En foro de Voces Mineras, Leonardo Romero, académico de la UCN, destacó que el desarrollo de proyectos de suministro de agua marina y desalada permite acceder a una fuente hídrica abundante, y que existen opciones para una gestión responsable de las aguas de descarte de la desalación.

¿Cuál es la solución para equilibrar el desbalance hídrico que enfrenta el país? De acuerdo con el académico Leonardo Romero, la respuesta pasa por gestión y por el uso de fuentes hídricas no convencionales, como el agua de mar desalinizada. El director del Magíster en Aplicaciones de Ingeniería Ambiental del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad Católica del Norte (UCN) participó en el Foro “Plantas Desaladoras: Desafíos y oportunidades del uso de agua de mar en minería”, organizado por Voces Mineras A.G., marco en que abordó cómo manejar los impactos ambientales de esta tecnología.

A modo de introducción, el docente recordó que el 75% de la superficie del planeta está cubierto con agua y de esa cantidad, el 97% corresponde a agua de mar y solamente un 3% a agua dulce, que en su gran mayoría se encuentra en forma de hielo. Por su parte, la demanda hídrica está estrechamente ligada al crecimiento de la población, siendo el sector agrícola el que representa el mayor consumo, equivalente a 2/3 (tanto en el mundo como en Chile).

En relación con la disponibilidad de agua, en el país –puntualizó Romero– se pueden identificar dos zonas: una que va desde la Región Metropolitana hacia el sur, donde el volumen promedio de agua disponible supera los 10.000 m³ por persona al año, y de la capital al norte, con un promedio de 800 m^3/persona/año, inferior al mínimo estimado para un desarrollo sustentable, de 2.000 m³/persona/año. “Y si vamos a la Región de Antofagasta, podemos ver que la disponibilidad de agua está muy por debajo de ese nivel, pues alcanza a un promedio de 80 m³/persona/año”, puntualizó.

Para el académico, cualquier decisión futura que se tome respecto al escenario hídrico del país debe considerar dos factores: la creciente demanda de agua, propia del desarrollo demográfico y económico, y el cambio climático, que se traduce en la disminución de pluviosidad, con una sequía que no sólo afecta al consumo de agua potable y para saneamiento, sino que también al desarrollo de actividades económicas, como la agricultura, industria y minería.

El desafío es entonces equilibrar el desbalance hídrico, por medio de dos vías, según planteó: gestión del recurso, inyectando eficiencia, mejores prácticas, monitoreo, manejo integrado, planes de aprovechamiento; y el uso de fuentes hídricas no tradicionales, que incluyen la utilización de agua de mar directa o desalinizada, así como el reuso de aguas residuales, elevando la calidad de éstas según el uso que se les quiera dar.

Plantas desaladoras e impactos

En su presentación, Romero dio cuenta que en Chile la mayor cantidad de plantas desalinizadoras se ubica en la Región de Antofagasta, con un total de 14 de estas instalaciones en operación: 10 plantas mineras e industriales y otras 4 para la provisión de agua potable.

El investigador explicó que la arquitectura de una planta desaladora consta de cinco etapas: 1) Captación de agua de mar 2) Pretratamiento, cuya función es adecuar el agua para evitar que las membranas se ensucien. 3) Osmosis inversa. 4) Rechazo de salmuera. 5) Desinfección y remineralización según su uso.

Según el académico, el margen de recuperación de agua de las plantas desaladoras suele no superar el 40%, lo que significa que, del volumen de agua captada, prácticamente la mitad se devuelve con un contenido de sal que duplica al del recurso que ingresa al proceso.

“En la desalinización de agua nos vamos a encontrar con impactos ambientales”, precisó Romero, los cuales resumió en:

• Uso de suelo: las plantas desaladoras se localizan en el borde costero.
• Transporte de agua de producto a las faenas: trazado de tuberías.
• Ruido: bombas de alta presión y turbinas.
• Alto consumo energético, que incide indirectamente en las emisiones de gases efecto invernadero, si la energía se genera a partir de combustibles fósiles.
• Efecto en el medio marino, por la descarga de salmuera y presencia potencial de productos químicos.
• Acumulación de residuos sólidos, por las membranas desechadas.
• Impacto social: a diferencia de los anteriores este es un impacto positivo, en donde la disponibilidad de agua dulce permite nuevos usos del territorio y desarrollo de la población.

Gestión de impactos

A partir de la caracterización físico-química del agua, existen tres opciones para gestionar las aguas de descarte de la desalación, expuso Leonardo Romero:

• Disposición: las grandes desaladoras utilizan emisarios submarinos para la descarga, dijo.
• Aplicación: la salmuera puede usarse como agua de riego en la agricultura, para plantas tolerables a la sal, o en riego tecnificado capilar para el cultivo de hortalizas. También puede emplearse en la lixiviación de sulfuros de cobre en minería, o en la generación de energía térmica y eléctrica. “Por su contenido de sal, la salmuera tiene una gran capacidad de almacenar energía”, señaló, acotando que se necesita invertir para optimizar estas aplicaciones.
• Recuperación: hay procesos y tecnologías que permiten recuperar sal, agua y otros elementos.

En cuanto a la descarga de salmuera al mar, el profesor hizo ver que existen dispositivos que ayudan a mitigar su impacto, evitando así una descarga directa. Detalló que las grandes desaladoras conducen la salmuera a través de un ducto que va por sobre el lecho marino, unos cientos de metros mar adentro hasta alcanzar una profundidad de por lo menos 25-30 metros y la descargan usando difusores con una cierta inclinación, de tal forma de favorecer la turbulencia, la que a su vez facilita la dilución.

“Si la descarga de salmuera se hace en forma responsable, su radio de impacto pueden ser unas pocas decenas de metros”, afirmó Romero.

Respecto de las membranas, que tienen una vida útil de cinco a seis años, para evitar su acumulación y que terminen en un vertedero, recomendó aplicar tecnología para recuperarlas y volverlas a usar como membranas de micro y ultrafiltración, a un costo mucho menor que las nuevas. “La práctica nos muestra que el 70% de las membranas pueden ser recicladas”, indicó.

Costos del proceso

De acuerdo con Romero, los costos típicos en la desalación de agua de mar por osmosis inversa varían entre 0,35 y 0,5 Euro/m³ de agua producida. Incluyendo las amortizaciones, el valor se duplica a un rango de 0,7-1 Euro/m³.

En el caso de la minería, a ello hay que agregar el costo de la impulsión del agua hasta las faenas mineras, que asciende a alrededor de US$1,2 por cada 1.000 metros de elevación, dijo. “A una faena que está a 3000 metros, llevar agua desde la costa tiene un costo aproximado de US$3,6/m³. Sumando todo, poner agua de mar desalinizada en faena tiene un costo en torno a los US$4-5/m³”, sostuvo.

La mayor porción de los costos del proceso de desalación corresponde al consumo de energía eléctrica, que a lo largo de los años ha ido reduciéndose gracias a la introducción de tecnologías de recuperación de energía.

Regulación

Si bien en el país no existe regulación específica para plantas desaladoras, el docente observó que para su construcción y operación se necesita una concesión marítima (que tiene un límite máximo de 50 años), otorgada por Directemar. Asimismo, cada instalación debe someterse a la normativa ambiental, es decir, cumplir los permisos ambientales del Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental, le Ley 19.300 y su modificación (Ley 20.417) y tener informe favorable del Gobierno Regional, Municipio y autoridad marítima.

Adicionalmente, mencionó diversos proyectos de ley aplicables a desaladoras que están tramitándose en el Parlamento, en diferentes etapas legislativas (la mayoría en primer trámite).

Oportunidades

En la parte final de su exposición, Romero concluyó que el agua de mar sí provee seguridad hídrica y que el desarrollo de proyectos de suministro de agua marina y desalinización permite acceder a una fuente de agua abundante, lo que a su vez posibilita reducir la presión sobre el recurso continental.

Planteó como oportunidades a abordar:

• Generar un marco regulatorio que reconozca la seguridad hídrica que provee el uso de agua de mar.
• Compartir infraestructura de suministro: “la sinergia permite abaratar costos y dar acceso a usuarios con menor demanda”.
• Integrar el suministro de agua y energía, generando sinergia entre ambos sectores.
• Ordenamiento territorial: crear una red de suministro de agua, similar a la eléctrica.
• Valorizar las aguas de descarte: lixiviación de cobre sulfurado con salmueras, almacenamiento y generación energía, otros.
• Mayor inversión en la búsqueda de procesos innovativos con salmuera y reciclaje de membranas.

Leonardo Romero es además presidente de la Comisión de Agua y Energía del Instituto de Ingenieros de Minas de Chile (IIMCh). En 2007 creó el Centro de Investigaciones Tecnológicas de Agua en el Desierto, CEITSAZA, perteneciente a la UCN, del cual fue director ejecutivo hasta 2018.   

Vera aquí la presentación completa de Leonardo Romero.