El uso de agua desalinizada para riego
El agua desalinizada se utiliza con fines de riego en muchos lugares del mundo, donde la fuente de agua disponible es demasiado salina para ser utilizada. Tales fuentes de agua pueden incluir agua subterránea, agua del mar o incluso aguas residuales tratadas.
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.
La fuente de las sales en el agua son las rocas circundantes, que afectan la mineralogía del agua en el acuífero. Por lo tanto, el agua superficial es usualmente menos salada que el agua subterránea, que está rodeada de rocas. Los océanos son salados porque cuando el agua se evapora, las sales permanecen en el océano y se acumulan.
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El efecto de la calidad de agua en el cultivo
El agua salina afecta los cultivos en dos maneras:
- Aumenta la presión osmótica y reduce la capacidad de la planta para absorber agua, incluso hasta un punto en el que la planta se marchita.
- Altas concentraciones de iones específicos en el agua salina pueden ser tóxicos para la planta.
El agua subterránea puede contener altas concentraciones de iones. Estos incluyen el sodio, cloruros, sulfatos, bicarbonatos, calcio y magnesio. También puede contener oligoelementos como boro, hierro, manganeso y flúor. Los oligoelementos pueden estar presentes a concentraciones bajas, y todavía llegar a ser tóxicos para la planta si sus concentraciones superan ciertos umbrales (tales umbrales suelen ser específicos de cada cultivo).
La desalinización es un proceso en el que las sales se eliminan del agua. Existen varios métodos de desalinización, de los cuales, el principal método utilizado hoy en día es la Osmosis Inversa.
El proceso de ósmosis inversa
En la ósmosis inversa, el agua es empujada a través de membranas semipermeables, usando presión. Las sales no pasan a través de la membrana, mientras que las moléculas de agua lo hacen.
Aunque hay cierta selectividad a iones específicos, la desalinización con ósmosis inversa elimina la mayoría de las sales del agua. La cantidad de sales eliminadas depende principalmente de la presión y de la relación entre la cantidad de agua desalinizada producida y la cantidad de agua de salmuera rechazada y descargada al desagüe.
Caudal de agua de alimentación = caudal de permeado + caudal de agua rechazada
Un mayor volumen de salmuera rechazada da como resultado una mejor calidad del agua desalinizada y viceversa.
La desalinización elimina la mayoría de los iones (sales) del agua tratada. Muchas fuentes de agua pueden contener elementos que se consideran nutrientes esenciales para las plantas. Dichos elementos incluyen calcio, magnesio y azufre, que las plantas requieren en cantidades relativamente grandes. Estos elementos son comunes en aguas subterráneas.
La eliminación de estas sales, junto con los elementos nocivos, como el sodio y los cloruros, requiere la adición de esos elementos con fertilizantes. Tales fertilizantes pueden incluir nitrato de calcio, nitrato de magnesio y sulfato de magnesio.
La desalinización también elimina la dureza del carbonato del agua. Esto da como resultado agua que tiene una menor resistencia a los cambios en el pH. Agregar incluso una pequeña cantidad de ácido al agua desalinizada puede resultar en una fuerte caída de su pH. Por lo tanto, en tales casos, el agua debe ser estabilizada, agregando fuentes de bicarbonato, como el bicarbonato de potasio.
En algunas circunstancias, el nivel de sales nocivas puede verse comprometido, dependiendo de la concentración de dichas sales en el agua cruda y el nivel de tolerancia del cultivo. En tales casos, se puede aplicar una de las dos opciones siguientes, según las condiciones específicas y la calidad del agua:
- La planta de ósmosis inversa puede operarse a mayores tasas de flujo de permeado, dejando más sales en el agua desalinizada. Es decir, dejando una mayor concentración de sales nocivas, pero también un mayor nivel de nutrientes esenciales.
- Se puede mezclar el agua desalinizada con agua no tratada.
La aplicación estos métodos puede ahorrar costos de energía y de fertilizantes.
Es importante ejecutar una simulación de la planta de ósmosis inversa, antes de su diseño e instalación final. El fabricante de la planta generalmente ejecutará dicha simulación. Sin embargo, es la responsabilidad del productor proporcionar un análisis de laboratorio completo del agua cruda y definir la calidad del agua requerida y las tasas de flujo.
¿Qué elementos se debe analizar en el agua cruda?
Los iones comunes que se deben analizar incluyen: calcio, magnesio, sulfato, carbonatos, sodio, cloruros, potasio, sílice, boro, hierro, manganeso, fluoruro, bario y estroncio.
¿La ósmosis inversa elimina bacterias y virus?
Los virus y bacterias son mucho más grandes que las sales disueltas. Por lo tanto se eliminan en el proceso de ósmosis inversa. Sin embargo, la presencia de ciertas bacterias antes de la planta de ósmosis inversa menudo resulta en obstrucción de la membrana y problemas de operación.
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