Imprimir un filtro en 3D: el experimento para llevar agua potable a escuelas rurales

El año pasado dos maestras y seis estudiantes de El Carmen de Atrato se convirtieron en aprendices de científicos para tratar de entender cómo se descontamina el agua. El grupo se pasó varios meses  leyendo toda la información que pudo encontrar sobre el tema. Pero después de bucear en las profundidades de internet encontraron que la respuesta que buscaban estaba más cerca de lo que creían. Se pusieron las botas y se fueron a las orillas del río Atrato para recolectar arena y piedras de distintos tamaños. Sabían que necesitaban reunir varios tipos de material para filtrar sólidos, otros para absorber minerales y unos más para atrapar microorganismos. Entonces, metieron las piedras en un recipiente y decidieron aplicar lo que habían leído en línea para hacer un filtro artesanal. Organizaron los materiales, echaron agua y vieron cómo mejoraba su color. Al final, supieron que el agua seguía sucia. No necesitaban un laboratorio para demostrarlo, pero este experimento les dio el impulso para seguir intentándolo. En esas estaban cuando se ganaron una impresora 3D con la que lograron imprimir un filtro con el que hoy buscan llevar agua potable a todas las escuelas rurales del municipio.

La impresora 3D llegó a El Carmen de Atrato gracias a una comunidad de de tecnología llamada Makers Colombia En 2020, esta organización publicó en sus redes sociales una convocatoria: maestros y maestras del Chocó podrían capacitarse para utilizar impresoras 3D si presentaban un proyecto en el que resolvieran un problema de su comunidad a través de esta tecnología. Ana Muñoz, gestora de Makers, explica que lanzaron este proyecto pues consideran que la tecnología debe llegar donde pueda servir para ayudar a solucionar grandes problemas. 

El proyecto de Makers Colombia se llamó Impresoras viajeras y fue lanzado en el Chocó en alianza con la Escuela de Robótica, una iniciativa para formar niños, niñas y jóvenes en distintas ciencias para contribuir a resolver problemas del territorio. El proyecto tenía tres fases. La primera consistía en enseñarles a los maestros sobre la impresión 3D, luego ellos y ellas debían presentar un proyecto para poner en práctica lo aprendido y, finalmente, si su proyecto era elegido, debían implementarlo. Yeny María Duque y Dora Adriana Bedoya, profesoras de la Institución Educativa Agropecuaria Marco Fidel Suárez, de El Carmen de Atrato, decidieron inscribirse.

Ahí, junto a 42 docentes chocoanos más, comenzaron a estudiar de manera virtual. Recibieron 40 horas de capacitación sobre el “Design thinking”, un concepto que traducido del inglés al español significa aplicar procesos creativos de pensamiento colectivo para diseñar nuevos productos. Ana Muñoz, de Makers, cuenta que el proceso de los profes tuvo cinco fases: “la investigación, la ideación, el prototipado, la validación con usuarios y luego la parte técnica de cómo calibrar una impresora 3D, los parámetros de impresión, las capas…”. 

Las “profes” Yeny y Dora no tardaron mucho en identificar el proyecto que iban a presentar. Casi desde el comienzo de sus carreras se han enfrentado con la falta de agua potable, sobre todo, en las escuelas rurales. Yenny, por ejemplo, trabajó durante diez años en el Alto y Medio Baudó, y en la escuela primaria de la Arboleda, en El Carmen. Allí, cuenta,“los niños toman el agua directamente de la llave o muchos la cogen del río”. 

Las consecuencias de esta práctica son evidentes, pero se han vuelto parte del paisaje cotidiano. En la vereda El Porvenir, por ejemplo, solo hay agua filtrada en la escuela y muchos estudiantes no tienen acceso a agua potable en sus casas. “A diario se ven niños con diarrea, dolor de estómago o cólicos…”, dice la profesora Fabiola Soto. Para ella, la razón es evidente: los niños y niñas consumen agua contaminada. “Consumen agua sin tratar”, afirma.

El filtro que diseñaron junto a sus estudiantes permitiría mejorar el acceso al agua potable de toda la comunidad educativa y reduciría las posibilidades de que los habitantes de las zonas rurales sufran dolores e infecciones estomacales. Además, solucionaría las constantes interrupciones con las que deben lidiar las profes durante sus clases porque sus estudiantes les piden permiso para ir a tomar agua. Calcularon que, si cada salón tenía un filtro de agua con un tanquecito que la almacera, sus estudiantes podrían tomar agua ahí, directamente en el aula.

“No teníamos nada, comenzamos de cero y con los niños y niñas le dimos forma a lo que queríamos”, cuenta la profesora Dora. Juntos hicieron varias pruebas del funcionamiento del filtro. “Además, tuvimos varios filtros comerciales a la mano y nos orientamos para mirar el diseño y la utilidad”, recuerda. 

Al final, su proyecto resultó elegido junto a otros tres de Quibdó y Tadó. “Lo elegimos porque el proyecto es sumamente útil. No utiliza la impresión 3D para hacer un objeto decorativo, sino para hacer este artefacto”, dice Ana Muñoz.

Las primeras pruebas de impresión fueron duras. Los tres primeros filtros se les dañaron. “El último tardó desde las 7 de la mañana hasta las 2 de la mañana. Estábamos pidiéndole a Dios que no se fuera la energía porque se nos dañaba”, recuerda Dora. Finalmente, imprimieron el prototipo: un cajoncito impreso en un tipo de plástico llamado filamento PLA o ácido poliláctico, que internamente tiene rejillas de separación de elementos purificadores y tela filtrante. Ahí organizaron la grava, la arena sílica, el carbón activado y la zeolita, es decir, el material filtrante que les mandó Makers, e hicieron una prueba final. Echaron agua turbia y de mal sabor en el filtro y esperaron. El agua fue bajando, gota a gota, a un pequeño recipiente plástico. Salió limpia y el sabor fue neutro.

El exitoso experimento llevó a que el equipo del colegio Marco Fidel Suárez se ganara una de las dos impresoras 3D que Makers Colombia había decidido donar tras evaluar los procesos de los cuatros colegios. Así, la impresora pasó de ser viajera a estar permanentemente en el municipio. Poco tiempo después, e inspirado por el talento de los carmeleños, un colaborador de la empresa donó otra máquina. Hoy, son dos las máquinas que están en El Carmen.  

El problema del agua potable

En el Chocó nadie toma agua de la llave. Según el último dato del Departamento Administrativo Nacional de Estadística (Dane), en 2020 este departamento fue el quinto con mayor pobreza multidimensional. Y esto influye en el consumo de agua: las familias reciben agua sin potabilizar y pocas tienen dinero para comprar filtros de agua en sus casas. “Para tomar agua potable en el Chocó hay que comprarla: en galones, bolsas o bidones”, explica Yunia Quinto, salubrista de la Universidad de Antioquia e integrante de la Asociación Colombiana de Salud Pública. Según Quinto, quienes no tienen el dinero suficiente para comprar agua limpia, optan por hervirla.

Sin embargo, este último método tiene dos problemas: “al hervir el agua no logras eliminar todas las bacterias que se pueden eliminar en un proceso adecuado de potabilización”. Además se gasta gas, un servicio que tampoco es barato. 

En una situación ideal, según Quinto, “el agua debe pasar por un proceso de tratamiento, ojalá industrial, por medio del que se eliminan los microorganismos, las bacterias, los residuos, sedimentos, materiales sólidos o líquidos que están en la naturaleza, como el zinc, cobre o el bromo. Todo esto para que no represente un peligro para las personas”. Con “peligro” se refiere a “las infecciones gastrointestinales que vas a adquirir por los microorganismos que se encuentran en el agua. Enfermedades como cólera, diarrea, estreñimiento, migrañas y problemas renales, porque los riñones son los encargados de filtrar el agua de nuestro cuerpo”. 

Sin embargo, en el Chocó poco se sabe sobre la calidad del agua. El Instituto Nacional de Salud (INS) cada mes publica los resultados del aplicativo del Sistema de Información de la Vigilancia de la Calidad del Agua para Consumo Humano (Sivicap), que tiene como objetivo “reportar los datos de la vigilancia de la calidad del agua”. Es decir, el INS sistematiza los datos que cada Dirección Territorial de Salud recoge sobre la calidad del agua en cada municipio. 

Según los registros del Sivicap, la última vez que un municipio chocoano envió información sobre la calidad del agua a este sistema fue en noviembre del año pasado. Esto puede pasar por varias razones, como que la autoridad sanitaria no tome las muestras o que lo haga y no las mande a tiempo, o que no sirvan las muestras tomadas. En ese mes se reportaron cuatro muestras de agua de la zona urbana de Quibdó y de Atrato. Las muestras arrojaron un Índice de Riesgo de Calidad del Agua para consumo humano (IRCA) de 0.0. Es decir, sin riesgo. 

Pero los datos oficiales no concuerdan con la realidad. Andrés Gómez Rey, abogado con amplia experiencia en temas de agua y servicios públicos domiciliarios, explica que el IRCA y todos los indicadores tienen una construcción subjetiva. “Hay valores que el IRCA incluye y otros que excluye. El sistema puede considerar que el agua no tiene riesgo a pesar de que tiene coliformes totales (bacterias). Además, el informe deja por fuera cosas radiactivas”, dice. Gómez afirma que esta medición considera que el agua es potable de acuerdo con estándares mínimos. Además, el especialista aclara que el grado de potabilidad del agua depende del organismo de cada persona, por lo que este resultado debería ser interpretado de acuerdo con las condiciones del ambiente de cada región. “Yo puedo ser muy resistente a cloros residuales porque estoy en Bogotá, pero a materiales microbiológicos no tanto. Siendo las dos aguas aptas”, ilustra.

Para Gómez, el acceso a agua potable en Colombia continúa siendo un desafío. “Estamos bastante mal”, dice. El último dato oficial sobre la calidad del agua a nivel nacional es de 2017 y dice que “por cada 100 personas que viven en área rural en Colombia, 46,4 acceden a agua potable”. Esta medición, según la organización Así Vamos Salud, es el peor resultado en los países de la OCDE.

Resulta curioso que, por el contrario, sí es posible encontrar datos oficiales y actualizados sobre la cobertura de agua (potable o no). Tanto el Ministerio de Vivienda como la Superintendencia de Servicios Públicos tienen cifras al respecto. Según el MinVivienda, para agosto de 2021 el 93 por ciento de los colombianos tenía acceso al acueducto. Y según el último informe de la Superservicios, publicado en 2020, el 71 por ciento de los predios de los municipios del país tenían acceso al servicio de acueducto. 

Andrés Gómez Rey explica que cada entidad mide la cobertura de acuerdo con sus competencias. “El Ministerio de Vivienda incluye todos los sistemas de acueducto del país, inclusive a los acueductos rurales pequeñitos construidos por la gente. Pero eso no es cobertura que el Estado ha garantizado”. En cambio, la Superservicios se limita a revisar los acueductos de “sistemas convencionales”, es decir, predios residenciales con acceso al servicio suministrado por un prestador de servicios. En todo caso, el foco está puesto en la cantidad de gente que accede al agua, o sea, en la cobertura, mas no en la calidad del agua que les llega.

El Carmen de Atrato: sin agua potable

En El Carmen de Atrato hay un acueducto urbano que abastece de agua a la población de la cabecera municipal. Está operado por la empresa Aguas del Carmelo, de propiedad de la Alcaldía Municipal y el Hospital San Roque. David Agudelo, gerente de la empresa, explica que el agua que trata el acueducto la toman de la quebrada El Carmelo y pasa por al menos cinco procesos antes de que llegue a las viviendas. Estos pasos tienen que ver con separar los materiales sólidos, agregarle sustancias químicas y finalmente almacenarla. 

Aunque Agudelo es enfático en que el objetivo es que “el agua llegue con las mejores condiciones a todas nuestras viviendas”, reconoce que el agua no es potable y que, además, su calidad se ve afectada por sucesos como deslizamientos y lluvias, que son frecuentes en el municipio. El gerente afirma que aproximadamente cada tres meses envían muestras de agua a un laboratorio en Medellín para medir la calidad del agua. “El punto en el que nosotros tenemos falencias, de los 12 puntos que se miden, es la cloración. No utilizamos siempre el cloro porque en el municipio no existen micromediciones y el tema del cloro, que es el que permite la potabilización del agua al 100 por ciento, es bastante costoso”, dice el gerente. 

Agudelo se refiere a que en El Carmen las viviendas no tienen mediciones, por lo que no sabe exactamente cuánta agua se consume, “el desperdicio de agua es muy alto”, comenta, y por lo tanto no dan las cuentas: la plata que recaudan no alcanza para usar cloro. El resultado es que el agua que se consume en el casco urbano de El Carmen no es potable. Sin embargo, según el gerente, en ocasiones es apta para el consumo humano y otras veces no, pues esto depende de varios factores, como los relacionados con las lluvias.

La situación para la zona rural, donde el acueducto no tiene infraestructura ni competencia, es peor. Según los datos del censo de 2018, en la cabecera municipal de El Carmen solo un 1,9 por ciento de la población manifestó tener necesidades básicas insatisfechas en materia de servicios. Mientras que en la zona rural el porcentaje fue de 37,2 por ciento. El agua es uno de los mayores problemas, tanto que en veredas como Habita, El Siete y El Dieciocho, las comunidades se han organizado para construir acueductos comunitarios. Pero estos no tratan el agua, simplemente la suministran. En otras veredas, como La Argelia, el agua que consumen los hogares viene de nacimientos cercanos.

Omar Benítez, secretario de Planeación del municipio explica que desde la Alcaldía están trabajando en “organizar el acueducto de La Mariela y Habita con el plan departamental de aguas y estamos trabajando por el de la vereda El Siete”. Los otros acueductos comunitarios los gestiona directamente la comunidad.

Esa falta de acceso a agua potable también es evidente en las escuelas, sobre todo las rurales. Además, de la sede principal del colegio Marco Fidel Suárez un par de escuelas rurales también tienen filtros donados por EPM. Una es la sede Gabriela Mistral, en El Porvenir. Fabiola Soto, docente encargada de la escuela, explica que allí instalaron unos bebederos por los que sale el agua filtrada. De allí toman el agua los niños y niñas y también la usan para cocinar los alimentos del comedor escolar. Además, “la comunidad tiene acceso al agua porque los bebederos están afuera, entonces ellos llevan sus garrafones, se los llenan y se los llevan para sus casas”.

Este ha sido un gran alivio para la institución pues, según la profesora Fabiola, en la vereda el agua llega “muy contaminada, muy sucia, sobre todo cuando llueve llega turbia, con mucho asiento”. Aún así, hay viviendas lejanas que no pueden ir a buscar agua a la escuela. 

Los filtros sirven si hay agua

Los filtros de agua son una alternativa para tratar el agua, siempre y cuando haya agua. Así lo explica Diego Fernándo López, oficial de Agua, Saneamiento e Higiéne (WASH, por sus siglas en inglés) de Unicef. Para López en este punto el Chocó tiene una ventaja frente a otros departamentos. A diferencia de otros lugares del país, en gran parte de esta región llueve casi a diario. De hecho, el Chocó es el departamento con mayor cantidad de precipitaciones en todo el país. 

A pesar de esta ventaja, en el Chocó y en El Carmen también se va el agua en ocasiones. En la de la vereda La Argelia, por ejemplo, la semana pasada estuvieron dos días secos. “Nos toca llevarnos un botellón de agua hervida que nos dura toda la jornada”, cuenta la profesora María Rubí Mosquera. Y en el caso de los estudiantes, les tocó ir a cargar agua a una vivienda cercana que sí tenía.

Una vez solucionado el acceso al agua, el experto explica que para implementar los filtros hay que tener en cuenta varios puntos.

Para comenzar, hay que preguntar para qué se necesita el filtro. “La respuesta más inmediata es: porque el agua está contaminada o el agua necesita un tipo de tratamiento. Entonces ahí la pregunta es ¿qué tipo de agua está recibiendo?”. El experto se refiere a que el agua puede estar contaminada por distintas fuentes, como la minería o las heces fecales.  “Es ver por qué está pasando. Eso nos lleva también a ver si el filtro que estamos pensando es la mejor solución a nivel tecnológico para ese tipo de agua”, añade.

Por otro lado, López también recomienda evaluar las prácticas de higiene y fomentarlas. Por ejemplo, si se tiene agua filtrada hay que trabajar en barreras de protección, como puede ser saneamiento para evitar que el agua se contamine”. Por ejemplo, evitar prácticas como verter las heces fecales directamente en los ríos y promover prácticas de higiene como lavarse las manos. 

Además, se debe tener en cuenta el cuidado del filtro. Dependiendo del tipo de filtro habrá mayor o menor manipulación por parte de los usuarios y, para asegurar que la calidad del agua se mantenga, se debe enseñar a la población cómo utilizarlos. “Tiene que haber una serie de procesos más formativos más vinculados a estrategias de que ese conocimiento se quede, que son mucho más complejas que la entrega de un filtro. Para nosotros el reto está en esa parte”.

López es enfático en que hay varias alternativas para mejorar la calidad del agua, dependiendo del problema. Si bien una puede puede ser un filtro, otra puede ser hervir el agua, otra agregarle hipoclorito de uso doméstico o incluso utilizar el método Sodis, en el que se usa la radiación solar para inactivar microorganismos. Escoger el método también tiene que ver con las costumbres y posibilidades de las comunidades.

Falta dinero para imprimir los filtros

Durante 2021 las profes y estudiantes hicieron el primer filtro usando los materiales enviados desde Bogotá y luego estuvieron más de seis meses sin impresora, pues pasó a un colegio en Quibdó. En ese tiempo el proyecto estuvo pausado, pero ahora que no tienen una, sino dos impresoras, lo están retomando. 

Sin embargo, les falta dinero para hacer los filtros. Un solo rollo de PLA cuesta, dependiendo del fabricante, entre 75 y 100 mil pesos. También tienen que comprar los materiales filtrantes y los recipientes plásticos, que no son tan costosos, pero suman. 

Para lograr el objetivo de producir filtros a las escuelas rurales buscan un patrocinador que los apoye. “Ahora que tenemos la impresora se puede retomar el proyecto mirando qué entidades nos pueden apoyar en cuanto a la potabilización del agua”, dice la profe Dora  Se refiere a que necesitan hacerle pruebas al agua que pasa por el filtro para saber qué pueden mejorar.

Mientras esperan que esto suceda, se las arreglan para conseguir agua para sus estudiantes. Y no solo ellas sino varios maestros del municipio. Distribuyen el agua de los filtros, en algunas cocinas escolares hierven el agua, otras llevan sus botellones o, como en la vereda Guaduas, el profe va hasta un manantial y la lleva a la escuela.