Escasez de agua y agricultura: el rastro de las fuentes «no convencionales»

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En Estados Unidos, la Alianza Nacional para la Innovación del Agua está interesada en un sector que consume particularmente este preciado recurso: la agricultura.

Aunque el 71% de la Tierra está cubierta por océanos, las necesidades de agua dulce de la humanidad dependen de menos del 1% del agua total del planeta. Estas reservas están en forma de acuíferos o ríos alimentados por la capa de nieve. El oro azul se bombea al suelo, se procesa, se bebe o se usa para regar los cultivos, y luego se desecha.

Entre el aumento de la población mundial, que se espera que supere los 10 mil millones para 2050, y la escasez de agua, un desafío importante de nuestro tiempo,es hora de repensar este modelo.

¡Reutiliza el agua, en todas sus formas y para todo!

Este es el desafío que la Universidad Estatal de Colorado se ha propuesto. La institución es socio fundador de la red de investigación del Departamento de Energía de los Estados Unidos, llamada Alianza Nacional para la Innovación del Agua.

Con un presupuesto de 110 millones de dólares, la estructura se centra en el desarrollo de tecnologías para el tratamiento y reutilización de fuentes de agua no tradicionales. Se prevén todas las vías:

  • aguas residuales municipales;
  • agua de mar;
  • agua salobre (salada);
  • agua generada como subproducto de la perforación de petróleo y gas;
  • aguas residuales del procesamiento de carne y lácteos;
  • agua de drenaje agrícola.

Laexplotación de estas fuentes podría resolver muchos problemas de escasez de agua en los próximos años. Sin embargo, actualmente no existen medios económicamente viables y a gran escala. La visión de los líderes de la Alianza es una «economía circular del agua»: el agua regenerada se utilizaría para todo, desde campos agrícolas hasta sitios de fracking, a un costo e intensidad energética comparables, o incluso más altos, que las fuentes convencionales de agua dulce de hoy.

La agricultura, un sector muy intensivo en agua

Thomas Borch es profesor en el Departamento de Ciencias del Suelo y los Cultivos, e investigador en química ambiental y agrícola en la Universidad de Colorado. Lidera un equipo de especialistas en ingeniería mecánica, ingeniería civil y ambiental e ingeniería de sistemas. Debe aportar una variedad de conocimientos especializados a la Alianza, que completará su labor en los próximos años.

Este equipo multidisciplinario se centra principalmente en el sector agrícola,una de las cinco principales áreas de estudio de la Alianza, las otras son la energía, la extracción de recursos, la industria y el agua municipal. Borch participó recientemente, junto con Dion Dionysiou de la Universidad de Cincinnati, en la creación de una hoja de ruta tecnológica para el sector agrícola.

Este documento hace un balance del estado actual y los desafíos del tratamiento y la reutilización del agua en aplicaciones agrícolas como el riego y el procesamiento de carne. La hoja de ruta destaca en particular la importancia de las necesidades de agua de la agricultura. También describe las diferentes áreas en las que es posibleutilizar agua «no tradicional»,tales como:

  • el reciclaje del agua de drenaje de los campos de cultivo;
  • tratamiento y reutilización de aguas residuales en operaciones de procesamiento de carne y lácteos.

Este trabajo debe ponerse en un contexto global de escasez de agua en los Estados Unidos. Los administradores del agua en 40 estados esperan escasez de agua en los próximos años. En 2017, en suelo estadounidense, los 360 millones de hectáreas de tierras de cultivo utilizaron más de 100 billones de litros de agua. Por lo tanto, la agricultura representa un promedio del 80% del consumo de agua de la nación. «La agricultura es el sector más importante en términos de extracción de agua dulce en el mundo»,confirma Thomas Borch.

La desalación, punta de lanza de la Alianza

La misión de la Alianza Nacional para la Innovación del Agua es, por lo tanto, desarrollar tecnologías de desalinización escalables,es decir, la eliminación de sales y contaminantes de fuentes de agua no tradicionales.

Un paso necesario para tratar el agua no convencional

« Cuando hablamos de agua no tradicional, nos referimos a todo lo que no es agua dulce»,explica Borch. Esto incluye aguas residuales municipales, agua producida por petróleo y gas, convencional y no convencional, agua subterránea salobre, agua de mar, drenaje agrícola, etc. Tenemos muchos de ellos, pero para poder usarlo, primero tenemos que procesarlo. »

Hay muchas plantas de desalinización en todo el mundo. Sin embargo, no están muy extendidos, ya que el proceso es notoriamente costoso y consume mucha energía. La desalinización también crea salmuera salada como subproducto. Además de ser tóxico para las plantas y los seres humanos, puede contener metales pesados que son difíciles de eliminar. El manejo de la salmuera es, por lo tanto, una preocupación importante para los investigadores.

Técnicas de filtración innovadoras

Llegando al proceso en sí, la desalinización se suele llevar a cabo por ósmosis inversa. Por lo tanto, el agua contaminada se ve obligada a cruzar una membrana para separar el agua dulce de las impurezas. La mejora de estos procesos de membrana y el tratamiento de aguas residuales industriales mediante desalinización está en el corazón de las misiones de la Alianza.

Estos nuevos procesos de obtención de agua dulce representan retos técnicos, legales y económicos. Pero más allá de eso, también se deben tener en cuenta las consideraciones sociales. ¿Tendrá el público confianza en el agua de riego que antes era de aguas residuales? ¿Estarán las personas dispuestas a invertir en fuentes de agua que no provengan de un suministro de agua dulce?

En el futuro, la Alianza Nacional para la Innovación del Agua planea financiar proyectos de investigación internos y externos sobre diversos temas. El objetivo: ver el surgimiento de la próxima generación de tecnologías no tradicionales de tratamiento y reutilización de agua.

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