Avances en tecnologías de membranas para desalinizar agua de mar con el objetivo de destinarla al consumo humano e industrial representan una opción con mayor madurez en la era actual que enfrentan los estados norteños mexicanos que comparten costa con el Mar de Cortés ante un escenario de sequía y crecimiento poblacional.
Conagua/NORO
Desalinizar agua en Sonora
La ósmosis inversa representa una doble vía, sin embargo, con impacto mitigado en el medio ambiente y como un componente para economías circulares locales, de acuerdo a un especialista del Instituto Tecnológico de Sonora (Itson).
El doctor Gerardo Dévora Isiordia expone que en un contexto de incertidumbre sobre las fuentes de abasto de agua a corto plazo sectores económicos como el turístico y el agrícola impulsan la implementación de plantas desaladoras en la región, de la mano con académicos.
“Hay plantas en casi todos los centros turísticos alrededor de nuestras playas de Sonora, Sinaloa, Baja California y Baja California Sur. La desalación juega un rol importante por la disponibilidad en el Mar de Cortés, pero no en la concentración que se necesita”.
“Se ha creado un modelo de negocio en el sentido de que el sector turístico puede no depender de la infraestructura dañada de organismos operadores que no tienen personal capacitado, o bien por condiciones climatológicas cuando no llueve de repente o no tienen agua las presas y no se dispone del líquido”, aseveró Dévora Isiordia.
En la región, se ha privilegiado el modelo de osmosis inversa (membranas) porque representa un mayor volumen de aprovechamiento, comparado con el de sistemas térmicos altamente populares en países de Medio Oriente. El primero permite aprovechar de 50 a 80 litros por cada 100 que son sometidos al proceso para desalinización, mientras que el segundo alrededor de 20, de acuerdo a un artículo publicado por el Itson.
“Al ser un turismo de alta gama que paga el sector turismo ha apostado a la desalación como una estrategia de garantizar la cantidad y la calidad del agua para poder ofertar sus servicios”.
“Incluso, las cadenas hoteleras y conjuntos habitacionales están diseñando sus complejos de 50, 100 o 200 casas con plantas desaladoras. Me ha tocado participar en esos complejos como apoyo en consultoría y asesoría para elegir la mejor tecnología que es la osmosis inversa, tratando de involucrar a los estudiantes”, agregó el doctor Dévora Isiordia.
En su artículo “State of the Art of Desalination in Mexico”, elaborado con otros cinco miembros de un equipo académico interdisciplinario, los especialistas lograron crear un censo del número de plantas desaladoras en México, a la fecha hay al menos 435 en todo el país.
Los estados del noroeste mexicano concentran 83 de estas plantas, aunque la cifra podría ser ligeramente mayor, abundó el experto en tecnologías de tratamiento y desalinización de aguas de mar.
Conagua/NORO
Retos ambientales
La implementación de esta tecnología a cargo de los citados sectores productivos si bien representa una esperanza tanto para los empresarios, como para la población civil y autoridades, viene también acompañada por tensiones sobre el ecosistema marino debido al efecto antropomórfico del hombre y sobre todo, en el caso de la ósmosis inversa, en la generación de salmuera, producto del proceso de rechazo para desalar agua en alto volumen.
Según el Programa para el Medio Ambiente de la Organización de las Naciones Unidas el proceso consume mucha energía, y los combustibles fósiles que suelen utilizarse contribuyen al calentamiento global. Por otro lado, la salmuera tóxica que produce contamina los ecosistemas costeros.
Si bien es posible alimentar las plantas de desalinización con fuentes de energía bajas en carbono para reducir las emisiones, la descarga de salmuera tóxica de estas plantas al océano es un problema más difícil de resolver.
“Se están desarrollando nuevas tecnologías para abordar estos problemas, pero mientras tanto es importante crear conciencia sobre las repercusiones de la desalinización”, explicó Birguy Lamizana, experta en aguas residuales de la ONU.
Si bien la desalinización en el Mar de Cortés puede expandir el suministro de agua más allá de su disponibilidad a través del ciclo hidrológico lo cierto es que se requiere innovación en la gestión y eliminación de la salmuera.
La investigación a cargo de Dévora Isiordia sugiere que también existen oportunidades económicas asociadas a este residuo, como su aprovechamiento en la llamada minería de salmuera para obtener sustancias como el hipoclorito de sodio e incluso se puede tener hasta un subproducto de litio derivado de este nuevo yacimiento líquido que es la salmuera de la desalación.
Incluso agencias de gobierno como el Departamento de Agricultura de Estados Unidos señalan que la salmuera es útil en el procesamiento de carne, lo mismo se emplea en la producción de sal comercial y preparación de pescado.
“Tenemos que hacer cuestiones más allá de no sólo dispersar en el mar o acuíferos. Aquí en el Itson trabajamos con proyectos de economía circular para aprovechar la salmuera y en los laboratorios investigamos porque en el mar después de que el agua pasa por ósmosis inversa se obtienen dos corrientes.
“El agua permeada y el agua de rechazo, a ésta tradicionalmente en el mundo lo que se hace es verter al mar. Como académico te puedo decir que esto es lo peor que se puede hacer, puede contaminar por eso vamos proponiendo desde la academia y los laboratorios lo que se debe hacer”, elaboró Dévora Isiordia.
Ciencia e investigación
Lo que su equipo plantea en el Itson consiste en diseñar modelos de economía circular al usar la salmuera como agua de riego para cultivos de halófitas, esa materia en vez de ir al mar la usan en campos experimentales del Valle del Yaqui para ser aprovechada en otros procesos agrícolas.
La investigación de frontera en el tema de la desalinización de agua, como la que se lleva a cabo en Sonora, es una respuesta a las necesidades actuales para este experto consultado por NORO.
“Las empresas turísticas y agrícolas están moviendo el progreso de un recurso hídrico al marcar el rumbo a seguir en cuanto a la disponibilidad de agua y la tecnología, actualmente también los sectores de granos, de las hortalizas, andan ‘sondeando’ en el mercado porque ellos cada año tienen la incertidumbre de las lluvias y las condiciones climáticas cambian”.
“Las mismas necesidades hacen que el ser humano innove, que reduzca los costos, resolviendo temas energéticos, mejorando técnicas para que operen los procesos. Aquí en la academia nosotros nos encargamos de esos procesos y los guiamos para documentar posibles variables del proceso y que sean más justas con el ambiente para que una necesidad de agua no sea pretexto para contaminar nuestros ecosistemas marítimos”, dijo el doctor del Itson.
ITSON/NORO
Monopolios del agua
A la fecha, las fuentes de agua subterránea en Hermosillo están monopolizados por los productores del Distrito de Riego 051 de la Costa, cuyos usuarios agrícolas poseen el 70% del agua concesionada para la capital de Sonora con 481 millones de metros cúbicos cada año, vía permisos de la Conagua.
Un panorama similar de agua acaparada se presenta entre usuarios del Distrito 41, Valle del Yaqui, aunque con un volumen de agua mucho menor.
La situación de dos entes que concentran gran parte del agua concesionada para consumo humano e industrial en Sonora crea un umbral para buscar la innovación referente a la desalinización con la tecnología de membranas y osmosis inversa, en la visión de Dévora Isiordia.
“Tanto en la Costa de Hermosillo como en el Valle del Yaqui a pesar de que hay agua subterránea hay también mucha incertidumbre sobre si va a llover lo suficiente en una temporada y además porque el volumen sólo está concesionado a ciertas personas que tienen ese monopolio, esto ha hecho que se hagan otras inversiones para la desalación, a la par de lo que hace el sector turismo, el sector industrial, las cerveceras ya usan desalación, las refresqueras, los Oomapas por ejemplo en Guaymas y Empalme ya abrieron una desaladora”.
“Es algo que se explota porque crece la población a nivel mundial y aumenta la demanda por el líquido, entonces hay que buscar otras fuentes tradicionales a las del ciclo del agua y se está volteando hacia la parte tecnológica para poder estar a la par de esa tendencia”, opinó el especialista.
Citó el caso de estudio que representa Almería, España y su sector agrícola que cuenta con una red de desaladoras con capacidad instalada para procesar más de cien mil metros cúbicos diarios provenientes del Mar Ibérico.
Debido a su posición geográfica y las necesidades competitivas de sus productores las autoridades autónomas pronto entendieron que la disponibilidad de aguas subterráneas sería un problema no sólo para su economía, sino para una población de 761 mil personas, hasta el año 2024.
“En Almería el sector agrícola de hortalizas se le conoce como el huerto de Europa y al tener el mar a un lado optaron por poner desaladoras y lo están implementando, invirtiendo en tecnología y asumiendo costos entre todos para poder tener un nivel de volumen de agua adecuado donde pagan según el volumen de agua que obtiene”.
“Hay otras estrategias que hay que recalcar al público que podrían ser parte de una solución completa y a la vez obligar a los organismos operadores de agua locales a que se certifiquen en el tratamiento del líquido vital y si van a dar una concesión para una desaladora tienen que establecer qué van a hacer con la salmuera para que sea integral el círculo. Opino que al menos debe haber tres líneas de acción para resolver este problema, obteniendo subproductos de la salmuera ya que esto puede ser otro modelo de negocio”, sintetizó el investigador.
Para finalizar, aclaró que el próximo reto será armonizar la legislación federal y local vigente para diseñar una norma oficial mexicana que regule el mercado de la desalinización de agua para que las próximas plantas que sean construidas en México estén acotadas legalmente por lineamientos ambientales estrictos, que sin embargo habiliten el aprovechamiento de sus subproductos en economías circulares.
AYUNTAMIENTO DE ALMERÍA/NORO
Cifras
430 plantas desaladoras en México
88.5% son por osmosis inversa
11.15% son por tecnología térmica
240% aumentó en México la capacidad desaladora, de 2014 a 2024.
GERARDO DÉVORA/NORO
Legislación pendiente para hacer NOM
En cuanto a la legislación, la Ley Nacional de Aguas de 1992 estableció que la explotación del agua nacional se realizará a través de títulos de concesión emitidos por la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA). Por lo tanto, para instalar una planta desalinizadora se requiere una concesión para la extracción de agua, ya sea del mar –toma directa– o de acuíferos subterráneos –pozos–. Para la descarga de agua rechazada, como es el caso de la salmuera, también se requiere un permiso de descarga emitido por la misma institución.
- Otras Normas Oficiales Mexicanas (NOM) aplicables para la desalinización son las siguientes. NOM-001-SEMARNAT-2021 estableció el nivel máximo de contaminantes permitidos para la descarga de aguas residuales en aguas nacionales, que se aplica a la descarga de salmuera de las plantas desalinizadoras.
- La NOM-003-CONAGUA-1996 estableció los requisitos para la construcción de pozos de extracción de agua buscando la prevención de contaminantes del acuífero, lo cual aplica en el caso de la construcción de un pozo extractor para una planta desalinizadora. NOM-006-ENER-2015. Estableció la eficiencia energética requerida para los sistemas de bombeo de pozos de extracción de agua en operación, límites y método de prueba, que se aplica a la selección de los equipos de bombeo utilizados en las plantas desalinizadoras que extraen agua de pozos subterráneos.
- En 2015, el proyecto de la Norma Oficial Mexicana PROY-NOM-013-CONAGUA-2015 se propuso. Este proyecto busca establecer especificaciones y requisitos para las obras de extracción y descarga que deben cumplirse en plantas desalinizadoras o procesos (públicos o privados) que generen aguas de rechazo salobres o salinas y las viertan al medio costero, marino y/o continental, con el fin de proteger el medio ambiente. El proyecto de la Norma fue presentado por el Comité Consultivo Nacional de Normalización del Sector Agua, con la colaboración de organizaciones, instituciones y empresas del sector privado.
En cuanto a la calidad del producto agua obtenida de plantas desaladoras, la NOM-0127-SSA1-2004, publicada originalmente en 1994, establece los niveles máximos permisibles que debe cumplir el agua producida para el consumo humano. Esta norma determina que el agua para consumo humano debe tener un máximo de 1000 partes por millón de total de sólidos disueltos.
Ligas
https://www.facebook.com/watch/?v=300689595462770
Energies | Free Full-Text | State of the Art of Desalination in Mexico (mdpi.com)
