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Desafíos de Innovación2020

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Tecnologías confiables y de fácil uso para promover la participación de la comunidad en la caracterización de recursos ambientales en los Proyectos Piloto de Investigación Integral (PPII) de Yacimientos No Convencionales.


Dirigido a: Grupos y Centros de Investigación, Empresa Participante, Centro de Desarrollo Tecnológico y/o productivo, Alianza Interinstitucional.
Premios disponibles: $ 55,000,000
Fecha apertura: 15 de mayo de 2020
Fecha cierre: 17 de julio de 2020
Resultados preliminares: 31 de julio de 2020
Resultados definitivos: 21 de agosto de 2020
Caracterización Desafío 4 Adenda No. 01 Desafíos 3 y 4 Adenda No. 02 Desafíos 3 y 4 Términos de Referencia Versión 3 Desafío 4 Anexo 1 - TRL
Requisitos según participante
Grupos y Centros de Investigación Empresa Participante Centro de Desarrollo Tecnológico y/o productivo Alianza Interinstitucional

Antecedentes

 

Una tecnología para la caracterización de un recurso ambiental es una herramienta que permite generar información cuantitativa para describir una variable ambiental, describir un fenómeno y/o determinar el impacto de una actividad sobre una variable particular de estudio. Estas tecnologías pueden operar de forma periódica y/o continua, dependiendo del fenómeno a caracterizar, de los objetivos de la medición y de los recursos para su operación.

Dentro de los objetivos de una tecnología para análisis ambiental pueden estar: evaluar el cumplimiento normativo, realizar seguimiento a tendencias, evaluar estrategias de control, identificar posibles impactos en el ambiente y/o caracterizar estados ambientales para un aprovechamiento sostenible de los recursos disponibles. 

Las variables ambientales sujetas a caracterización o medición corresponden a un conjunto amplio de parámetros fisicoquímicos en componentes como aire, agua, suelos, biodiversidad, entre otros. Dependiendo del parámetro en cuestión, estas mediciones pueden ser complejas y su costo considerable. Sin embargo, los avances en distintas áreas del conocimiento de los últimos años abren posibilidades para hacer estas tecnologías más accesibles y a su vez permitir un conocimiento más profundo del medioambiente. Esto último, lo que será la próxima generación de tecnologías de análisis ambiental, donde siglos de conocimiento en ciencias básicas incorporan nuevas tecnologías como nanotecnología, inteligencia artificial, dispositivos inteligentes, sólo para nombrar algunas, cuyo objetivo debe ser que el análisis ambiental sea un área del conocimiento asequible para todo el mundo.

En Colombia, la industria del petróleo opera en entornos rurales, muchas veces en zonas de difícil acceso y con comunidades vecinas cuyo sustento y calidad de vida gira entorno a actividades agroindustriales. En este contexto se han identificado oportunidades de incorporación de tecnología en análisis y estudio ambiental, no sólo para la industria del petróleo en el exigente contexto de la operación en Colombia, sino también que puedan ser apropiadas por las comunidades vecinas, lo cual permitirá establecer relaciones directas entre sus actividades y su entorno, presentando oportunidades de tecnificación y optimización de procesos propios; así como iniciativas e innovaciones alrededor de la preservación de recursos ambientales.

A escala mundial existen distintos ejemplos de iniciativas que buscan acercar el estudio del medioambiente a las comunidades. Tan sólo en Colombia se han desarrollado proyectos de alto impacto, como el programa ciudadanos científicos desarrollado por la alcaldía de Medellín, donde a través de instrumentos para estudio del material particulado atmosférico se acercó a los ciudadanos al estudio de la calidad del aire.


                                                                                                                                    

Figura 1. Dispositivo de bajo costo para medición de calidad de aire, programa ciudadanos científicos Medellín

 

El presente desafío tiene como objetivo promover la participación de las comunidades aledañas a la operación petrolera en el contexto socioambiental del valle medio del magdalena, en actividades de investigación y apropiación de conocimiento por medio del estudio y caracterización de variables medioambientales. A través de este proceso se busca:

 

  • Transferencia de tecnología: Productos tecnológicos que puedan ser apropiados por la comunidad y que permitan la medición de fenómenos del medioambiente, cuyo conocimiento permita la mejora de la calidad de vida en un contexto de aplicación a sus actividades productivas propias.
  • Monitoreo ambiental participativo: Participación de la comunidad en actividades de aseguramiento ambiental asociadas a la industria del petróleo y su relación con el entorno.
  • Emprendimiento: Fomentar la apropiación social del conocimiento para potencializar el desarrollo de iniciativas de emprendimiento.

 

 Características de la propuesta

 

Las soluciones propuestas deberán considerar los siguientes aspectos:

 

  • La tecnología propuesta deberá ser en alguno de los siguientes componentes ambientales: aire, agua, calidad de suelos y/o biodiversidad. Deberá permitir la descripción de por lo menos uno de los parámetros o funcionalidades planteados en la siguiente tabla:


Componente ambiental

Parámetro o funcionalidad

Aire

Contaminantes criterio como material particulado tipo PM10, PM2.5, o fracciones inferiores; número de partículas; óxidos de nitrógeno y azufre; y ozono.

Gases asociados a procesos de combustión.

Gases de efecto invernadero: emisión, captura y sumideros.

Compuestos orgánicos volátiles.

Meteorología básica.

Otros parámetros con antecedentes normativos en regulación ambiental colombiana.

Agua

pH; demanda química de oxígeno; demanda biológica de oxígeno; sólidos suspendidos totales; sólidos sedimentables; grasas y aceites; sustancias activas al azul de metileno; fenoles; conductividad eléctrica; acidez total; alcalinidad total.

Hidrocarburos y compuestos asociados.

Compuestos de fósforo. Ortofosfatos y fósforo total.

Iones. Cianuro, cloruros, sulfatos y/o sulfuros,

Compuestos de nitrógeno. Nitritos, nitratos, nitrógeno amoniacal, y/o nitrógeno total.

Parámetros biológicos y microbiológicos. Organismos usados como indicadores biológicos.

Metales y metaloides. Aluminio, Cadmio, Zinc, Cromo, Hierro, Mercurio, Níquel, Plata y Plomo.

Parámetros de ingredientes activos asociados a actividades agroindustriales.

Otros parámetros con antecedentes normativos en regulación ambiental colombiana.

Suelo

Generales y físicos: pH; materia orgánica; P extraíble; bases de intercambio (Ca, Mg y K); capacidad de intercambio catiónico efectiva (CICE); porosidad total; densidad aparente; capacidad de retención de agua; tasa de infiltración.

Análisis elemental: fosforo; calcio; magnesio; potasio; sodio y/o aluminio.

Biológicos: caracterización de fauna y edafonfauna; Carbono en biomasa microbiana

Georreferenciación.

Biodiversidad

Taxonomía.

Fotografía.

Métodos de medición a nivel de especie (flora y fauna).

Notas:

No se establecen rangos o valores específicos de medición y/o detección, incertidumbre. Cada propuesta deberá argumentar dichos valores según su contexto de aplicación o desde la técnica de detección a emplear.


Tabla 1. Parámetros de los componentes ambientales aire, agua, calidad de suelos y/o biodiversidad

 

  • La tecnología deberá garantizar una medición confiable (la cual deberá ser soportada con evidencias durante su desarrollo) respecto a instrumentos de confiabilidad técnica reconocida o comerciales.
  • La Tecnología es considerada de bajo costo, cuando al ser comparada con tecnologías comerciales análogas, esta presenta una ventaja en cuanto a su precio de implementación en campo.
  • La Tecnología debe considerar el componente de generación de valor en su contexto de aplicación.
  • La tecnología propuesta debe ser probada en un ambiente real designado por Ecopetrol.

 

Aspectos deseables de la solución

 

Se consideran como deseables las siguientes características:

 

  • La tecnología deberá medir al menos uno de los parámetros indicados; siendo deseable que la propuesta contemple más de un parámetro.
  • Componentes digitales asociados a gestión de la tecnología; por ejemplo, para almacenamiento, análisis estadísticos de datos, u otros.
  • Facilidad de escalado e integración con tecnologías, infraestructura y sistemas actualmente disponibles.
  • Grado de innovación y diferencia sobre el estado del arte.

Objetivos y Meta


Este desafío tiene como objetivo desarrollar tecnologías confiables y de bajo costo para promover la participación de la comunidad en la caracterización de variables ambientales en las temáticas de agua, suelo, biodiversidad y/o aire en sitios aledaños a la operación petrolera de la región del valle medio del Magdalena. Las tecnologías deberán ser apropiables por la comunidad para la generación de valor en sus actividades propias y en la conservación del entorno.

El Prototipo deberá ser probado en un ambiente real. Dicha prueba deberá contar con métricas o información cuantitativa que permita determinar componentes ambientales asociados a aire, agua, suelos y/o biodiversidad, así como el aporte de la tecnología a la generación de valor en la agroindustria, actividades de la industria del petróleo, o en las actividades propias de las comunidades vecinas a la operación petrolera y de la conservación del entorno.

 

Alcance y Cobertura

 

La convocatoria busca la obtención y/o desarrollo de una tecnología para ser probada en un ambiente real. El desarrollo del prototipo, y su prueba, debe ser alcanzable según el plan de trabajo propuesto, considerando el tiempo y los recursos potencialmente disponibles para el mismo. La prueba del prototipo en un ambiente real deberá considerar una estrategia o método para caracterizar de manera cuantitativa la funcionalidad del mismo. 

 

La propuesta debe considerar:

  • Análisis y argumentación de cómo la tecnología propuesta promueve la participación de la comunidad en la caracterización de variables ambientales y cómo la(s) medición(es) pueden ser adoptadas a escala comunitaria para la generación de valor en actividades propias o de conservación de entorno.
  • Descripción de la tecnología, técnica de medición empleada y su comparación, tanto en aspectos negativos como positivos, respecto a técnicas o equipos comerciales.
  • Indicadores de confiabilidad de la tecnología.
  • Plan de trabajo para el desarrollo de la tecnología. Se buscan ideas o propuestas en una escala de TRL 3 para, a través del premio, ser llevadas a un valor 6 o 7 correspondiente a una prueba piloto en un ambiente real.
  • Diseño de experimentos para prueba piloto en ambiente real.