polish Pavilion».

Pero ese no fue el único reconocimiento que recibió el Dr. Carlos Espinosa. El año 1998, en el transcurso de la primera Conferencia Internacional de Niebla, Captación de Niebla y Rocío, ocurrida en Vancouver, Canadá, se decidió premiar al destacado profesor de física y matemáticas por su gran trayectoria en el estudio de recursos hídricos y colección de niebla. Además, en el año 2013, se le otorgo la distinción de Doctor Honoris Causa por parte para la Universidad Católica del Norte, por su gran aporte en la casa de estudios y la relevancia de sus investigaciones.

Así lo indica Pilar Cereceda, destacada geógrafa chilena, experta en zonas áridas, semi-áridas, recursos hídricos y colección de agua de niebla, que fue muy cercana al Dr. Espinosa durante sus últimos años: “Fue galardonado en varias instituciones, incluso fue nombrado Profesor Honoris Causa por la Universidad Católica del Norte, y premiado por su mérito con las atrapanieblas en la primera Conferencia Internacional de Niebla, Captación de Niebla y Rocío. Este congreso lo realizamos con un canadiense que fue el otro gran motor para hacer este gran proyecto y darlo a conocer al mundo. Y en esa conferencia, el grupo que organiza, que generalmente son los mejores científicos en el tema, decidió premiar a don Carlos. Fue una conferencia maravillosa, y que un chileno se destacara es algo muy especial. A mí me pareció que era un regalo para él, fue parte de la ciencia y el crédito para mi es súper importante, extraordinario”.

Asimismo, vale destacar que los atrapanieblas no eran los únicos intereses de este carismático profesor de la UCN, sino que también tiene una larga trayectoria investigando temas que en la actualidad cada día son más populares: el litio y la energía solar.

Como señala Miguel Murphy: “Era una persona muy estudiosa, le interesaba mucho todo lo que tiene que ver con litio y energía solar y estaba al día de todo. Ya en el año 1966 hizo un librito que se llamaba «Elemento metálico lítico en el salar de Atacama» del proyecto del International Termonuclear Experimental Reactor (ITR), donde hablaba del potencial que tenía el litio para generar energía eléctrica. Él tenía muchos conocimientos y había estudiado la energía nuclear, entonces hablaba del potencial del litio7, que es un componente muy escaso en el litio, y es un elemento que sirve en reemplazo de otros elementos para reactores nucleares. En esa fecha estaba en voga este tema y él hablaba de eso y también de otros temas, por ejemplo, la energía solar. Durante esos años también creo una cocina solar”.

Caleta Chungungo y el primer proyecto para dotar de agua atmosférica a una caleta costera en Chile

El Dr. Carlos Espinosa Arancibia no solo destacó por sus conocimientos físicos, sino también por sus cualidades como maestro estrella de numerosas generaciones. El profesor sobresalió entre sus pares por su profunda generosidad y modestia, así como por el cariño y pasión con que enseñaba y entregaba consejos a sus alumnos y colegas de la Universidad Católica del Norte (UCN), incorporándolos en sus investigaciones y siempre dispuesto a escucharlos con mucha dedicación y afecto.

Como señalan sus colegas, Don Carlos era mucho más que un científico, sino que era un maestro. “El sobresale más que nada por el amor y la pasión que le puso a todo su trabajo, porque trabajar en el desierto no es fácil, mucho menos trabajar en la ribera de la costa mirando hacia el mar sobre el farellón costero. Realmente a mí me parecía que era un sabio, no solamente en el sentido de saber de la neblina y de estos aparatos, sino que además estaba preocupado de los ecosistemas que habían en las zonas donde había neblina, se preocupaba de no dañarlos. Era una persona que realmente le interesa todo, era un gran inventor, y esa capacidad la tiene muy poca gente porque va atado a ser visionario”, agrega Pilar Cereceda.

En ese sentido, su mayor pasión, sin duda alguna, fue la invención de los  atrapanieblas para utilizar el agua contenida en la camanchaca costera.  Dotado de un ingenio sorprendente, Carlos Espinosa se impuso la misión de enseñar a dotar de agua a todo aquel que estuviera dispuesto a escucharlo.

Por eso no es de extrañar que en la década de los 80, varias décadas después de patentado su invento, el Dr. Espinosa no mostrara ninguna resistencia para colaborar en el primer intento serio hecho en Chile por dotar a las caletas  de pescadores con agua potable procedente de las nieblas costeras o camanchacas, sino que todo lo contrario. Feliz y apasionado, mostro la mejor de las voluntades al ver como su gran pasión se trasmitía y se hacía patente a través de generaciones más jóvenes.

“Cuando nosotros mismos con Pilar Cereceda Troncoso  y estudiantes de Geografía de la Pontificia Universidad Católica de Chile comenzamos a realizar estudios de niebla  y su modo de aprovecharla en los cerros costeros de El Tofo (IV Región) en el año 1980, a la primera persona que recurrimos en procura de bibliografía, consejo y orientación, fue a don Carlos. Con gran generosidad, puso a nuestra disposición sus propios trabajos y los de otros investigadores, en un campo de estudio que para nosotros era enteramente desconocido. Siempre respondió nuestras consultas y nos animó a proseguir en esta misma senda, que sería también  la nuestra por muchos años”, añade el Dr. Horacio Larraín.

En Chile, el primer lugar habitable donde se instalaron atrapanieblas fue en la Región de Coquimbo, en el pueblo Chungungo, a 73 km al norte de la ciudad de La Serena, durante la década de los 80’s. Un proyecto llevado a cabo por el Dr. Horacio Larraín Barros, la destacada geógrafa Pilar Cereceda; y el geógrafo Nazareno Carvajal, que buscaba de dotar de agua atmosférica a una comunidad pequeña que se ubicaba en un sitio muy prometedor para la obtención de este recurso a través de la niebla o camanchaca costera.

El sector de cerros “El Tofo”, en la comunidad de Chungungo, generalmente estaba provisto de densa niebla y cerros elevados, por lo que entre 1980 y 1983, el pequeño equipo del Instituto de Geografía de  la Universidad Católica y el Instituto de Estudios y Publicaciones Juan Ignacio Molina de Santiago, aúnan esfuerzos y ganan pequeños Proyectos ante la SERPLAC de la IV Región, que les permitió acceder a los recursos para probar la factibilidad del proyecto. Hacia 1982, la CONAF se  incorpora al Proyecto, y hacia mediados de 1984 ya se había colocado, en la cima de El Tofo, un gigantesco atrapanieblas  de 90 m2 de superficie de captación, de peculiar diseño  romboidal,  que durante el mes de  agosto de 1984, fue capaz de entregar, en una  sola noche, 2.700  litros de agua.

Este fue el primer precedente, pero no fue hasta 1992 que se logró concretar un proyecto con 100 captadores de niebla, cada uno de 40 y 48 m2 de superficie de captación, grandes estanques y una  extensa aducción; que surtió de agua  potable al poblado de 300 pescadores durante 8 años.

Gracias a los atrapanieblas y al recurso hídrico que brindaban, la comunidad logró aumentar su población de 300 a 600 habitantes, duplico su consumo de agua de 15 a 30 litros diarios, se plantó un bosque de 4 hectáreas y se logró instalar una planta faenadora de pescado. Sin duda, el proyecto genero un gran beneficio a la comunidad costera, permitiéndole crecer económicamente y también, tener una mejor calidad de vida.

Lamentablemente, posteriormente se instaló una planta desalinizadora en la zona que dejo muy de lado estos increíbles atrapanieblas que luego cedieron ante los embates del clima y la falta de mantención. No obstante, este es un hecho que marco un precedente y demostró, de forma muy efectiva, el gran potencial que poseen estos artefactos para permitir el acceso a una comunidad a un recurso hídrico limpio y de calidad, de una forma sustentable y de bajo costo.

“Al principio los atrapanieblas fueron de gran relevancia para a gente del norte. Tal vez eso mismo hizo a Don Carlos tan popular. Pero después cuando se solucionó el tema hídrico y llegaron las cañerías, había falta pero no tanta como antes. Entonces la gente se comenzó a olvidar un poco de estas cosas. Las políticas cuando ya no son prioritarias, empiezan a pasar a segundo, tercero o cuarto plano. Sin embargo, el reconocimiento mundial que ha tenido don Carlos, en épocas pasadas, aún perdura”, indica Miguel Murphy.

En la actualidad, el legado de Carlos Espinosa sigue vivo y cada día cobra más relevancia en el contexto actual de escasez hídrica que afecta a la zona centro del país, así como el creciente riesgo del cambio climático. “Es evidente que esta posibilidad de captación de agua de la niebla  será una fuente  muy importante de agua pura potable para el futuro. Por ahora, se ha obtenido tan solo a nivel experimental pero puede y debe considerarse a futuro una muy importante fuente de agua potable y de riego”, señala el Dr. Horacio Larraín.

Por su parte, Pilar Cereceda, finaliza: “Nosotros siempre decimos que tal como los “molinos de viento” de Don Quijote se han convertido hoy en grandes aerogeneradores y el desarrollo de la energía solar ha dado ya un salto cuántico,  tal vez también ha llegado la hora de la industrialización en gran escala, de los atrapanieblas chilenos. Sería el más espléndido legado del profesor  Carlos Espinosa a Chile y al mundo. Hay neblina a lo largo de todo Chile, entonces no es algo solo para el norte. Tenemos que empezar a sacar agua de niebla y agua de lluvia de los techos. Es algo que cobra cada vez más relevancia con los tiempos actuales de escasez hídrica”.