EFECTOS DEL AGUA DESALADA EN LAS PRESAS DE CHIRA Y SORIA.

Lucas Rodríguez Válido. Ingeniero Civil

Para poder abordar el estudio de los problemas que acarrea el uso del agua desalinizada, comencemos por clasificar las aguas en cuatro tipos:

Agua de mar

El agua de mar contiene unos 34500 mg/kg (ppm) de sólidos formados por: Cloruro (19000 ppm), Sodio (10500), sulfato (2700), magnesio (1350), calcio (400), potasio (380), bicarbonato (142), bromuro (65), otros sólidos (34), de los que hay que resaltar el boro (3) por su toxicidad.

Aguas duras

El agua calcárea o agua dura es aquella que contiene un alto nivel de minerales (sales de magnesio y calcio) con un contenido equivalente superior a 120 mg CaCO3/l. Para el agua potable se recomienda unos niveles máximos y mínimos de Ca (40-80 mg/l) y Mg (20-30 mg/l).

La dureza puede provocar depósitos o incrustaciones de carbonatos en conducciones, electrodomésticos y calderas. Suelen ser aguas subterráneas en contacto con rocas calcáreas y carbonatas. El carbonato no se elimina hirviendo el agua, sino con químicos que precipiten los carbonatos.

Aguas blandas

El agua dulce o agua blanda contiene menos de 0,5 partes por mil de sal disuelta (cloruro de sodio y de iones de calcio y magnesio). Es el agua de la lluvia y la nieve, y se encuentra en los lagosríos, glaciares, agua subterránea, etc.

Si no contiene ninguna sal se denomina agua destilada, agua dulce <0,5‰, agua salobre 0,5-35‰, agua de mar 35-50‰, salmuera >50‰.

Aguas corrosivas

El agua obtenida a través de los módulos de ósmosis inversa tiene un pH ácido y un bajo contenido de carbonatos, por lo que es altamente corrosiva. Esto exige su reacondicionamiento antes de su distribución y consumo. El pH se ajusta con carbonato de calcio (CaCO3) y para uso del agua potable se agrega fluoruro de sodio hipoclorito.

En el año 2011 se alertaba de que las aguas producidas en las dos desaladoras de Lanzarote eran altamente corrosivas, superando los límites legalmente establecidos. Una circunstancia que provoca que las tuberías de las redes de distribución y los electrodomésticos (calentadores, lavavajillas, lavadoras) estén expuestos a un deterioro progresivo por encima de los niveles óptimos. Las autoridades sanitarias restringieron su uso para beber y cocinar por no cumplir con el programa de vigilancia para aguas de consumo humano de Canarias en lo que se refiere al índice de Langelier (índice utilizado para conocer el nivel de corrosión o incrustación del agua, un valor aceptable está entre -0,3 y +0,3). Para solventar el problema, el Cabildo se comprometió a construir dos plantas de remineralización para adicionar dióxido de carbono y cal hidratada.

El mismo problema ha tenido el sur de Gran Canaria durante décadas, concretamente Puerto Rico, donde el agua del abasto tenía la peculiaridad de ser de color lechoso, seguramente por la cal añadida. Además del grave problema de incrustaciones que ocasiona la cal, sus residentes se ven obligados a comprar agua embotellada para poder cocinar y consumir.

En el caso de la ciudad de Las Palmas, desde el año 2003, la compañía EMALSA prohíbe colocar tuberías de PE (polietileno) para el abastecimiento, debido a que las aguas desaladas por ósmosis inversa lo destruyen, por oxidación. Estas aguas son muy corrosivas, su conductividad es muy alta y el pH es bajo. Para neutralizarlas se remineralizan con cal, cloro, etc. Estos problemas no surgen con otro tipo de aguas, como las procedentes de pozos o embalses.

INVESTIGACIONES SOBRE EL USO DEL AGUA DESALADA EN EL RIEGO DE CULTIVOS

En la actualidad, investigadores del Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura (Cebas-CSIC), ubicado en Murcia, desarrollan un estudio financiado por el Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2017-2020, sobre el posible impacto que ocasiona el riego con agua desalinizada en el ecosistema de los suelos de cultivo de las regiones mediterráneas.

La falta de concentración de minerales, tales como el calcio, magnesio y sulfatos del agua desalada mediante ósmosis inversa está obligando a los agricultores a incrementar su contenido en el suelo mediante la fertirrigación.

Alertan del alto contenido en boro, característico del agua desalinizada. Los resultados de este estudio revelan que dosis bajas de boro tienen un ligero efecto fertilizante en el suelo y pueden resultar beneficiosas a nivel microbiano y vegetal. Sin embargo, el riego continuado con agua desalinizada puede aumentar la acumulación de boro y llegar a hasta niveles dañinos para la salud del suelo y la producción vegetal. Una alta concentración de boro puede tener efectos a nivel de la biodiversidad de microorganismos del suelo, con potenciales efectos a nivel del ciclo del nitrógeno.

Por ello, para mantener la calidad del suelo agrícola a largo plazo, recomiendan la utilización de fuentes alternativas de agua para riego.

Estos estudios sobre los efectos nocivos del boro cuando se aplica de forma continuada a los cultivos coinciden con otros estudios realizados por la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT) en 2014, así como los realizados por el Departamento de Producción Vegetal y Microbiología de la Escuela Técnica Superior de Orihuela en 2004.

El estudio de UPCT recomienda mezclar el agua desalada con la del Trasvase al 50% para reducir los efectos del boro sobre las plantaciones y que la concentración de boro no supere los 0,4 mg/l. En la planta de Torrevieja se ha llegado a 0,56 mg/l.

En la misma línea va un estudio realizado en 2017 por la Escuela de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y Biosistemas de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM). Apuntan que, si bien, en los últimos años la desalación mediante la osmosis inversa se ha perfeccionado y sus costes se han reducido considerablemente, este producto debe reacondicionarse en función del tipo de cultivo y del suelo agrario y no siempre es rentable.

Las aguas desaladas tienen una salinidad baja y muy diferente de las aguas naturales, ya que tienen exceso de cloruro sódico y carecen de carbonatos, calcio y magnesio. Por ello, tras la desalinización se la suele someter a un proceso de remineralización donde se incorporan estas sales, hasta alcanzar un índice de Langelier próximo a cero. El RD 140/2003 regula el agua destinada para uso humano, pero no hay legislación para el agua de riego. En otros países con tradición en la desalinización de agua (Israel y países de Oriente Medio) tampoco hay legislación, todo lo más recomendaciones.

El uso del agua desalada obliga a controlar los siguientes indicadores:

- Salinidad: Se recomienda un contenido en sólidos por debajo de 280 mg/l, si bien, la mayoría de los cultivos pueden tolerar aguas de 1280 mg/l. El cloruro sódico (ClNa) es la sal más abundante en el agua del mar y también en la desalada por ósmosis inversa, representando el 72% de la salinidad. El problema aparece a largo plazo, a mayor número de riegos, mayor concentración de sales en el suelo y en la planta. Si hay lluvias frecuentes se reducen estas concentraciones.

- Remineralización: las membranas de la ósmosis inversa eliminan en exceso minerales que son fundamentales para el desarrollo de las plantas, concretamente, calcio, magnesio y sulfato (Ca2+, Mg2+ y SO42-). Esto obliga a un tratamiento posterior de remineralización, o bien, a que el agricultor tenga que añadir fertilizantes en su explotación agrícola y soportar un mayor coste.

- Fitotóxicos: el agua desalada tiene altas concentraciones de sodio, cloro y boro (Na+, Cl- y B3+) que pueden condicionar el uso del agua de riego, sobre todo el Boro. Las membranas, tras las dos etapas de ósmosis inversa, suelen retener el 99,9% de todas las sales, excepto el Cloro (99,48%) y el Boro (82,84%). El boro es esencial en pequeñas concentraciones, sin embargo, por encima de 2mg/l es tóxico. Por lo tanto, hay que reducir las concentraciones de estos elementos, bien con membranas adecuadas o mezclando el agua desalada con agua de origen natural. Hay cultivos muy sensibles a estos iones, especialmente los cítricos. El problema de agrava si hay evaporación, por lo que se recomienda algún tipo de cobertura y el riego por goteo es preferible al de aspersión para evitar el contacto con las hojas de la planta y la evaporación.

- Infiltración: la presencia del sodio (Na+, ClNa) puede llegar a producir problemas de infiltración de agua en los suelos, especialmente en los arcillosos. Los suelos permeables, como ocurre con el suelo volcánico de Lanzarote, no se ven afectados. Las lluvias frecuentes, así como añadir sulfato cálcico (CaSO4), una vez al año, reducen la sodificación y la salinidad del suelo.

- Corrosión: el agua desalada tiene un pH bajo (entre 5,6 y 6,2), con lo que tiende a disolver el carbonato cálcico y es muy corrosiva (índice Langelier -4,5), destruyendo las conducciones y sus accesorios.

- Descomposición del cemento y el hormigón: Las aguas ácidas atacan al hormigón disolviendo el cemento, especialmente los sulfatos y las sales de magnesio. Los sulfatos reaccionan con la cal del cemento aumentado su volumen y destruyendo el hormigón. También el carbonato cálcico usado para corregir el agua, puede precipitar y disolver el cemento.



En resumen, las medidas correctoras del agua desalada para uso agrícola deben comenzar en la propia planta desaladora, mediante un tratamiento de remineralización a base de carbonatos cálcicos y magnésicos. Posteriormente se recomienda la mezcla de esta agua con aguas de origen natural, al menos al 50%, para reducir las concentraciones de sodio, cloro y boro y, finalmente, en la propia explotación agraria, se debe acondicionar el agua al tipo de cultivo mediante la fertirrigación. Hay que evitar la evaporación cubriendo el agua y dando preferencia al riego por goteo.


PROBLEMAS CON LAS AGUAS DESALADAS EMBALSADAS

CONTAMINACIÓN POR BROMATOS

Las sales de bromuros del agua del mar tienen una concentración de 65 mg/l, por lo que tan solo representan el 0,2 % de todas las sales disueltas y suelen estar junto a los cloruros.

La concentración de bromuro en el agua desalada embalsada aumenta por efecto de la evaporación, al tiempo que su exposición directa a la luz solar hace que reaccione con el cloro y se formen bromatos.

Está confirmado que los bromatos son cancerígenos, por lo que su presencia en el agua debe estar por debajo de 0,01 mg/l. Sin embargo, vuelve a surgir el problema de que al regar de forma continuada aumente su concentración en el suelo y las plantas.

En 2007 trascendió el caso de contaminación de tres embalses de agua potable para la ciudad de Los Ángeles. Finalmente, decidieron desechar el agua contaminada y cubrir los embalses con una novedosa idea, 30 millones de bolas de plástico negro para bloquear la luz solar. 


CONCENTRACIÓN DE FITOTÓXICOS

Como se dijo anteriormente, para evitar que la evaporación aumente la concentración de fitotóxicos del agua osmotizada, se recomienda cubrir los estanques de las explotaciones agrícolas y hacer el riego por goteo en lugar de por aspersión para evitar el contacto con las hojas de la planta.

La solución de cubrir grandes embalses no es viable, por lo que deben adoptarse otras soluciones para reducir su concentración, como el mezclado con aguas naturales o la utilización de membranas adecuadas para este fin.

En 2018 se encendieron las alertas en el pantano de La Pedrera, Alicante, por los altos niveles de Boro debido al mezclado con agua desalada, alcanzando el máximo establecido de 0,5 ppm para riego (el límite para el consumo humano es 1 ppm). A partir de esta concentración, el agua no es aconsejable para los cultivos, sobre todo para los cítricos. Sus hojas se amarillean y el árbol puede morir. Como consecuencia de ello, se aumentaron los controles y se redujo la entrada de agua desalada en los pantanos de La Pedrera y Crevillente, sobre todo en verano, por la escasez de lluvia y el aumento de la evaporación. 




DESTRUCCIÓN DEL HORMIGÓN DE LA PRESA

Las aguas ácidas atacan al hormigón, especialmente los sulfatos y las sales de magnesio.

Se refieren casos en los que el mezclado de agua desalada con aguas naturales ha provocado la precipitación del carbonato cálcico añadido para corregir el pH, dando lugar a inestabilidad química, por lo que estas aguas producen corrosión metálica y atacan el cemento del hormigón.

EFECTOS DEL AGUA DESALADA EN LOS EMBALSES DE CHIRA Y SORIA

La utilización de los embalses de Chira y Soria para fines hidroléctricos obliga a tener un volumen permanente de unos 5 hm3 de agua desalada, lo que obliga a tener que añadir agua desalada de forma constante para compensar las pérdidas por evaporación y filtración.

El volumen de agua natural procedente de las escorrentías es variable, llegando a ser nulo en algunos años, por lo que el mezclado de aguas apenas existirá. De hecho, dado que estas escorrentías arrastran muchos sólidos, lo más probable es que se drenen hacia otras presas para que la central no tenga contratiempos y que el agua sea turbinable lo antes posible.

En este escenario, toda el agua de las presas será prácticamente agua desalada y tendrá altas concentraciones de bromatos y fitotóxicos, si bien, habrá que analizar cómo afecta su constante recirculación y renovación y cómo influye el volumen total en la lámina de agua superior, así como la transmisión de la contaminación de ésta lámina al volumen total.

Evidentemente, la flora y la fauna marina y terrestre que vive en el entorno de los embalses, se verá gravemente afectada. La mayor parte desaparecerá o será expulsada de la zona, como las aves, que irán a beber a otros lugares, quedando solo las especies más resistentes a este tipo de agua.

En cuanto al uso agrícola, aplíquese todo lo comentado anteriormente: sodificación del suelo agrícola, necesidad de fertirrigación, pérdida de calidad y de producción progresiva de los cultivos. Al ser aguas muy corrosivas, se reducirá la vida útil de las tuberías de polietileno y de acero, las bombas, válvulas y accesorios de la red de riego. Periódicamente habrá que hacer controles fitosanitarios de las plantas y del suelo y si llegan a niveles de toxicidad inadecuados habrá que abandonar los cultivos o sustituir el agua osmotizada por agua natural, o bien, mezclarla convenientemente con aguas naturales de pozos o de otros embalses.

En resumen, embalsar el agua osmotizada empeora su calidad por efecto de la evaporación y la acción de la luz solar. Es preferible almacenarla en depósitos cubiertos, o bien, usarla directamente tras la remineralización o mezclarla con agua natural.

EFECTOS DE LA SAMUERA EN EL MEDIO MARINO

VERTIDO DE LA SALMUERA

En el proceso de desalación se utilizan 2 m3 de agua de mar para producir 1 m3 de agua desalinizada y 1 m3 de salmuera. El agua de mar contiene unos 35gr/l de sales y la salmuera unos 70gr/l. Dependiendo del proceso utilizado, la salmuera contiene entre 1,6 y 2,5 veces la salinidad del agua de mar.

Además de la salmuera, hay productos químicos (biocidas, antiincrustantes, antiespumantes) resultantes del tratamiento y vertidos del limpiado de las membranas que contienen una alta concentración de sólidos y detergentes como el metasulfitosódico que es muy tóxico.

El vertido de la salmuera debe hacerse de manera que se disperse y diluya rápidamente en el volumen total del agua de mar. El vertido debe realizarse alejado de ecosistemas delicados.

Existen dos técnicas de vertido de salmuera:

-Vertido con emisario submarino, en el que se colocan difusores que faciliten la dispersión.

-Dilución previa al vertido de salmuera. Se retiene la salmuera en un depósito y se mezcla con agua de mar en proporción 1:4 para reducir la concentración y posteriormente se vierte al mar.

El vertido directo al mar de salmuera, procedente de los procesos de desalación, forma un penacho de agua muy densa (pluma) que se dispersa sobre el fondo marino por su mayor densidad en la dirección de máxima pendiente. La elevada diferencia de densidad hace que los procesos de dilución de la salmuera con el agua de mar del entorno sean lentos por lo que estas plumas hipersalinas se extienden sobre amplias áreas afectando a su paso a las comunidades bentónicas presentes. Los recorridos de estas plumas de salmuera producen un auténtico pasillo de ausencia de cobertura vegetal.

EFECTOS SOBRE LA VIDA MARINA

Los organismos marinos se encuentran en equilibrio osmótico con el medio que los rodea. Si se produce un aumento en la concentración del medio, puede llevar a la deshidratación del organismo.

La sensibilidad ante estos incrementos de salinidad varía de unas especies a otras, llegando algunas a aclimatarse con el tiempo a esta alta salinidad. Las fanerógamas marinas, en especial las Posidonias oceánicas, son las especies más sensibles a estos cambios de concentración. Las praderas de Posidonia se encuentran incluidas en el Anexo I de la Directiva del Consejo 92/43/CEE relativa a la conservación de los hábitats naturales y de la fauna y flora silvestres.

En una publicación del propio Ministerio de Medio Ambiente, reconoce que hay especies sensibles protegidas por las directivas medioambientales españolas y europeas, como la Posidonia oceánica, planta que vive en las proximidades de las costas y que forma un hábitat de gran valor para el desarrollo de los peces, fijar los bancos de arena y oxigenar el agua de mar. Es por lo tanto obligado proteger completamente esta especie y evitar el más mínimo efecto negativo sobre la misma. La Posidonia soporta hasta 39,5 gr/l de salinidad.

Un aspecto habitual de la vigilancia ambiental en las desaladoras es la vigilancia de las praderas de Posidonia. La vigilancia ambiental se registra en informes que cumplirán los siguientes aspectos: No superar la salinidad de 38,5 psu en ningún punto de la pradera en el 25% de las observaciones. En el caso de superar esta medida se intensificará la vigilancia, considerando que no debe exceder el valor de 40 psu. Este es el valor para tomar medidas urgentes, incluso detener la producción de la desaladora.

Los vertidos de salmuera en la costa producen un cambio en las praderas de angiospermas marinas y la biodiversidad que acoge, afectando especialmente a la Posidonia oceánica. También se ve afectada el alga Caulerpa prolifera así como pequeñas comunidades de algas unicelulares, las comunidades bentónicas (equinodermos, estrellas de mar, almejas, pepinos de mar, anémonas…). Los peces están directamente menos afectados, pero se quedan si su alimento.

La recomendación es el vertido en fondos sin vegetación y con una elevada hidrodinámica que facilite la dispersión.

VERTIDO DE SALMUERA EN LA COSTA DE ARQUINEGUÍN

En Canarias, las praderas de fanerógamas son conocidas como "sebadales". Hay dos especies: Cymodocea nodosa y la Halophila decipiens. La más abundante es la Cymodocea nodosa y es la que se conoce como "seba" y la que forma los sebadales. La Halophila decipiens forma praderas más laxas y localizadas.

Como comenta el Gobierno de Canarias en su publicación Las praderas de fanerógamas marinas en Canarias y su diversidad”, la conservación de este ecosistema pasa por la protección de la seba y el conocimiento exacto de su extensión, dado que nuestras praderas marinas o sebadales no tienen grandes extensiones si se comparan con praderas de otras zonas del planeta, y por lo tanto son ecosistemas marinos bentónicos bastante frágiles. Debido a la regresión que han sufrido en los últimos años, los sebadales están incluidos en el Catálogo Español de Especies Amenazadas en la categoría de vulnerable.

Los sebadales absorben dióxido de carbono, producen oxígeno, contribuyen a la fijación y estabilización de sedimentos arenosos, a la fijación del carbono y el nitrógeno de los sedimentos y de comunidades de algas epífitas y sirven de hábitat a invertebrados (cnidarios, anélidos poliquetos, crustáceos, moluscos y equinodermos) y peces (se han descritos hasta 67 especies, entre los que destacan las tamboriles, caballito de mar, aguja mula, pejepipas, anguilas jardineras, salmonetes, viejas, chopas, besugos, bocinegros, sargos, cabrillas, gueldes, samas, etc.).

Relaciona la citada publicación la cantidad de sebadales desaparecidos o degradados por las transformaciones de los distintos ecosistemas mesolitorales e infralitorales, debido al fuerte desarrollo costero experimentado en Canarias, la población y los asentamientos costeros, tanto residente como temporal, como la ciudad de Las Palmas, los puertos, diques de abrigo, playas artificiales, emisarios submarinos, vertidos de aguas residuales y de salmuera, vertidos y residuos de embarcaciones e incluso determinadas modalidades de pesca y de cultivos marinos.

La única pradera conocida de Zostera noltii en Canarias se encontraba en la zona costera de Arrecife de Lanzarote y prácticamente desapareció por causa de un vertido industrial contaminante hacia 1990. En la Bahía de Santa Águeda, en Arguineguín, las jaulas flotantes de cultivos marinos han hecho desaparecer parte del sebadal. Advierten que lo peor está aún por venir, por la cantidad de puertos deportivos previstos y la gran demanda de jaulas marinas.

El vertido de salmuera de la desaladora de Santa Águeda se hará dentro de la Zona de Especial Conservación (ZEC) “Franja marina de Mogán”, también incluida en la Red Natura 2000. Como se observa en la cartografía, hay dos zonas (representadas en verde) en la costa de Arguineguín y otra mayor (en amarillo) que ocupa toda la ZEC. Su hábitat está formado por sebadales de Cymodocea modosa y Halophilla decipiens.

En este hábitat hay especies protegidas como la Cymodocea nodosa y Laurencia viridis, el delfín mular (Tursiops truncatus), el calderón tropical (Globicephala macrorhynchus) y la tortuga boba (Caretta caretta).




 




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