La salmuera es un recurso

El efecto de la disposición correcta de la salmuera en el medio marino a largo plazo es totalmente despreciable

EN COLABORACIÓN CON:

Los detractores de la desalación usan a la salmuera como argumento principal ignorando la evidencia científica sobre su afectación casi nula al medio marino, pero ¿qué hacer cuando se produce lejos de la costa? La comunidad científica del agua trabaja para disponerla correctamente y convertirla en un recurso. Aquí te presentamos varias propuestas

En las páginas de este magazine ya se ha hablado sobre el impacto ambiental de la disposición de salmuera en el medio marino, que en palabras del presidente de AEDyR, Domingo Zarzo, “no es inexistente pero tampoco relevante”. No obstante, este subproducto sí tiene un impacto en la opinión pública y su aprovechamiento es uno de los objetivos más buscados en el ámbito de la desalación. Según aquel mismo estudio del Instituto para el Agua, Medio Ambiente y Salud de la Universidad de la ONU (UNU-INWEH) (Jones et al, 2019) que fue usado por parte de la prensa para desacreditar a la desalinización, las desaladoras del mundo producen 145,5 millones de metros cúbicos de salmuera al día. El 86.6% de ella proviene de la desalación de agua de mar y el resto de agua salobre (7.9%), residual y de otras procedencias. La investigación dice que aproximadamente un 80% de la salmuera se produce a menos de diez kilómetros de la costa. En este caso la opción más viable es el vertido al mar. Para el resto se buscan y practican alternativas que incluyen la inyección de acuíferos profundos confinados, vertido a la red de saneamiento, vertido al suelo o riego, descarga de líquido cero y las revalorizaciones que constituyen un campo experimental per se. Respecto al vertido en el mar, Daniel Prats, catedrático de ingeniería química y coordinador de proyectos y desarrollo del Instituto del Agua y de las Ciencias Ambientales de la Universidad de Alicante - España, explica que las sustancias del pretratamiento de la ósmosis inversa no son tóxicas y tienen un impacto muy reducido. Además, detalla que cada año el ciclo natural del agua toma 44 mil ochocientos kilómetros cúbicos de agua desalinizada por evaporación y los precipita sobre el continente, mientras que toda la capacidad instalada de para la desalinización de agua de mar llega a 21.9 kilómetros cúbicos al año. “Es evidente que el ciclo natural del agua desala hasta 2 mil veces más que todas las desaladoras combinadas” dijo. También se dispuso a responder la pregunta ¿Cómo se modificaría la salinidad media del mar si se evitara que el total del agua dulce producto de la desalación retornara? Al cabo de un año, la concentración salina oceánica pasaría de 35 mil miligramos por litro a 35 mil coma 00056 miligramos por litros. Es decir, una variabilidad aumentativa de 0,0000017% de la salinidad. En otras palabras: el efecto de la desalinización de agua de mar a largo plazo es totalmente despreciable. Más allá de estos datos que afirman y reafirman que la desalación tiene una capacidad de afectación a la composición del mar casi nula, lo que ocupa a este artículo basado en las investigaciones del profesor de la Universidad de Alicante, es lo que se hace con el concentrado salino que se produce a partir de agua salobre y tierra adentro, que constituyen un 20% del total generado por las plantas. La composición de agua de pozos salobres es tan variada que puede incluir metales pesados, boro y altas concentraciones de sílice por lo que su vertido al mar debe hacerse con medidas para evitar impactos como la eutrofización, que consiste en el enriquecimiento excesivo de nutrientes en el medio acuático. Para ello, en

Foto de referencia: en la desaladora de Abrera - Barcelona mezclan la salmuera con otros vertidos como aguas residuales tratadas

la desaladora de Abrera - Barcelona mezclan la salmuera con otros vertidos como aguas residuales tratadas. Otra forma es la inyección en acuíferos costeros poco profundos como sucede en las Islas Caimán.

Tierra adentro Cuando la desalación de agua proveniente de pozos salobres ocurre a más de diez kilómetros de la costa, una de las opciones de disposición es la inyección a pozos de más de 500 metros de profundidad. El pozo debe cumplir con las condiciones de aislamiento e impermeabilidad para evitar la infiltración salobre a otros acuíferos que sean susceptibles de explotación. Según la investigación Panagopulos y colaboradores de 2019 titulada Métodos de Disposición de Salmuera y Tecnologías de Tratamiento, el 17% de las salmueras totales de Estados Unidos se eliminan mediante este procedimiento. Su costo oscila entre 0,64 y 2,65 dólares por metro cúbico de salmuera. El 25% de salmueras en ese país se vierten a la red alcantarillado. Este método puede implementarse cuando la descarga es pequeña comparada con el caudal de agua residual. Se deben cumplir los estándares de calidad de vertidos. Precauciones adicionales aplican para efluentes tratados que se usan para riego. Costo: 0,32 – 0,66 USD/ m3 . Otra opción es el vertido cero mediante evaporación que consiste en excavaciones impermeables simples de construir. La limitante suele ser la cantidad de superficie que se requiere y amerita elevada irradiancia solar. Se trata de un procedimiento que se ha utilizado desde tiempos inmemoriales para obtener sal. El costo de este proceso es elevado por la necesidad de terreno. Costo: 3,3 – 10 USD/m3 . La descarga cero con la evaporación intensificada asistida por viento usa dispositivos con mallas que se van humedeciendo con salmuera y ésta se va evaporando con la brisa. Por cada metro cuadrado se pueden colocar hasta 20 de superficie mojada. La costra de sal se va desprendiendo espontáneamente por acción de la gravedad. También existe un aprovechamiento energético de estanques con un gradiente de temperatura que se crea cuando estos tienen cierta profundidad. El fondo acumula una salmuera concentrada capaz de calentarse lo suficiente para generar energía. Existen ejemplos de este método en El Paso, Texas. Aún falta avanzar en su escalabilidad y competitividad económica respecto a las energías convencionales.

Uso de salmuera

Es bien conocido el aprovechamiento por medio de los recuperadores de energía en la propia planta. Otra revalorización in situ es la de lavado y retrolavado de filtros, dado que la salmuera queda libre de sólidos y microorganismos.

Foto referencial: Programa Agua Doce de Brasil empleó la economía circular con la salmuera

Otros usos directos tienen que ver con la recuperación de aguas estancadas, hidroterápia, salación de encurtidos, aportes de minerales y nutrientes a cultivos hidropónicos y de regeneración de humedales, entre otros. La salmuera también se usa para riego de cultivos tolerantes y acumuladores de sales tales como la cebada, algodón, remolacha, trigo, espinacas, espárragos y alcachofas, además de algunos pastos de forraje. Según investigaciones del International Center for Biosaline Agriculture (ICBA) realizadas en 2018, las salmueras de aguas residuales urbanas beneficiarían la cría de tilapias haciéndola rendir tres veces más por metro cúbico de biomasa. Este esquema fue empleado por el Programa Agua Doce de Brasil incluyendo la piscicultura y el cultivo de plantas halófitas que a su vez se usaban como alimento para los peces.

Extracción de productos valiosos de la salmuera El agua marina está compuesta por un 96,5% de agua y un 3,5% por sales. El 65% de esas sales es cloro, seguido por el sodio con un 30,5% y en el resto se encuentran sulfato, calcio, magnesio, potasio y otros constituyentes (0,7%). Del efluente de la desalación se obtiene cloro e hidróxido de sodio mediante un proceso industrial de electrólisis por celda de membrana. La principal dificultad que presenta este aprovechamiento es que se precisa que el cloruro sódico sea de una pureza elevada y para ello se requiere someter a la salmuera a un tratamiento que incluye nanofiltración, electrodiálisis, concentración por evaporación y tratamiento químico. Cabe destacar que ambos compuestos, el cloro y el hidróxido de sodio, están entre los más utilizados como materia prima en el mundo con 70 y 65 millones de toneladas anuales respectivamente. El procedimiento de aprovechamiento es técnicamente factible y puede reducir la salmuera hasta en un 30%, aumentar la tasa global de recuperación de la ósmosis inversa hasta en un 58% y la producción de los compuestos generaría un ingreso adicional. Por ejemplo, una planta de 30 metros cúbicos al día podría producir 35 mil toneladas al año de hidróxido de sodio. Casi todos los elementos de la tabla periódica pueden encontrarse en ese 0,7% que anteriormente identificamos como “otros constituyentes”. Uno de ellos es el óxido de magnesio, un compuesto con múltiples aplicaciones -desde la industria de la construcción hasta la farmacéutica- que puede recuperarse con un proceso de precipitación y calcinación que deviene en un producto de alta pureza. Otro elemento recuperable es el rubidio. Se trata de un material que hoy se cotiza por encima de los 13 mil dólares el kilo y cuya concentración en las salmueras de la

Foto referencial: composición del agua marina

desalación es de 0,1 a 0,2 miligramos por litro. Para ello se ha evaluado la destilación por membranas con agentes que absorben el rubidio para luego concentrarse. El litio se encuentra en concentraciones de 0,3 y 0,5 miligramos por litro de salmuera y es recuperable mediante procesos eletroquímicos alimentados por energías renovables. Este elemento cotiza hoy a más de 13 mil dólares por tonelada y se espera que aumente por su demanda en el mercado tecnológico. Adicionalmente, la salmuera tiene concentraciones muy bajas de otros elementos como lantánidos y metales preciosos como el platino, pero los procedimientos para obtenerlos están lejos de ser rentables. Finalmente, también se han hecho ensayos para el aprovechamiento energético de la salmuera mediante ósmosis retardada por presión en un proceso en el que se combinan los efluentes de una planta que trata aguas residuales urbanas con la salmuera de una de desaladora. Ambos se envían a un dispositivo que utiliza la diferencia de presión osmótica para generar energía eléctrica. Los autores lograron una densidad de potencia de hasta 8,9 vatios por metro cuadrado en función del pretratamiento que le hicieron al rechazo usado. El crecimiento de la desalinización es inevitable y su sostenibilidad está intrínsecamente ligada al aprovechamiento rentable de la salmuera cuando esta se produce lejos de la costa. La meta debe ser el vertido de líquido cero con su aprovechamiento. Es de esperarse que las nuevas tecnologías traigan nuevas formas de rentabilizar el controvertido efluente.