La desalación de agua como alternativa sostenible para el riego agrícola

Durante los últimos años, la escasez de agua dulce a escala mundial se está convirtiendo en una amenaza para el desarrollo sostenible de la sociedad, afectando gravemente a los cultivos agrícolas y su riego.

La agricultura, que representa alrededor del 70 % del consumo total de agua según datos de la Organización de las Naciones Unidas (ONU), depende en gran medida de este recurso para mantener la producción de alimentos.

El crecimiento demográfico y la demanda de alimentos, junto con la expansión agrícola, solo harán aumentar la presión sobre los recursos hídricos. 

A esto hay que añadir que España es uno de los países europeos más afectados por la sequía, un problema que se agrava con el cambio climático.

Una solución emergente a este problema es el uso de agua de mar desalada para los cultivos. La desalación no solo proporciona una fuente de agua abundante y confiable, sino que también ayuda a regenerar acuíferos al reducir la extracción de agua subterránea y disminuir la carga salina en las aguas residuales que retornan al suelo. 

Qué es la desalación del agua para cultivos

La desalación es un proceso mediante el cual se elimina la sal y otros minerales del agua salina para producir agua dulce apta para el consumo humano o agrícola. 

Aunque es una técnica que ha existido desde hace siglos, su aplicación industrial comenzó a mediados del siglo XX en España, concretamente en el año 1964 en Canarias, expandiéndose posteriormente en regiones áridas como el Mediterráneo.

Hoy en día, España se sitúa como uno de los líderes mundiales en desalación de agua, ocupando el quinto puesto a nivel global, detrás de países como Arabia Saudí y Estados Unidos. Con un total de 770 plantas desalinizadoras en operación, España cuenta con una capacidad instalada de más de 5 millones de metros cúbicos diarios, capaz de abastecer a 34 millones de personas. 

Hoy, España es uno de los líderes mundiales en desalación de agua, ocupando el quinto puesto detrás de Arabia Saudí y Estados Unidos, con alrededor de 770 plantas desaladoras de agua, capaces de suministrar agua a 34 millones de habitantes.

España cuenta con 770 plantas desaladoras de agua

Entre las instalaciones más destacadas se encuentra la planta desalinizadora de El Prat, en Barcelona, la más grande de Europa, capaz de producir 200.000 metros cúbicos de agua desalada al día. 

Aplicaciones del agua desalada en riego de cultivos

Según los datos de 2020 del Banco Mundial, el 71 % del agua dulce que se extrae en el mundo va a parar a cultivos y regadíos.

Esta dependencia extrema del agua dulce ha llevado a la búsqueda de alternativas sostenibles, como la desalación, para garantizar la seguridad hídrica y la continuidad de la producción agrícola.

La salinidad del agua es un problema importante para la agricultura. El agua salina contiene altas concentraciones de sales, que los cultivos podrían no tolerar. Es por esto, que el agua desalada es una alternativa viable para el riego agrícola, especialmente en zonas donde las fuentes de agua dulce son limitadas.

Una de las principales aplicaciones del agua desalada en la agricultura es el riego de cultivos de alto valor económico, como frutas, hortalizas, y cultivos en invernaderos.

Estos productos requieren un suministro de agua de alta calidad para maximizar su rendimiento y  el agua desalada, al estar libre de sales y contaminantes, es ideal para regar estos cultivos, asegurando que no se afecte el sabor ni la salud de las plantas.

En regiones donde los suelos son propensos a la salinización, el uso de agua desalada es crucial para mantener la fertilidad del terreno y asegurar la sostenibilidad a largo plazo de la producción agrícola. Al no contener sales disueltas, esta agua previene la acumulación de sales

Además, en sistemas de riego eficientes, como el riego por goteo y los sistemas cerrados, el agua desalada permite una aplicación precisa y sostenible, optimizando los recursos hídricos disponibles.

Beneficios de usar agua desalada para el riego de cultivos

Gracias a las tecnologías aplicadas a este proceso, se apuesta por la desalación como una solución a los problemas de escasez de agua para el riego en agricultura. 

El uso de agua desalada en agricultura ofrece múltiples beneficios, entre los cuales destacan:

• Suministro constante de agua en periodos de sequía: a diferencia de los recursos hídricos tradicionales, como embalses y ríos, que dependen de las precipitaciones, la desalación garantiza una fuente de agua continua, independientemente de las condiciones meteorológicas. 
• Calidad óptima del agua para el riego: el agua desalada puede ser ajustada para cumplir con los requisitos específicos de distintos suelos y cultivos. Esto asegura que los nutrientes y minerales necesarios estén presentes en las proporciones adecuadas, optimizando el crecimiento de las plantas y mejorando el rendimiento de los cultivos.
• Recuperación de terrenos agrícolas en desuso: la escasez de agua ha llevado al abandono de numerosas tierras de cultivo. Con el uso de agua desalada, estos terrenos pueden ser recuperados, aumentando la superficie cultivable y contribuyendo a la seguridad alimentaria.
• Producción más sostenible y rentable: al combinar el uso de agua desalada con tecnologías modernas y energías renovables, se pueden reducir los costos operativos y minimizar el impacto ambiental. Esto no solo hace que la producción agrícola sea más sostenible, sino también más económica a largo plazo.
• Mejora de la calidad de los cultivos y del suelo: el uso de agua desalada puede mejorar tanto la calidad de los cultivos como la del suelo, al proporcionar un riego más uniforme y controlar mejor los niveles de salinidad, lo que resulta en plantas más saludables y suelos más fértiles.

Métodos y tecnologías aplicadas a la desalación de agua para riego

Existen diferentes métodos para minimizar los niveles de salinidad en el agua, aunque el proceso de ósmosis inversa es el sistema de desalinización más utilizado a nivel mundial. Algunos de los más destacados son:

– Ósmosis inversa (OI) 

Es la técnica más utilizada, alcanzando el 70 % del total de uso. Este proceso consiste en ejercer presión sobre una solución de agua salada, haciéndola pasar a través de una membrana mediante bombas de presión, que permite el paso del agua pero no de las sales disueltas.

En primer lugar, hay que someter al agua del mar que se ha recogido, a un proceso de tratamiento para eliminar sustancias que podrían atascar las membranas por las que posteriormente tiene que filtrarse.

A continuación, el agua previamente tratada, llega a las membranas de ósmosis inversa, donde es sometida a diferentes presiones, para separar las sales que aún puedan quedar en el líquido.

– Nanofiltración

Esta técnica utiliza membranas con mayor permeabilidad que la ósmosis inversa, lo que permite procesar más agua en menos espacio usando menos energía. Dichas membranas además de la sal, eliminan trazas de contaminantes que pueda incluir el agua.

– Electrodiálisis inversa

Esta técnica separa las sales del agua utilizando corrientes eléctricas. Aunque es menos común que la ósmosis inversa, resulta bastante eficaz en áreas con baja salinidad, además puede integrarse fácilmente con fuentes de energía renovable.

– Desalación por Multiefecto (MSF) e Instantánea Multietapa (MED)

La desalación MSFE es un método que implica el uso de calor para conseguir la evaporación y condensación sucesiva del agua en múltiples etapas sometidas a diferentes tipos de presiones. 

En la desalación MED el proceso es similar, utilizando una serie de etapas donde el calor del vapor de la etapa anterior se utiliza para evaporar el agua de la siguiente. Esto permite ahorrar energía durante el proceso.

– Desalación solar

La desalinización con energía solar se abastece de la luz del sol para potenciar el proceso de desalación calentando el agua hasta su evaporación. Esta técnica aprovecha la energía solar para reducir la dependencia de combustibles fósiles de las plantas desaladoras, reduciendo tanto sus costos como las emisiones de carbono que producen.

Integración de energías renovables para el proceso de desalación de agua para el riego

Sin embargo, los procesos de desalación se enfrentan a un problema de eficiencia energética. Por lo que se están incentivando medidas de energía sostenible en el proceso de desalación como apoyo.

Los sistemas de desalinización alimentados con combustibles fósiles no son sostenibles a largo plazo. En España, donde las condiciones climáticas favorecen la energía solar, se han desarrollado proyectos que combinan desalación mediante energía solar o eólica, impactando de manera positiva en el medio ambiente.

– Energía solar y desalinización

La energía solar se utiliza para calentar el agua salada, aumentando los ritmos de trabajo como la evaporación y posterior condensación para obtener agua dulce. 

Además, los paneles solares fotovoltaicos convierten la luz solar directamente en electricidad. Esta electricidad se utiliza para alimentar la maquinaria utilizada en el proceso de desalación como bombas y otros equipos eléctricos. 

Un ejemplo de propuesta para integrar energía sostenible en el proceso de desalación de agua para cultivos surge de la empresa AGUA+S, en Málaga, en cooperación con el Instituto de Domótica y Eficiencia Energética (IDEE) de la Universidad de Málaga (UMA). 

El proyecto consta de una planta desaladora colocada cerca del mar, una red de estaciones de bombeo que se encargue de transportar el agua desalada a través del curso del río y un parque fotovoltaico flotante.

– Energía eólica y desalinización

La energía eólica y la desalinización se han contemplado como dos acciones separadas durante mucho tiempo, cada una ocupando un papel vital para abordar los desafíos a los que se enfrenta el planeta.

La energía eólica se integra en el proceso potenciando el uso de bombas que extraen el agua del mar hacia la planta desalinizadora o conectado turbinas a la red eléctrica de la planta, permitiendo a la instalación obtener energía directamente del viento.

Casos reales de la implantación de desalación de agua para riego en España

En España, la creciente escasez de agua en regiones áridas, caso del sureste del país, ha impulsado la puesta en marcha de cada vez más desaladoras destinadas a abastecer tanto a la población como a la agricultura. 

Actualmente, España genera 3 millones de metros cúbicos diarios de agua desalinizada. Más del 80 % de esta capacidad proviene de solo 50 plantas ubicadas en el arco mediterráneo y las Islas Canarias.

• Desaladora de Valdelentisco (Murcia): posibilita el abastecimiento de 400.000 personas de la región. Asimismo, permite la generación de agua desalada para riego y usos turísticos-residenciales en el Campo de Cartagena.
• Desaladora de Carboneras (Almería): proporciona agua desalada para riego dirigidas a 7.000 hectáreas en el Campo de Níjar y al abastecimiento de 130.000 habitantes permanentes. 
• Desaladora Campo de Dalías (Almería): de su producción se benefician 300.000 habitantes y 8.000 hectáreas de regadío.
• Desaladora del Bajo Almanzora (Almería): en total, 150.000 habitantes y más de 12.000 hectáreas de cultivos obtienen agua desalada de esta planta.
• Desaladora en La Axarquía (Málaga): es un nuevo proyecto, que permitirá la obtención de agua desalada para riego destinada a las plantaciones subtropicales de la región.
• Desaladora Mar de Alborán: abastece de agua al campo de Níjar. Este proyecto restauró una planta desaladora abandonada en Cabo de Gata para hacer frente al estrés hídrico que estaba sufriendo la provincia. La nueva planta incorpora tecnologías para ser sostenible en cada proceso y no perturbar el entorno natural de la zona.

Estas instalaciones son vitales para mantener la agricultura en estas regiones y asegurar el suministro continuo de agua aún en condiciones de sequía para que la agricultura siga contribuyendo al desarrollo del país.

La sequía es un desafío cada vez más preocupante en España, pero la innovación en tecnologías de desalación, combinada con el uso de energías renovables, ofrece una solución prometedora para el futuro de la agricultura. 

La implementación de estas tecnologías no solo asegura un suministro constante de agua para los cultivos, sino que también promueve acciones cada vez más sostenibles para el sector.