A medida que proliferan las plantas destinadas a producir agua dulce a partir de agua de mar, comienzan a surgir nuevas interrogantes sobre el impacto de este proceso, en particular en relación con la sal devuelta al mar, la succión del agua y los químicos que son incorporados en los procedimientos. Los científicos chilenos Laura Farías y Rodrigo Orrego, que han estudiado el tema, señalan que es necesario avanzar en investigación local, debido a las diferencias socioambientales con zonas donde hay más análisis, como Medio Oriente. El vicepresidente ejecutivo de la Asociación Chilena de Desalinización, Rafael Palacios, enfatiza las mejoras tecnológicas introducidas en la industria para mitigar los impactos ambientales. Fuente: País Circular, 24 de octubre de 2022.
En el contexto de la grave crisis hídrica que vive el país, la posibilidad de utilizar a gran escala agua de mar desalada es vista en algunos sectores como una solución indefectible. Sin embargo, a nivel mundial se han estado levantando alertas en relación a los impactos que los procesos de desalinización provocan en el océano y otros ecosistemas, y cada vez son más los llamados a evaluar con mayor rigurosidad la instalación de plantas desalinizadoras.
En el caso de Chile, coinciden diversos especialistas, se necesita mayor investigación a nivel local, pues donde más se han hecho análisis es en la zona de Medio Oriente, donde las condiciones son muy diferentes; y, además, sostienen que es indispensable una normativa específica, que regule la actividad de la industria desalinizadora en forma específica, más allá del requisito actual de someterse al Servicio de Evaluación Ambiental (SEA).
A modo de ejemplo de la preocupación mundial, en mayo pasado la Comisión Costera de California (Estados Unidos) rechazó por unanimidad la solicitud para la instalación en Huntington Beach de una mega desalinizadora, que se venía planificando hace 20 años. La Comisión -que tiene la misión de proteger y mejorar la costa- consignó en su informe, entre otros argumentos, que el “proyecto plantea problemáticas significativas y complejas sobre las políticas de protección costera, incluyendo la conformidad con políticas que requieren la protección de la vida marina, la calidad del agua, la sensibilidad ambiental de las zonas de hábitat”.
En la oportunidad, la directora de investigación del Pacific Institute, Heather Cooley, señaló que “desde una perspectiva ambiental, de costos y energética, tiene más sentido para California realizar primero medidas de eficiencia hídrica, mayor reciclaje de aguas residuales y captura de aguas pluviales”.
Previamente, en 2019, un estudio avalado por Naciones Unidas -el primero a nivel global sobre esta materia- alertó sobre los riesgos ambientales relacionados con las plantas de desalinización, en especial a causa de los elevados niveles de concentrado hipersalino (salmuera) que resultan del proceso y que, en su mayoría, son devueltos al mar. Para dicho informe, (The state of desalination and brine production: A global outlook) se analizaron 15.906 plantas de desalinización de todo el mundo (1.373 de ellas en América Latina y el Caribe), concluyendo que producían 1,5 litros de salmuera por cada litro de agua dulce desalinizada. Se estableció, asimismo, que la cantidad total de salmuera producida al año superaba los 50 mil millones de metros cúbicos, es decir, suficiente para cubrir con una capa de 30 centímetros una superficie equivalente a las regiones de Tarapacá y Antofagasta juntas, o al estado de Florida (EE.UU.)
Uno de los coautores del estudio, el director adjunto del Instituto del Agua, Medioambiente y Salud de la Universidad de la ONU (ONU-INWEH) Dr. Manzoor Qadir, comentó en esa oportunidad que “la tecnología de desalinización ha beneficiado a muchas personas, pero no podemos ignorar la producción de salmuera, que se convertirá en un grave problema en el futuro”.
Al respecto, la Doctora en Oceanografía Laura Farías, académica de la Facultad de Ciencias Naturales y Oceanográfica de la Universidad de Concepción (UdeC), señala que “el mayor problema de la desalinización en la calidad del agua de mar es el aumento de la salinidad en el sitio de descarga, radio de influencia de la pluma, pero también en el campo lejano, o fuera de la zona de dispersión de la salmuera”. Explica que esto se debe a que “las sales en disolución saturada o precipitada comienzan lentamente a disolverse en sus iones constituyentes. Los iones resultantes son Cl- Na+, Mg+, K+, Ca2+ SO4=, HCO3-, CO3- (sistema carbonatos) así como los metales traza (todos presentes naturalmente en el agua de mar), que concentrados en proceso de salinización podrían tener rangos de concentración tóxicos para los macroorganismos y otros organismos”.
Si bien la concentración de sales y metales trazas dependerá de la eficiencia del proceso de desalinización y el volumen de agua desalinizada (o salmuera descargada), en términos globales, explica la especialista, “la lógica es simple: si la concentración media de sales en el agua del mar es de 30/35 gramos por litro y a uno le quitas toda la sal, te queda otro con 60/70 gramos de sales (Jones et al., 2019)”.
“La liberación constante de efluentes de salmuera puede provocar estrés osmótico (causado por el exceso de sales en el medio externo de un ser vivo, que puede afectar su metabolismo y crecimiento) debido a salinidades elevadas en comparación con las del entorno receptor. Cabe señalar que la salinidad es una una de las variables más estables y conservativas del océano y pequeños cambios en salinidad, por ejemplo 34 a 35 gramos por litro, es una modificación significativa para la mayoría de las especies marinas. El estrés osmótico y tolerancias han sido estudiados y demostrado para organismos, poblaciones (supervivencia, reproducción, movilidad), comunidades y ecosistemas (funciones como fotosíntesis, estructura de comunidades, tramas tróficas) y finalmente la biodiversidad”, sostiene la Dra. Farías, quien es además investigadora del (CR)2.
En relación a los organismos más afectados, la oceanógrafa explica que “la literatura científica reporta organismos del bentos, es decir, arguellos fijos a un sustrato, dado que la salmuera, al ser una solución más densa, se posa sobre el fondo, en particular fondos rocosos irregulares, donde la salmuera puede quedar estancada”.
Además, “se ha indicado que estos impactos pueden ser más significativos en cuencas cerradas, reservas naturales, costas rocosas y/o alrededor de otros entornos marinos sensibles donde la circulación del agua es limitada”, comenta.
“Se ha indicado que estos impactos pueden ser más significativos en cuencas cerradas, reservas naturales, costas rocosas y/o alrededor de otros entornos marinos sensibles donde la circulación del agua es limitada”.Dra. Laura Farías, académica del Departamento de Oceanografía de la Universidad de Concepción.
El Doctor en Ciencias Ambientales Rodrigo Orrego, académico de la Facultad de Ciencias del Mar y Recursos Biológicos de la Universidad de Antofagasta, señala que “existe una serie de potenciales efectos asociados a la operación de la industria desaladora, que deben ser considerados tanto en la planificación como en la operación”.
En relación a la descarga hipersalina y sus potenciales efectos en el ambiente receptor (ej. efectos sobre las comunidades de organismos bentónicos [asociados al fondo acuático]), explica que “están asociados principalmente con la distribución de la pluma. La evidencia indica que existen efectos de estrés fisiológico a nivel individual en algas (ej. Rodriguez et al., 2020), disminución de la diversidad de bacterias y microalgas, reducción de abundancia de meiofauna, disminución de la abundancia de especies sensibles (Petersen et al., 2018) entre otros. Sin embargo, estos efectos han demostrado ser bastante localizados y característicos de cada ambiente en particular”.
Asimismo, el Dr. Orrego menciona -además de la salmuera- los posibles “efectos en la captación de agua de mar (ej. captura por succión de biomasa planctónica), la utilización de agentes químicos (biocidas, coaguladores, antifoulings [anti-incrustante]) en la etapa de captación y la eficiencia de su neutralización durante el proceso”.
Respecto al problema de la corrosión y el fouling (incrustamiento) en los sistemas de captación de agua de mar, el especialista sostiene que es algo transversal a todas las actividades que utilizan y deben succionar agua de mar para sus procesos. “Se utilizan una serie de químicos biocidas, coaguladores y antifoulings (ej. hipoclorito de sodio, cloruro férrico, ácido sulfúrico) que en el caso de la industria desaladora deben ser en gran parte neutralizados como pre y post-tratamiento antes y después del proceso de osmosis inversa, sin embargo, su permanencia, sumada a la utilización de otros químicos utilizados en el lavado de membranas deben ser aún estudiados y monitoreados continuamente en la descarga”, dice Orrego, quien es además investigador del Laboratorio de Toxicología Acuática (AQUATOX).
Consultado sobre estos elementos que forman parte del proceso (succión, salmuera, químicos), el vicepresidente ejecutivo de la Asociación Chilena de Desalinización A.G. (ACADES), Rafael Palacios Pardo, señaló que “la industria de la desalinización, tanto en el mundo como en nuestro país, ha perfeccionado sostenida y progresivamente la capacidad para mitigar los impactos ambientales generados por los procesos de osmosis reversa de la mano de una mayor investigación, mejores tecnologías y una creciente innovación”.
Agregó que “estos avances tecnológicos, junto al mejoramiento de los estándares regulatorios, han posibilitado el desarrollo de proyectos muy completos”, que abordan los impactos ambientales desde el origen conceptual del diseño de las instalaciones, estudiando el medioambiente marino en todas sus dimensiones e interacciones.
“De esta manera -explica Palacios-, componentes propios del mar tales como sales minerales, metales trazas y otros similares, así como compuestos introducidos en el proceso de desalinización como biocidas, antiincrustantes, productos del pretratamiento debidamente autorizados por la autoridad marítima de acuerdo con la normativa vigente, son descargados y retornados al mar minimizando sus efectos en el medio marino. De la misma forma, se diseñan las obras marinas de captación, donde se utiliza la información de la línea base de medio marino para ubicar la torre de captación a una distancia de la costa y a una profundidad de la superficie del mar que permita minimizar el ingreso de biomasa planctónica al proceso de desalinización”.
“Nuestros resultados, hasta ahora, indican que los impactos en los ecosistemas son bastante localizados y altamente dependientes de cada proyecto en particular (desalación de agua de mar con fines industriales, o para consumo humano)”.Dr. Rodrigo Orrego, académico de la Facultad de Ciencias del Mar y Recursos Biológicos de la U. de Antofagasta.
Impacto en actividades productivas
Desde un punto de vista económico, cada vez más los mercados están exigiendo que los procesos de producción sean respetuosos del medio ambiente, lo que podría tener consecuencias para aquellos productos en cuya elaboración haya sido usada agua desalinizada que no garantice su sustentabilidad. Actualmente en Chile el agua de mar desalada es usada principalmente en minería, y en menor escala para consumo humano y agricultura. Asimismo, la creciente industria de producción de hidrógeno verde -considerado el combustible limpio del futuro- requiere de grandes cantidades de agua, por lo que no se descarta el uso de agua de mar desalada en su producción.
Recientemente, el Ministerio Federal de Medio Ambiente de Alemania (BMUV) entregó indicaciones para el proceso de licitación de acuerdos para compra de hidrógeno verde, donde establece como requerimiento para las empresas que participen en las licitaciones que el “abastecimiento de agua para la producción de hidrógeno debe ser sostenible, de modo que durante toda la vida del proyecto no contribuya a la degradación de la calidad o a la escasez”.
El documento añade que “si se utilizan plantas desalinizadoras, se debe demostrar el uso sostenible de los residuos de la desalinización. Los licitadores deben examinar el uso posterior de los residuos, por ejemplo, para la extracción de materias primas, y presentar un concepto de aplicación correspondiente”. La indicación del gobierno alemán, que establece los requisitos para subvenciones por más de 900 millones de euros, fue enviada a la HINT.co (Hydrogen Intermediary Network Company), que forma parte de la estructura H2Global, entidad creada por la agencia de desarrollo sostenible GIZ y la Asociación Alemana de Hidrógeno y Pilas de Combustible (DWV).
A su vez, el diario británico The Guardian encendió la alerta sobre la sustentabilidad de las plantas de desalinización que operan en Chile con un reportaje, publicado en enero de 2020, donde se incluye el dramático relato del pescador de almejas Eduardo Muñoz. “Solía obtener el doble de almejas en cada inmersión (…) La sal que bombean de regreso al mar lo mata todo, y ahora solo hay una gruesa capa de lodo en el lecho marino”, cuenta el hombre de mar, que realiza su actividad en la zona cercana al emisario de la planta de desalinización de La Chimba, que funciona desde 2003 en Antofagasta.
Durante este año, organizaciones de pescadores de la región de Coquimbo han expresado su rechazo a la instalación de una planta desalinizadora -planificada por una sanitaria- en el sector El Panul, manifestando preocupación por el impacto que, tanto la succión del agua como la salmuera, tendrán en la biodiversidad de la zona. De hecho, el proyecto ha tenido una accidentada tramitación ante el Servicio de Evaluación Ambiental (SEA), que lo ha rechazado en dos ocasiones este año debido -entre otras causas- a la falta de antecedentes sobre los impactos que provocará.
En relación a estas preocupaciones, la Dra. Farías señala que “estudios y percepciones de las comunidades en torno a instalaciones de desalinización operativas han demostrado que la exposición al efluente de salmuera (principalmente a salinidades elevadas) podría afectar a los organismos marinos, incluidos microorganismos, invertebrados plantónicos y bentónicos, vertebrados; además de pastos marinos y macroalgas”.
Farías forma parte del equipo científico que analizó los posibles efectos de la desalinización en la costa de Coquimbo, alertando sobre las condiciones geográficas de la zona, con áreas semicerradas, como es el caso del lugar donde sería instalado el emisario del proyecto Panul. “(Son áreas) con mayor sensibilidad dada la circulación de aguas más restringidas, que determina un mayor tiempo de residencia y, por lo tanto, un mayor tiempo de permanencia de sustancias introducidas al sistema acuático antes que sean mezcladas”.
La especialista explica que “si la descarga es de largo aliento (lorg term) y acumulado, esta puede afectar a las poblaciones (reclutamiento y asentamiento) de especies de importancia comercial. Por ello, si la desalinización fuera una política país para la adaptación de la crisis hídrica, debe ser pensada en la lógica de respeto a los servicios ecosistémicos y comunidades”.
Sobre la inquietud que genera el proceso de succión del agua de mar, la académica de UdeC indica que es “otro aspecto que puede afectar a los recursos marinos (sean especies pelágicas -que viven cerca de la superficie- o bentónicas), relacionado con la toma superficial de agua de mar y arrastre de organismos planctónicos marinos (algunos transitoriamente en el plancton porque corresponde a especies que finalmente se asientan en los sedimentos o sustratos duros) e incluyen larvas y juveniles”.
Farías señala que diferentes especies marinas pasan a través de las rejillas de entrada y se transportan con el agua de alimentación a la instalación de desalinización, donde “las tasas de supervivencia de los organismos arrastrados a menudo se consideran casi nulas, por lo que este efecto puede ser muy dañino en áreas de captación de larvas para la acuicultura”. No obstante, añade que “la importancia del impacto y el arrastre de organismos son diferentes de un sitio a otro, y existen metodologías de succión cada vez mejores”.
“La industria de la desalinización, tanto en el mundo como en nuestro país, ha perfeccionado sostenida y progresivamente la capacidad para mitigar los impactos ambientales generados por los procesos de osmosis reversa de la mano de una mayor investigación, mejores tecnologías y una creciente innovación”.Rafael Palacios, vicepresidente ejecutivo de la Asociación Chilena de Desalinización.
Estrategias de mitigación
Consultado sobre la forma de reducir estos impactos, en especial mediante el uso de difusores para las descargas salinas, el Dr. Orrego comenta que “la función de los difusores implementados por la mayoría de las industrias desaladoras en la actualidad es lograr la mezcla rápida del efluente hipersalino en el medio acuático receptor, permitiendo así que la descarga alcance la salinidad normal (~34PSU) a unas pocas decenas de metros”.
El académico de la U. de Antofagasta dice que es importante mencionar que cada industria tiene un diseño particular basado, entre otras cosas, en los siguientes aspectos: volúmenes y tipo de agua producto que se quiere obtener (uso industrial, agrícola o consumo humano); características físicas (topografía, corrientes, profundidad, etc.); características químicas (calidad del agua de alimentación y descarga); y biológicas características (ecosistemas presentes) del área marina costera donde se descarga. “Sin duda, esto ayuda a disminuir el impacto de la descarga”, sostiene.
Asimismo, señala que “existen otro tipo de estrategias que deberían ser evaluadas para su implementación, y que actualmente son utilizadas por industrias desaladoras en países como España, donde realizan una pre-dilución del efluente utilizando agua de mar succionada paralelamente desde el mar mediterráneo, antes de ser descargada en la costa, permitiéndoles alcanzar rápidamente los estándares ambientales establecidos en sus países”.
En tanto, desde ACADES -asociación gremial que cuenta con 47 socios- su vicepresidente ejecutivo detalla las evaluaciones que consideran en cada uno de los tres impactos mencionados.
Respecto de la salmuera, dice, “sabemos que las costas chilenas tienen, en general, buenas condiciones geográficas y de corrientes que favorecen una dilución y dispersión eficiente, haciendo que las zonas de mayor salinidad generadas por su descarga sean muy acotadas. Lo anterior se sustenta en una serie de estudios oceanográficos, de corrientes, batimetrías, trazadores y otros complementarios, que permiten modelar de manera precisa las plumas de salinidad para seleccionar la ubicación y las técnicas de descarga que mejor se adapten a cada condición y proyecto, todo lo cual es luego corroborado con planes de monitoreo y vigilancia (…). El resultado es que las áreas donde la salinidad es mayor a la del entorno se enmarcan en superficies relativamente menores donde, normalmente, a distancias cercanas a los 10 metros de los emisarios, la diferencia con el cuerpo receptor es indetectable para la biota”.
En cuanto a los componentes químicos que se utilizan en los procesos de desalinización, comenta Palacios, “en forma previa a su disposición son neutralizados -a través de los mismos emisarios de descarga o en sitios especialmente autorizados para ello-. Sus concentraciones, no obstante, son marginales respecto a los volúmenes que se pueden descargar de salmuera, y deben cumplir con todos los estándares ambientales y de calidad que define la normativa a este respecto”.
Y en cuanto a los efectos de la succión, señala que “en los estudios ambientales que se desarrollan en forma previa a la construcción de cualquier proceso de desalinización, se realizan modelos para determinar la potencial pérdida de peces adultos equivalentes, producida, entre otras cosas, por la pérdida de biomasa planctónica que se introduce al proceso, junto al agua de mar. Y en los resultados obtenidos se indica que en la mayor parte de los casos, la incidencia de esta pérdida no alcanza a afectar las dotaciones poblacionales de los respectivos ecosistemas. Y en aquellas zonas donde el impacto puede ser significativo, se procura modificar la ubicación de la captación”.
Consultado directamente en relación a que los productos producidos con agua desalinizada puedan ver afectada su sostenibilidad debido a eventuales impactos ambientales del proceso de desalinización, Palacios sostiene que “la evidencia mundial, incluyendo a nuestro país, demuestra que las plantas desalinizadoras han sido sustentables y, por ende, los productos que generan también”.
“La desalación sustentable en Chile no solo es factible, sino más bien necesaria y urgente, por motivos económicos, sociales y ecológicos. Mediante la instalación de desaladoras abastecidas con energías renovables y el adecuado tratamiento y desecho de la salmuera, estaríamos solucionando la actual y creciente crisis hídrica, mientras le devolvemos algo de sal a Humboldt”, enfatiza el representante de ACADES. Sobre este último punto, se refiere a que “estudios recientes -realizados en colaboración con la Colorado School of Mines- concluyen que hielo antártico disminuye 1% de su volumen anualmente por causa del derretimiento de sus milenarias masas, lo que se traduce en más de 7 mil m3 de agua dulce que se diluyen en el mar cada segundo (…). Así, esta inmensa cantidad de agua dulce que se diluye en Humboldt desde la Antártica sigue disminuyendo la salinidad de la corriente, por lo que es acertado decir que el mar en este rincón del planeta necesita sal”.
Necesidad de investigación local
La doctora Farías coincide en que “la desalinización se plantea cono una de las soluciones frente a la crisis hídrica”, no obstante, subraya que “esta industria está operando hace 20 años y el aumento de plantas ha sido exponencial los últimos años”. Esto, indica, hace urgente mayor investigación en el país, para lo cual se está levantando información, hay diversos grupos de trabajo -ministeriales e interministeriales-, así como investigaciones individuales o de centros de investigación para evaluar los riesgos e impactos de esta práctica.
“A mi juicio, falta información de línea base (a priori) que permita evaluar impactos y respuesta de los organismos marinos, así como los impactos socioecológicos (comunidades de acuicultores, pescadores, etc.). Una de las mayores deficiencias es la falta de sistemas de observación oceanográfica, boyas y monitoreos en el campo cercano y lejano, que puedan hacer una vigilancia adecuada en distintas escalas de tiempo y espaciales”, sostiene la especialista.
Consultada sobre la posibilidad de que se generen “zonas muertas” a causa de la salmuera, Farías señala que desconoce esos antecedentes de efectos a mayor escala espacial, “pero mucha de la información que existe proviene de mares hipersalinos, con menor biodiversidad; por ejemplo, las costas de Israel y países árabes que no son hot spot de biodiversidad como la corriente de Humboldt”.
Sobre las investigaciones en las que ha participado sobre el tema, el doctor Orrego relata que dicha experiencia “se ha desarrollado en el contexto de la colaboración entre investigadores (universidades), la industria y algunas autoridades, con el fin de desarrollar una serie de estrategias y herramientas para la evaluación de los potenciales impactos de las industrias desaladoras y a su vez promover la formación de capital humano avanzado”.
“Nuestros resultados, hasta ahora, indican que los impactos en los ecosistemas son bastante localizados y altamente dependientes de cada proyecto en particular (desalación de agua de mar con fines industriales, o para consumo humano). Además, nuestros datos tienden a indicar que, si bien existe un impacto en las comunidades de organismos presentes en las áreas de impacto asociadas a la descarga (disminución de especies sensibles y aumento de especies más resistentes al estrés hipersalino), solo se observa cuando la descarga es realizada en una bahía cerrada con menos recambio de agua que un sistema abierto. Aun así el efecto es localizado”, dice el académico.
Agrega que mucha de la información existente respecto de efectos de descargas hipersalinas en organismos acuáticos, se refiere a ambientes y a organismos que no necesariamente representan nuestro ambiente y ecosistemas particulares. No obstante, Orrego comenta que “hemos avanzado en el establecimiento de potenciales efectos asociados específicamente a descargas hipersalinas en organismo locales como algas (ej. Ectocarpus) y bivalvos (ej. Ostion Argopecten), con el fin de utilizarlos como organismos bioindicadores de estrés mediante el desarrollo de biomarcadores a nivel fisiológico, genético, individual. Esto permitirá desarrollar estrategias de monitoreo acorde a la realidad local y con un fin más predictivo/proactivo frente a los potenciales impactos”.
