Avances en desalinización: Alternativa al requerimiento hídrico en acuicultura

En un escenario donde la escasez hídrica es cada vez más preocupante en el país, la Asociación Chilena de Desalinización y Reúso (Acades) surge como una respuesta coordinada entre distintas organizaciones para impulsar el desarrollo integral de las industria del reúso y la desalinización, como fuentes alternativas y sostenibles a las aguas continentales. Al respecto, el vicepresidente de Acades, Alberto Kresse, en conversación con Revista AQUA se refiere a cómo se evalúan los costos de desalinizar agua para procesos industriales, y cómo se busca abaratar el costo de desalinizar agua a futuro. ‘En plantas medianas o mayores, el costo del agua desalada es normalmente inferior a un peso por litro, por lo que es una alternativa que puede ser viable para distintas industrias y actividades económicas, como la acuicultura.

En plantas menores, este costo unitario aumenta, debido a que se pierden economías de escala, principalmente por el costo de las actividades e instalaciones marinas’, afirma Kresse. Destaca que los costos de operación de los procesos dependen principalmente de partidas como el precio de la energía eléctrica, el valor de las membranas y la mano de obra. ‘Más allá de estos ítems, muchas veces lo que determina la factibilidad de este tipo de suministro es el valor del transporte a los centros de consumo, incluyendo todas las gestiones de terrenos, obras y consideraciones ambientales de la instalación de conducciones’, acota. Añade que, en ese sentido, ‘resulta deseable desarrollar sistemas que agreguen demanda, del tipo multipropósito, pero sobre todo, impulsar proyectos eficientes de transporte de agua desde la costa hacia el interior de las regiones. En los que idealmente deberían involucrarse los gobiernos regionales o la autoridad central para asegurar su eficiencia y otorgar las garantías mínimas requeridas para su desarrollo’.

En nuestro país, de un total de 22 plantas desaladoras en operación, nueve abastecen a la minería y diez a distintos usos industriales. Varias de estas plantas pertenecen a las mismas mineras y se encuentran en el mismo lugar donde estas trabajan, por lo que, en ese caso, se abaratan los costos de trasporte del agua hacia el lugar de destino. ‘Cabe destacar que, aunque el proceso minero sea el área industrial donde más se utiliza agua desalada, hay otros ámbitos donde también, y cada vez más, están utilizando este recurso. Un ejemplo es la acuicultura, como mencionábamos anteriormente, pero también, a futuro, se espera que la desalación cumpla un rol importante en el desarrollo del hidrógeno verde y la industria del litio’, destaca Alberto Kresse.

En resumen, el vicepresidente de Acades comenta que para abaratar costos futuros hay que buscar una regulación integral que incentive la inversión de capital en esta materia. Y, por ende, impulsar el desarrollo de proyectos de desalación y reúso de agua. Respecto de la capacidad de producción en volumen, por ejemplo, de los sistemas por osmosis inversa, por congelación, multietapa y electrodiálisis, Alberto Kresse destaca que ‘en Chile y el mundo, es la osmosis inversa el principal método de desalación, por su costo, facilidad operativa y conocimiento. Esta técnica ha evolucionado significativamente en las últimas décadas. Hace 40 años, en los años ‘80, este tipo de plantas consumían cerca de 9 kWh/m3, mientras que hoy, las plantas más eficientes consumen menos de 3 kWh/m3. Estas ganancias, se deben principalmente a la innovación en las membranas y en sistemas de recuperación de energía desde los flujos residuales de salmuera’.

REQUERIMIENTO EN ACUICULTURA

Ante la mayor necesidad de recursos hídricos en la industria acuícola y qué alternativas manejan en cuanto a la desalinización de agua, el gerente de Proyectos Keepex y socio de Acades, Matías Larraín, destaca que ‘la industria acuícola, al igual que otras industrias, ha enfrentado diversos desafíos. Por un lado, se encuentran los centros de cultivo ubicados en zonas aisladas o en alta mar mientras que, por otro lado, existen plantas de proceso de productos acuícolas donde las sanitarias no pueden entregar el volumen de agua requerido o están fuera de su área de cobertura. Ante estas circunstancias, Keepex ha implementado la tecnología de ósmosis inversa en diferentes centros de cultivo durante más de diez años, logrando llegar a zonas remotas de la Patagonia’. En respuesta a estas necesidades, Keepex cuenta con un gran equipo técnico en terreno lo que sumado a sus sistemas de monitoreo IOT les permite realizar servicio a más de 160 plantas de osmosis actualmente operando en la industria acuícola. Accediendo a ellos desde cualquier dispositivo inteligente, pudiendo realizar un monitoreo constante de su operación.

‘En conclusión, el sector acuícola ha tenido que recurrir a alternativas de desalinización de agua utilizando sistemas de ósmosis inversa para garantizar su crecimiento y operatividad. En este contexto, Keepex se destaca al ofrecer soluciones eficientes y personalizadas en el campo de la desalinización. Proporcionamos un sistema completo para este proceso, diseñado a medida de cada proyecto, con el objetivo de asegurar el suministro de agua de calidad y contribuir al desarrollo sostenible de la industria acuícola’, comenta Matías Larraín. Sobre los estimados de las necesidades en volumen de agua para los procesos industriales, desde Keepex detallan que las cantidades varían dependiendo de la etapa productiva.

‘En los centros de cultivo la desalinización es utilizada principalmente para la generación de agua potable para uso domiciliario, por lo que los volúmenes son pequeños, con un promedio de producción por artefacto naval de 0,1 Lts/seg. En las plantas de proceso se utilizan mayores volúmenes, principalmente para la limpieza y aseo llegando hasta los 20 litros por segundo aproximadamente’, comenta Larraín. Aclara que, ‘los tamaños, por el momento en plantas de proceso, han sido bastante variables, dado que el consumo se puede complementar en algunos casos con agua de pozo o con la empresa sanitaria. Hasta ahora, la necesidad ha sido implementar equipos de pequeña y mediana escala, pero no descartamos que en el futuro se busquen alternativas de equipos de mayor tamaño’.

Reitera que, en la actualidad, la principal necesidad en la industria acuícola se concentra en los centros de cultivo, especialmente en el abastecimiento de agua potable para los artefactos navales ubicados en zonas remotas. ‘Estos centros requieren un suministro constante de agua para uso doméstico de las personas que los habitan. Dado que se encuentran en áreas alejadas, el acceso a fuentes de agua dulce se vuelve limitado, lo que resalta la importancia de contar con sistemas de desalinización para satisfacer esta demanda y garantizar el suministro de agua potable de calidad’, comenta Matías Larraín. Concluye que, ante esto, se presenta una oportunidad para implementar sistemas de desalinización en las plantas de proceso, como una solución viable para obtener un suministro constante de agua de calidad y mantener la continuidad de las operaciones

PROSPECCIÓN

Desde Aquaknowledge, compañía especializada que realiza servicios de prospección en el ámbito de la acuicultura, donde se adaptan a la necesidad de disponer de fuentes de agua con calidad óptima para la producción de peces, destacan que cuando realizan prospección para abastecimiento de instalaciones en tierra integran además, su conocimiento en geología y fisiología de peces. Al respecto, el hidrogeólogo de Aquaknowledge Chile, Tomás Helle, comenta que actualmente ofrecen un servicio de prospección por la vía de contrastación de dos tecnologías. ‘Estas corresponden a la tomografía de electro resistividad y el método audio magneto telúrico, ambas técnicas utilizadas para medir la resistividad eléctrica de los materiales subterráneos, permitiendo generar imágenes en 2D y 3D del medio subterráneo’.

‘Este tipo de tecnología, además de permitir identificar y caracterizar acuíferos subterráneos respecto a su profundidad y geometría, otorga una primera aproximación respecto a la calidad del agua contenida en el medio subterráneo respecto a su carga iónica. Esto permite discriminar entre fuentes de agua dulce con diferentes concentraciones de metales, presencia de agua salada y/o presencia de fluidos hidrotermales’, destaca Tomás Helle.

La tecnología anterior es complementada con estudios de agua en su laboratorio y con el sistema Catalejo AK-V1, desarrollado por la propia empresa que realiza monitoreo en tiempo real basado en tecnología IA, de variables especificas no convencionales de alto impacto de importancia para desarrollo de peces. ‘Esta tecnología permite además procesar la información entregando índices de calidad de agua en tiempo real y generando sistemas de alerta temprana disminuyendo el riesgo perdidas en producción’, agrega. Sobre qué sistemas utilizan para contar con agua desalinizada en la acuicultura, el director de Aquaknowledge, Carlos Pessot, recuerda que actualmente la industria está incorporando osmosis reversa para enfrentar dos situaciones: la primera, corregir desvíos de calidad de aguas principalmente de pozos costeros y, la segunda, obtener agua dulce en casos en los que se requiere desalinizar agua de mar. ‘En ambos casos aún hay que ajustar y establecer las condiciones idóneas de restitución mineral del agua tratada por osmosis reversa.

Lo anterior apuntando principalmente a recuperar la concentración de iones y factores dentro del agua que tienen, por objeto, mejorar su robustez y proteger a los peces del efecto de algunos metales que se presentan en forma natural’, comenta. Desde Aquaknowledge sostienen que la osmosis reversa es una buena opción para desalinización. No obstante, aún existen algunos desafíos que deben ser abordados para lograr un óptimo desempeño de esta tecnología. ‘Si bien la osmosis reversa elimina las altas concentraciones de sal, cuando se desaliniza agua de mar, esta no elimina metales de bajo radio iónico como son especies lábiles de aluminio y metales que se encuentran en bajas concentraciones. Junto a la condición anterior, al aplicar osmosis reversa se debe también reconstituir el agua con factores importantes para el desarrollo de los peces como son calcio, magnesio, entre otros. Esta reconstitución, busca recuperar la robustez del agua, para tal efecto requiere de agregar estos cationes en proporciones correctas y concentraciones que permitan recuperar índices de robustes incrementando los índices HC5 y LC50 para los distintos metales’

En cuanto a otras alternativas como el uso de cloro o desalinización térmica o por condensación para disponer de agua, señalan que ‘el uso de cloro, si es utilizado en una forma química con capacidades oxidantes, puede no ser recomendable dado que, si se mantienen capacidades oxidantes en el medio, esto afectará de forma importante tejidos biológicos. La desalinización térmica puede ser una buena opción cuando lo que se busca es principalmente eliminar metales. Sin embargo, la alternativa de utilizar esta tecnología también pasa por evaluar los costos energéticos involucrados y la capacidad de caudales que se pueden lograr’, destacan desde Aquaknowledge.

NUDOS CRÍTICOS

Las condiciones de mayor criticidad, en el marco de la industria acuícola se presentan en los centros de recirculación. En aquellos casos en los que no se dispone de suficiente agua dulce para lograr las condiciones ambientales adecuadas, esto se transforma en un aspecto muy relevante. ‘Si bien existen otros ámbitos de la industria acuícola que pueden requerir un proceso de desalinización, en el caso de pisciculturas de recirculación, por un lado, los volúmenes (caudales necesarios) son mayores y las características del agua requerida tiene exigencias que son de mayor complejidad si se compara, por ejemplo, con agua para planta de proceso’, comenta Carlos Pessot. Añade que en el caso de pisciculturas de flujo abierto esta tecnología tiene menor aplicación dado los altos caudales requeridos, aunque puede ser aplicada en forma acotada a etapas más tempranas de desarrollo en las que los flujos utilizados son más bajos. ‘En este último la reconstitución del agua se vuelve un factor fundamental y muy relevante dado que los peces en estados tempranos de desarrollo son los que tienen mayores exigencias desde el punto de vista de la composición del agua’, concluye Pessot.