En Chile, el sector agrícola consume la mayor cantidad de aguas superficiales y subterráneas, alcanzando el 88%, superior al de los sectores de minería, industria y generación de energía, según un estudio coordinado por Futuro Latinoamericano, Fundación Avina y Fundación Chile, “Radiografía del agua: brecha y riesgo hídrico de Chile”.

La disponibilidad del recurso hídricos es afectada por una sequía que afecta el país desde el año 2007, por la cual es afectada la zona norte y centro del país. Esto como sociedad demandante nos obliga a buscar soluciones innovadoras para poder superar problemáticas de este tipo enfocadas en el desarrollo y prosperidad de nuestra sociedad.

Presentamos las posibles soluciones para enfrentar la sequía.

PLANTAS DESALINIZADORAS

En Chile se desalinizan 500.000 toneladas de agua, lo que sitúa al país como líder en Latinoamérica. Y no sólo desde la minería aprovechan este recurso, sino que se está abriendo tanto a municipalidades como pequeñas comunidades que necesitan de una calidad de agua del tipo potable, y además el uso en riego para mejorar la calidad de los cultivos es cada vez mayor.

Esta tecnología llamada ósmosis inversa, que usa altas presiones y membranas semipermeables, es una alternativa viable para enviar el agua a cuencas y recargar pozos. Los costos del agua desalinizada por los sistemas de ósmosis inversa fluctúan en un promedio de un 0,4 US$/m3.

El proceso de ósmosis 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%).

• Calidad del agua desalinizada. La Organización Mundial de la Salud (OMS, 2003) considera que un agua es aceptable para su consumo cuando su contenido de sólidos disueltos totales está por debajo de una concentración de 1.000 ppm de sólidos disueltos totales, aunque ese límite es variable para diferentes regiones y países.

La concentración presente en el agua de iones cloruros o sodio presentes en la mayoría de los tipos de agua pueden tener un efecto en la fitotoxicidad para algunos cultivos, por lo que controlar su valor en el agua puede sin lugar a dudas mejorar los rendimientos de los cultivos. Los expertos en el tema de ósmosis inversa clasifican el valor de los sólidos disueltos totales en el agua como el riesgo para el crecimiento adecuado de los cultivos. Ver tabla 2.

• Toxicidad de iones específicos. Los iones más comunes que pueden causar un problema de toxicidad son los iones cloruro, sodio y boro. Al igual que con la salinidad, los cultivos difieren en su sensibilidad a estos iones. Se debe prestar especial atención al boro porque la toxicidad ocurre en concentraciones muy bajas, a pesar de que es un nutriente esencial para las plantas. Los niveles tóxicos de incluso un solo ion en el agua de riego pueden hacer que el agua no sea apta para el riego. A través de la desalación por ósmosis inversa, se puede llegar a alcanzar los niveles óptimos de estos iones y maximizar el crecimiento y rendimiento del cultivo.

• Desalinización + energía fotovoltaica. Los costos aplicados a la agricultura con el uso de la desalinización por medio de ósmosis inversa son cada vez menores. La tabla 3 muestra el valor agregado a diferentes frutos y el aumento del precio que se aplica si se usa agua tratada por ósmosis inversa.

Estos costos son disminuidos con sistemas de alimentación de paneles fotovoltaicos, los cuales bajan el OPEX (gastos de operación). En función de esto las plantas operan solo en horarios en donde la radiación es alta y se evita así el uso de baterías.

En Chile se está trabajando de la mano de la CNR (Comisión Nacional de Riego) en estudiar con paneles solares la operación y costos de las plantas de ósmosis inversa, pensando en localidades en donde la energía es un problema.

REÚSO DE AGUAS REGENERADAS

Un agua regenerada son aguas residuales municipales que han sido tratadas para cumplir con criterios específicos de calidad del agua. El término agua reciclada es sinónimo de recuperada. El éxito en la reutilización de aguas regeneradas tiene una estrecha relación con la instalación de plantas de tratamiento de aguas residuales, manejo integrado de fuentes de agua, análisis económico, financiero y aceptación pública. El coste de producción del agua regenerada en Europa está entre 0,05- 0,15 €/m3.

• Normativa actual de reúso. En el año 2018, en Chile se dio un paso al reúso de agua con la aprobación de la Ley 21.075, que regula la recolección, reutilización y disposición final de aguas grises, que se definen como “aguas servidas domésticas residuales provenientes de las tinas de baño, duchas, lavaderos, lavatorios y otros, excluyendo las aguas negras”, por lo que queda fuera el usar aguas servidas domésticas tratadas. Esta ley, además, prohíbe la reutilización de aguas grises para consumo humano.

• Fuera de Chile. La Agencia de Protección Ambiental (EPA) de Estados Unidos desarrolló las primeras Guías sobre la reutilización de aguas residuales tratadas en 1980. Estas guías se han actualizado en el 1992, 2009 y 2012. Cada estado y territorio tiene la potestad de desarrollar guías o reglamentos para la reutilización de aguas residuales tratadas. Sin embargo, no están obligados a reglamentar la reutilización de aguas residuales tratadas.

Hasta el presente, treinta estados han aprobado reglamentos para la reutilización de aguas residuales tratadas y quince estados y territorios han aprobado guías o normas de diseño para sistemas de reúso.

En el caso de la Unión Europea, la nueva normativa es el reglamento 2020/741 del parlamento europeo y del consejo, del 25 de mayo de 2020, relativo a los requisitos mínimos para la reutilización del agua. Se establecen los requisitos de calidad y seguimiento para el uso de las aguas residuales urbanas tratadas en el riego agrícola.

• Tratamiento de las aguas regeneradas .Los procesos de tratamiento en la recuperación de aguas residuales se emplean individualmente o en combinación para lograr los objetivos de calidad del agua recuperada, considerando los procesos unitarios clave y operaciones comúnmente utilizadas en la recuperación de agua. Muchos factores pueden afectar la elección de la tecnología de recuperación de agua:

A. Tipo de aplicación de reutilización del agua.

B. Objetivos de calidad del agua recuperada.

C. Características de la fuente de agua de las aguas residuales.

D. Compatibilidad con las condiciones existentes.

E. Flexibilidad del proceso, requisitos de funcionamiento, mantenimiento, opciones de eliminación de residuos y limitaciones ambientales.

Las aguas residuales y la desalinización del agua constituyen una de las principales fuentes potenciales de agua para la agricultura, si lo vemos desde el punto de vista de mejor aprovechamiento y cuidado del agua y desde la óptica de mejorar los cultivos.

Las tecnologías para el tratamiento de aguas residuales terciarias y la desalinización tienen mucho en común. Sin embargo, el costo del tratamiento varía según el uso final previsto del agua producto. Así, la reutilización de aguas residuales tratadas en agricultura es menos costoso que el agua desalinizada; sin embargo, la calidad del agua producto es diferente.