Desalinización del Agua: Alternativa para la Producción Agrícola


La agricultura es la actividad que demanda y consume la mayor cantidad del agua dulce disponible en el mundo. El riego agrícola toma especial importancia en las zonas áridas y semiáridas donde la carencia de agua es una limitante para el establecimiento y crecimiento de cultivos. Entre las medidas comunes de aprovechamiento para las zonas con baja disponibilidad están el aumento en la eficiencia del uso de agua en cultivos y la implementación de mejoras tecnológicas como el uso de variedades con menor demanda hídrica, además se exploran nuevas alternativas y una de las más desarrolladas y viables es la desalinización de agua de mar para su uso en la agricultura.

La desalinización del agua

La cantidad de agua que demanda el riego y la escasez de este recurso ha incentivado alternativas como la desalinización de agua salobre (con salinidad media) y marina para volverla apta para su uso en la agricultura. El agua marina es un recurso casi inagotable, sin embargo, la concentración de sales que contiene es la principal limitante para su uso en los cultivos. En este sentido, el desarrollo de la tecnología para eliminar estas sales ha tenido avances significativos pero aún requiere mayor sofisticación y sobre todo reducir los costos de inversión, operación y mantenimiento. El uso de agua desalinizada avanza al mismo tiempo que se vuelven costeables los procesos, tanto que actualmente la capacidad de desalinización en el mundo es de 95.6 millones m3/d (IDA, 2016). Las tecnologías disponibles para la desalinización del agua son diversos en cuanto a su proceso y energía utilizada (Cuadro 1).

Desalinización de agua marina

Figura 1. El agua de mar requiere tratamiento previo para remover altas concentraciones de las sales que contiene y volverla apta para la agricultura.

Fuente: INTAGRI.

 Cuadro 1. Clasificación de los procesos de desalinización.

 Fuente: Lattemann y Hoepner, 2007.

 Clase de Separación

Energía utilizada

Proceso

Sistema

Agua de sales

 Térmica

 Evaporación

 Destilaciones, compresión de vapor

 Frío

 Cristalización

 Congelación

 Presión

 Filtración

 Ósmosis inversa

Sales del agua

 Carga eléctrica

 Filtración selectiva

 Electrodiálisis

 Atracción química

 Intercambio

 Intercambio iónico

El uso de aguas tratadas en la agricultura

Uno de los principales retos del uso de agua desalinizada de acuerdo a la clasificación de aguas para riego agrícola es la Conductividad Eléctrica (CE). Este parámetro mide la concentración de sales en el agua y es un factor que puede afectar el rendimiento de los cultivos. La CE tiene distintos valores en donde puede ser perjudicial para las plantas, según el tipo de cultivo y la variedad. De manera general se considera un agua sin restricciones para uso en riego con una CE por debajo de los 0.7 dS/m (700 µS/cm), de leve a moderada restricción entre 0.7-3.0 dS/m (700-3000 µS/cm) y alta por encima de los 3.0 dS/m (3000 µS/cm). Los valores de CE de agua desalinizada pueden variar dependiendo del proceso usado y la calidad del agua a tratar. El valor normal de CE en el agua después de una etapa de ósmosis inversa (OI) oscila entre 0.5 y 0.7 dS/m (500 y 700 µS/cm) y con doble etapa 0.1 y 0.4 dS/m (100 y 400 µS/cm); esto significa que una vez que se somete a este proceso no presenta problemas para el riego de acuerdo a los valores de CE.

Características del agua

Una situación de riesgo con el uso de agua desalinizada es la toxicidad por iones específicos, principalmente causada por la alta salinidad y donde el tipo de iones más comunes involucrados son B3+, Na+ y Cl-. La sensibilidad de los cultivos a los iones específicos del agua de riego es diferente (Cuadro 2).

 Cuadro 2. Rangos de sensibilidad de cultivos a la concentración de cloro y boro en agua de riego.

 Fuente: UPCT, 2014.

 Tolerancia

Boro (mg/L)

Cloro (mg/L)

 Sensible

0.3-1.0

<178

 Moderadamente sensible

178-355

 Moderadamente tolerante

1.0-2.05

355-710

 Tolerante

2.05-4.0

>710

 

El agua desalinizada que no se somete a un proceso de re-incorporación de minerales en comparación con el agua dulce, contiene altos niveles de Na+ y Cl- y concentraciones bajas de Ca2+, Mg2+ y SO42-. Estos últimos son elementos esenciales en la nutrición de los cultivos, donde su deficiencia afecta el desarrollo del cultivo y la resistencia a enfermedades. Con el uso de agua desalinizada, los cultivos se exponen a distintos riesgos por la falta de nutrientes como:

  • La falta de Ca2+ perjudica el crecimiento de brotes y raíces.
  • El Mg2+ es indispensable para la buena fotosíntesis y síntesis de proteínas.
  • Las deficiencias de SO42- reducen el peso seco, contenido de clorofila y número de frutos.

Conclusión

La desalinización de aguas salobres o marinas lleva años de desarrollo e implementación y se ha expandido en diferentes latitudes a nivel que aumenta la necesidad de disponer de agua para riego. La ósmosis inversa se postula como la mejor opción de desalinización de este tipo de aguas, pues sus costos han ido reduciendo a tal grado que es accesible para producciones altamente tecnificadas que cubran el gasto, pero aún se complica su implementación para la mayoría de cultivos y zonas alejadas de las plantas tratadoras. Las revisiones de las experiencias de países que implementan estas técnicas son de aquellos que tienen una alta tecnificación por sus condiciones áridas o semiáridas y llevan años utilizando esta alternativa en su agricultura. Con la información actual generada en Israel se tienen importantes consideraciones agronómicas que se deben tomar en cuenta para futuras adopciones de la desalinización en otros países:

  • El agua marina desalinizada es deficiente en minerales, en comparación con aguas superficiales, por lo que se deben agregar de manera externa minerales como el Ca2+ y Mg2+.
  • La inclusión de minerales a aguas tratadas se podría realizar por medio de: tratamientos en las plantas desalinizadoras, adiciones en fertirrigación o mezclas con otras fuentes de agua.
  • Se deben tomar en cuenta los riegos por toxicidad causados por Na-, Cl+ y B3+, y lograr que los procesos aplicados reduzcan sus concentraciones hasta un nivel aceptable.
  • El agua aplicada en campos agrícolas debe ser rigurosamente controlada, y antes de utilizarla sus parámetros de calidad se deberán ajustar y para esto se requiere equipos sofisticados que elevan los costos de producción.

Cita correcta de este artículo:

INTAGRI. 2018. La Desalinización del Agua: Una Alternativa para la Producción Agrícola. Serie Agua y Riego. Núm. 21. Artículos Técnicos de INTAGRI. México.  3 p.

Literatura consultada

- IDA. 2016. Desalination Yearbook. International Desalination Association.

- Dévora, I.G.E.; González, E.R.; Ruiz, C.S. 2013. Evaluación de Procesos de Desalinización y su Desarrollo en México. Tecnología y Ciencias del Agua 4(3): 27-46.

- Dévora, I.G.E.; González, E.R.; Ponce, F.N.E. 2012. Técnicas para Desalinizar Agua de Mar y su Desarrollo en México. Ra Ximhai 8(2): 47-54.

- Martínez, A.V. y Martín, G.B. 2014. Antecedentes y Problemática de la Aplicación de Agua Marina Desalinizada al Riego Agrícola. Informe preliminar. Sindicato Central de Regantes del Acueducto Tajo-Segura (SCRATS). Universidad Politécnica de Cartagena, España.

- Mujeriego, S.R. 2014. La Reutilización, la Regulación y la Desalación en la Gestión Integrada del Agua. Universidad Politécnica de Cataluña. España. 41 p.

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Comentarios

Anónimo comentó:
Publicado: 2018-04-11 16:48:37

excelente tema, me interesa bastante este tema de obtener agua para regadio desde el agua de mar

soy Chileno y se puede aplicar en la costa ...

felicitaciones  y continuaré leyendo acerca de este tema  


carlos Mancilla Pool

alvaro_bonilla comentó:
Publicado: 2018-04-19 12:41:51

Hola que tal Carlos.

Es una tecnología que cada vez toma una mayor relevancia. Nosotros seguiremos trabajando para llevar hasta ustedes la información más actualizada.

Saludos hasta Chile.