DESALACIÓN DE AGUA POR OSMOSIS INVERSA PARA RIEGO AGRÍCOLA

Una de las aplicaciones más interesantes para la industria de las plantas desaladoras por osmosis inversa, es el tratamiento y adecuación de agua salada o salobre para el riego y procesos agrícolas. Debido a que los pozos de agua dulce para riego a menudo provienen de suministros de agua subterránea, la contaminación por agua salina representa una amenaza global, particularmente cerca de las costas, donde el agua de mar cercana altera las fuentes de agua dulce.

Fuente: Redagrícola

Por: Dr. Gerardo Arancibia Moreno. Consultor, especialista en eficiencia energética y energías renovables.

Gracias a la osmosis inversa se consiguen eliminar del agua salada o salobre, los componentes nocivos para riego hortofrutícola, y para el proceso de alimentos en la industria agroalimentaria. Actualmente, y gracias a la escalabilidad de equipos que ofrece la osmosis inversa, es posible abastecer cualquier volumen de demanda hídrica. Así, por ejemplo, hay plantas desalinizadoras que pueden producir desde 4,000 m3 de agua al día, suficientes para abastecer los requerimientos hídricos de 50 hectáreas de frutares. En este contexto, es fundamental investigar para el desarrollo de una agricultura sostenible y, en concreto, en la utilización de fuentes alternativas de agua para riego si queremos mantener la salud del suelo, el cual representa un recurso fundamental para el sector agrícola.

Entre los problemas más comunes que se encuentran en el agua de riego están las altas salinidades y dureza interna del agua que son altamente tóxicas y dañinas para el desarrollo vegetal.

El proceso de osmosis inversa consiste en aplicar presión sobre una solución de agua salada y hacerla pasar a través de una membrana semipermeable, cuya función es permitir el paso del agua pura a través suya, pero no el soluto o las sales disueltas en el agua salada.  El agua pura pasa a través de la membrana, desde el lado donde la concentración de sales es más elevada, hacia el lado donde la concentración de sales es menor. El resultado es que la parte de la solución concentrada se reduce en favor del agua pura, que se ve incrementada. Al final del proceso se obtiene, por un lado, agua pura con escasa mineralización (70%), no apta inicialmente para riego, y salmuera, agua con alta concentración salina (30%).

El agua producida mediante osmosis inversa en las plantas desalinizadoras presenta un escaso contenido mineral por su baja concentración en calcio, magnesio y sulfatos, por lo que habra que incrementar su contenido en el suelo mediante la fertirrigación o mezclar con otros recursos hidricos de menor calidad.

ASPECTOS AGRONÓMICOS A CONSIDERAR DEL AGUA DESALINIZADA PARA RIEGO

La principal ventaja de la desalinización es la garantía del recurso hídrico, ya que no se encuentra sujeto a variaciones climáticas. Su uso reduce la incertidumbre de disponibilidad de agua en el momento adecuado para el cultivo y garantiza el suministro.

La osmosis inversa se ha generalizado como la tecnología de referencia para la desalinización de agua, ya que presenta consumos energéticos y costos de funcionamiento reducidos en comparación con el resto de tecnologías aplicables en distintas escalas.

Actualmente, y gracias a la escalabilidad de equipos que ofrece la osmosis inversa, es posible abastecer cualquier volumen de demanda hídrica, desde plantas desalinizadoras que pueden producir desde 4,000 metros cúbicos de agua al día, suficiente para abastecer los requerimientos hídricos diarios de 50 ha de frutares, por ejemplo, con solo la limitante volumétrica que ofrece la fuente de agua salada o de proceso.

Su principal inconveniente es su costo de producción, lo que limita su uso viable para algunos cultivos agrícolas, debido principalmente a su alto consumo energético.

En la actualidad, y debido a su bajo costo y larga vida útil, la tendencia mundial es vincular el consumo energético de las plantas desalinizadoras a fuentes de energías renovables, especialmente la solar fotovoltaica o la eólica para alimentar de forma directa el sistema, logrando de esta forma ahorros energéticos y económicos que hacen factible la mayor parte de los proyectos de desalinización aplicada al riego.

El agua salina o salobre osmotizada resultante de esta técnica se caracteriza por su escasa mineralización e importantes desequilibrios en su composición, por lo que no es apta para ningún tipo de suministro doméstico, agrario o industrial.

Para adecuarla a los requerimientos del riego agrícola debe someterse a postratamientos de re-mineralización en la propia planta desalinizadora, o mezclarse con otras aguas que corrijan sus desequilibrios para evitar problemas agronómicos que afecten tanto a la productividad de los cultivos como a la calidad de las cosechas.

Esta problemática ya se ha puesto de manifiesto en Israel y España, donde se han detectado dificultades agronómicas que afectan a la productividad de los cultivos, a los costos de fertirrigacion y a la conservación de los suelos agrícolas.

Aun así, todos los problemas agronómicos y de gestión relacionados con la aplicación del uso de agua salada o salobre desalinizada al riego agrícola, se pueden resolver mediante una correcta regulación de este tipo de suministros, que normalice la calidad a conseguir, y que permita la optimización de su gestión conjunta con la de otros recursos hídricos disponibles en cada zona regable.

Además del costo energético de la desalación, los principales aspectos agronómicos a considerar son:

Carencias y desequilibrios nutricionales en su composición, que limitan el desarrollo de los cultivos. El agua osmotizada se caracteriza por unos contenidos mínimos de calcio, magnesio y sulfato, nutrientes básicos para el desarrollo de los cultivos. Si esta agua se va a utilizar para el riego agrícola, el regante deberá rectificarla mediante sus equipos de fertirrigacion o tendrá que mezclarla con otros recursos disponibles. La mezcla del agua osmotizada o desalinizada con otro recurso existente ,aunque sea de peor calidad o incluso no apta para riego, se demuestra como el mejor modo para equilibrar ambos recursos y disponer de mayor volumen de agua apta para regar.

La concentración remanente de iones cloro y sodio en el agua marina desalinizada es muy elevada en relación al agua de fuentes convencionales aptas para riego, pudiendo llegar a ocasionar fitotoxicidad en cultivos sensibles. La relación de adsorción de sodio (SAR) es un indicador que evalúa el equilibrio en la composición del agua de riego, que debe mantenerse dentro de los límites recomendados en riego agrícola para garantizar la adecuada estructura del suelo agrícola a medio y largo plazo.

Elevada concentración de boro, que puede producir problemas de fitotoxicidad en cultivos sensibles al mismo. Afortunadamente, se están introduciendo en las plantas desalinizadoras sistemas para su reducción, pero que conllevan un incremento del coste de producción. Es conocido que el boro puede tener un efecto negativo en la productividad vegetal, sin embargo, no se conocen sus efectos en la calidad del suelo, el soporte fundamental para la agricultura.

Hasta ahora, unicamente Israel ha mostrado cierto avance evaluando la producción agronómica después de la utilización de aguas desalinizadas para riego. No obstante, aún existe un amplio desconocimiento sobre el impacto de estas aguas en la calidad y la fertilidad del suelo.

En este contexto, es fundamental investigar para el desarrollo de una agricultura sostenible y, en concreto, en la utilización de fuentes alternativas de agua para riego si queremos mantener la salud del suelo, el cual representa un recurso fundamental para el sector agrícola a nivel socio-económico dada la importancia de la agroindustria en las regiones de Sudamérica sometidas a un estrés hídrico, sobre todo bajo el panorama actual de cambio climático.

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