Agua de mar para la crisis hídrica

La escasez hídrica, provocada en parte por el cambio climático, se está convirtiendo en una nueva normalidad para muchos. En Chile, alrededor de 400 mil personas dependen de camiones aljibe para sobrevivir. En zonas como Petorca o Vichuquén la escasez de agua dificulta incluso las medidas sanitarias para afrontar la pandemia del nuevo coronavirus. Una solución a largo plazo podría estar en equipos de desalinización de pequeña escala, como los que ofrece la empresa Remote Waters.

Por Jorge Román

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Además de mantener la distancia social, lavarse las manos frecuentemente con agua y jabón es la recomendación que más se ha difundido desde que el nuevo coronavirus, el Sars-CoV-2, empezó a expandirse por el mundo. ¿Y por qué el lavado de manos con agua y con jabón es tan importante? Porque el Sars-CoV-2 está «empacado» en una envoltura viral hecha de lípidos (es decir, grasas): el jabón remueve el virus de la piel y, además, disuelve la envoltura viral, lo que desactiva el virus (no decimos que lo mata porque en biología no se le suele considerar un organismo vivo, a diferencia de las bacterias).

El lavado de manos requiere, por supuesto, de dos elementos fundamentales: agua y jabón. Pero, ¿qué tan factible es conseguir agua limpia para lavarse las manos en zonas donde hay escasez hídrica? El Fondo de las Naciones Unidas para la Infancia (Unicef) afirma que 40% de la población mundial (alrededor de 3.000 millones de personas) no tienen facilidades para lavarse las manos con agua y jabón en su hogar, y 47% de las escuelas del mundo tienen la misma carencia (Unicef, 2020).

En Chile, la situación también es preocupante: los embalses dedicados al agua potable tienen un déficit que va de un 58% a un 63% (Maciel, 2020). En la provincia de Petorca (Región de Valparaíso), hasta hace unas décadas una importante zona de desarrollo agrícola, deben sobrevivir con 50 litros de agua por persona al día, que es lo que entregan los camiones aljibe —aunque se espera que la situación mejore luego de que, a principios de abril, la Seremi de Salud firmara una resolución que determina que «el volumen de agua a distribuir para el consumo diario por persona no podrá ser inferior a 100 litros» (Parra, 2020)—. En la comuna de Vichuquén (Región del Maule), en tanto, la escasez obligó a la Cooperativa de Agua Potable a iniciar un racionamiento que empezó en febrero de este año (CNN Chile, 2020).

Las razones de la escasez hídrica van desde la baja de precipitaciones —causada, en parte, por el cambio climático— hasta una mala gestión del agua, además de la extracción ilegal de este recurso (Rojas et al, 2019; Boisier et al, 2018; CR², 2015; Verdugo, 2019).

La reserva del embalse El Yeso, una de las principales fuentes de agua potable para la ciudad de Santiago, se ha reducido a un 40% de su capacidad total entre marzo de 2016 y marzo de 2020. Créditos de la imagen: NASA Earth Observatory.

Ante esta carencia de agua dulce, no resulta raro que los esfuerzos técnicos apunten a la desalinización de aguas salobres o, directamente, de agua de mar. De hecho, esto es algo que ya se hace en el Norte Grande: el 80% del agua potable que provee la empresa Aguas Antofagasta en dicha ciudad se obtiene del mar; y en Mejillones, el 100% del agua proviene de plantas desalinizadoras (Futuro360, 2019).

Pero la desalinización a través de grandes plantas es un negocio poco atractivo si los clientes son localidades apartadas, de pocos habitantes. La solución actual siguen siendo los camiones aljibe; sin embargo, existen emprendimientos locales que buscan llenar este nicho: Remote Waters es uno de ellos.

La empresa Remote Waters, ubicada en la Región de Valparaíso, es un proyecto apoyado por Corfo que ofrece un sistema de purificación de agua y, de acuerdo con su sitio web, «a bajo costo de operación y rápida instalación para comunidades con acceso limitado a agua potable».

Para conocer más sobre este proyecto, conversamos con Pablo Cassorla, fundador y director ejecutivo de Remote Waters, quien nos explicó el funcionamiento técnico de su sistema de purificación, así como su potencial. Para esto, en primer lugar, trataremos de entender cómo puede obtenerse agua potable y de buena calidad a partir de aguas salobres o directamente de agua de mar.

Un asunto de concentraciones

La ósmosis inversa es uno de los varios métodos existentes para remover las sales y otros minerales no deseados del agua. Este proceso es utilizado de forma exitosa en varias partes del mundo: la planta desalinizadora más grande del planeta, ubicada en Israel, trabaja a partir de ósmosis inversa y ha permitido abastecer el 20% del agua que requieren los hogares de dicho país (Vivanco, 2016); y, como decíamos previamente, en Antofagasta el 80% del agua potable distribuida por Aguas Antofagasta proviene de la desalinización a través de ósmosis inversa (Futuro360, 2019).

¿En qué consiste este proceso? Como su nombre lo indica, se trata del inverso de un proceso que se da naturalmente, llamado ósmosis: cuando dos soluciones de concentraciones diferentes están separadas por una membrana porosa, el líquido de menor concentración filtrará al de mayor concentración hasta que las concentraciones se igualen a ambos lados de la membrana.

La ósmosis inversa, entonces, consistirá en hacer exactamente lo contrario: expulsar el agua de la zona en que hay una concentración excesiva de sal a otra donde la concentración de sal será menor. A diferencia de la ósmosis, la ósmosis inversa necesita energía para generar presión sobre el agua con mucha concentración de sal, forzar al agua a pasar a través de la membrana y librarla así de la sal y otros minerales indeseados. El subproducto de este proceso es la salmuera: aguas residuales con una concentración muy elevada de sal y otros minerales.

Cuando el agua salobre tiene mucha turbiedad, organismos microscópicos y otros minerales, es posible que se necesite hacer un pretratamiento del agua antes de pasarlo por la membrana. O quizás se necesite hacer varios procesos de filtrado. Todos estos tratamientos previos o pasos adicionales encarecen los costos y aumentan la toxicidad de la salmuera. El agua dulce se destina a consumo o se almacena y la salmuera suele ser devuelta al mar.

No se saca agua del sombrero

Pero, ¿qué ocurre en comunidades alejadas de las grandes ciudades, donde no hay mineras ni otro proyecto industrial que justifique la instalación de una planta desalinizadora? Como decíamos previamente, la solución más extendida en la actualidad consiste en la entrega de agua a través de camiones aljibe. Sin embargo, incluso para estos se vuelve difícil ofrecer agua si sus fuentes se secan o contaminan. Aunque es algo obvio, es bueno recordar que un camión aljibe no produce agua, sino que la desplaza. Es decir, funciona como una red de agua sobre ruedas, que consume mucha energía y fluye de forma esporádica.

Cassorla, fundador de Remote Waters, explica que se ha encontrado con proveedores de camiones aljibe que ya no tienen de dónde obtener agua porque sus pozos se contaminan o se secan y buscan dónde comprar agua para satisfacer la demanda de los municipios. Otro problema, según Cassorla, es que mucha gente que recibe agua de camiones aljibe de todas formas compra agua embotellada para beber, ya sea por desconfianza en la calidad del agua del camión aljibe, porque no les gusta el sabor o porque destinan esa agua a otras necesidades del hogar. «O sea, el gasto del bolsillo de las personas es alto. Y si no es de las personas, es de la municipalidad», dice Cassorla.

Y no se trata de un gasto menor: según consigna una investigación de Ciper, el Estado desembolsó más de $ 92 mil millones de pesos solo entre 2010 y 2016 para proveer de agua potable a alrededor de 400 mil personas (Arellano, 2017). Para ponerlo en perspectiva, la planta desalinizadora de Chañaral, que abastecerá de agua potable en forma permanente a 220 mil personas en Chañaral, Caldera, Copiapó y Tierra Amarilla, tiene un costo total de 250 millones de dólares, es decir, unos $ 21.300 millones de pesos a abril de 2020 (Cooperativa.cl, 2019).

Otros problemas que enfrenta la solución actual son los caminos —no en todos puede transitar un camión— y que no sirven para regar predios agrícolas, porque se necesitaría una provisión constante de camiones, algo insostenible a nivel económico y ambiental.

Un sistema de desalinización a pequeña escala como los que ofrece Remote Waters podría solucionar buena parte de estas dificultades. Son equipos portátiles, que se instalan fácilmente, funcionan con energía fotovoltaica (aunque también pueden conectarse a la red eléctrica) y son monitoreados en forma remota para reducir costos de mantención y asegurar su correcto funcionamiento.

«Yo puedo tomar agua de mar o agua contaminada de pozos, pozos salobres […] y dejarlos como agua potable», asegura Cassorla. Para ello, utiliza el mismo principio de la ósmosis inversa: generando una gran presión sobre el agua salada, la hace pasar a través de las membranas de filtrado, lo que produce agua dulce. Para generar presión se necesita energía (que es uno de los mayores costos de la desalinización) y es por ello que el equipo debe conectarse a paneles fotovoltaicos. «Nosotros mismos desarrollamos las plantas, integramos todos los componentes y los hacemos en Chile», dice Cassorla. 

El sistema, sin embargo, no hace magia: siempre debe analizarse el agua a utilizar, ya que, en caso de que sea demasiado turbia, contenga minerales corrosivos o muchos microorganismos, quizás sea necesario un tratamiento previo que encarece los costos. «De esa manera, entra un agua de mejor calidad para el proceso de ósmosis inversa porque las membranas son caras y eso hay que cuidarlo», dice Cassorla.

Otro problema que enfrenta un proceso de purificación de aguas es el arsénico. En el Norte Grande, la concentración de arsénico en las cuencas hidrológicas es muy elevado (tanto por razones naturales como producto de la actividad minera), al punto que las tasas de cáncer de vejiga y pulmón son de cuatro a cinco veces mayores en ciudadanos de Antofagasta que consumieron aguas contaminadas con arsénico entre 1958 y 1970 (Tapia, 2014).

Aunque los sistemas por ósmosis inversa pueden eliminar, en teoría, más de un 80% del arsénico en aguas contaminadas (Walker et al, 2008; Schneiter y Middlebrooks, 1983), esto puede no ser suficiente para aguas con concentraciones muy elevadas, como ocurre en muchas zonas de Chile. La Organización Mundial de la Salud recomienda que el agua de consumo humano tenga concentraciones de arsénico inferiores a 10 μg/l (Organización Mundial de la Salud, 2006), mientras que las aguas superficiales del Norte Grande pueden contener desde 190 a 21.800 μg/l (Tapia, 2014).

Cassorla dice que, en la mayoría de los casos, basta con agregar más membranas o un sistema de pretratamiento específico para el arsénico, pero que lo fundamental sigue siendo un análisis regular para monitorear la calidad del agua: «Nosotros tenemos monitores en línea, pero que nos dan indicadores de conductividad o salinidad. Nos dicen qué tan contaminada puede estar el agua, pero no nos dicen específicamente qué tiene. Para identificar cada elemento o metal o mineral, siempre hay un análisis específico. […] Pero para eso, cada cierto tiempo se hace el test».

Pero incluso con todas esas dificultades, uno de los equipos de Remote Waters puede alimentar de 20 a 40 casas, considerando todo el consumo de un hogar: lavado, ducha, cocina, bebida… Si se redujera solo a agua para consumo humano, el sistema puede darle agua de 2.000 a 3.000 personas (desde un metro cúbico de agua por hora). Todo esto considerando que se cumpla una condición básica: acceso a una fuente de agua que pueda ser potencialmente purificada. Si no hay costa cerca, si no hay un pozo, aunque sea salino o esté contaminado, no hay forma de trabajar. El agua no puede crearse de la nada.

Qué le hace la salmuera al pez

Como decíamos previamente, el subproducto de la desalinización es una salmuera: agua con concentraciones muy altas de sal y minerales. Habitualmente, la salmuera se desecha arrojándola al mar lo que puede producir alteraciones y daños en el ecosistema marino. Se ha reportado, por ejemplo, que las bacterias bentónicas (microorganismos clave en la degradación de la materia orgánica y el reciclaje de nutrientes marinos) se ven muy afectadas por el aumento de la salinidad en las zonas de descarga (Frank et al, 2019) y también se ha reportado un impacto en otros organismos marinos (Petersen et al, 2018; Sadhwani, 2005; Fernández-Torquemada, 2005). Además, la salmuera no solo contiene sal, sino también otros minerales y químicos que han sido removidos del agua para hacerla apta para consumo humano (como arsénico), lo que la hace aún más perniciosa para el ecosistema costero.

De hecho, en Antofagasta, los pescadores afirman que, desde que empezó a funcionar la planta desalinizadora, la pesca se ha vuelto cada vez más escasa (Bartlett, 2020). Pese a ello, la desalinización ha permitido darle un respiro al conflicto sociopolítico por los derechos de las aguas subterráneas y superficiales del Norte Grande, que han sido sometidas a una gran presión en las últimas décadas por el crecimiento de las ciudades y, sobre todo, por la gran minería (Bottaro et al, 2014).

Por supuesto, no puede compararse el arrojar ácido de baterías o petróleo con arrojar salmuera al mar y los efectos ambientales deben seguir siendo estudiados. De acuerdo con Cassorla, el problema ocurre cuando se descarga mucha salmuera en un solo lugar y por mucho tiempo, pero sus equipos generan un impacto significativamente menor al de una planta como las que funcionan en la Región de Antofagasta: «Nosotros hacemos purificadores en un orden de magnitud residencial, no para la industria de la minería». Sus equipos vierten 0,5 litros de salmuera por segundo, similar a lo que sale de una manguera de riego abierta. Además, como los equipos se encuentran separados entre sí, las salmueras se distribuyen en varios puntos, lo que mejora su dilución y reduce el impacto. Algo muy distinto a lo que hace una planta industrial de desalación, que puede verter cientos de miles de litros de salmuera por segundo en un solo sector (Torres, 2004).

Pese a ello, es posible reducir el impacto de la salmuera si se adoptan medidas distintas a arrojarla al mar: «Nosotros también ofrecemos […] hacer un pozo de infiltración. Así como yo hago un pozo para obtener agua, yo puedo inyectar esa agua, esa salmuera, bajo tierra, donde no hay organismos vivos, y se pueda permear bajo tierra. Esa es una de las opciones más sustentables». La salmuera también puede ser descargada junto a la desembocadura de un estero o un río, para que así se disuelva en agua dulce justo antes de entrar en contacto con el mar. Y, finalmente, también es posible darle un uso económico: la sal de una salmuera sin químicos adicionales podría potencialmente venderse como ingrediente para cosméticos o sales de baño, o directamente como sal de cocina.

Agua para un futuro sin agua

Actualmente, la empresa tiene una planta demo en San José de Algarrobo y otra en Santo Domingo, ambas en la Región de Valparaíso. Allí no purifican agua de mar, sino agua subterránea. Según Cassorla, la reacción de la gente que prueba el agua generada allí es, primero, de sorpresa. «Las soluciones típicas que conoce la gente son el agua de pozo, recolectar aguas lluvias, camión aljibe y copas de agua que extraen aguas profundas», dice Cassorla. Cuando les da de probar el agua que produce, dice que la gente queda impresionada: «Les cuesta creer que proviene de un agua salina».

«Nosotros somos súper competitivos en precio porque estamos muchas veces más baratos que el camión aljibe, generalmente, un 20% más barato […] dependiendo del camión», afirma Cassorla. Además, su sistema tiene otras ventajas respecto de los camiones: estos necesitan que haya alguien presente en el hogar para recibir el agua, mientras que los equipos de Remote Waters funcionan de manera permanente y, si utilizan energía fotovoltaica, no producen huella de carbono.

El problema, sin embargo, es que aunque sean competitivos, no son equipos que pueda adquirir una familia o incluso una comunidad de escasos recursos. Entonces, la inversión del Estado o los municipios resulta fundamental. «Para que el gobierno o los municipios puedan adoptar estas tecnologías, yo creo que hay que hacer un taller o un seminario específicamente para ellos y, bueno, también mostrar el caso ejemplo», dice Cassorla. Esto significa, también, atreverse a invertir en tecnología chilena innovadora, ya que proyectos como el suyo tienen dificultades para entrar a las bases de licitación: «He visto unas licitaciones que dicen específicamente: «Necesito planta que sea de origen israelí»», afirma. Y significa también reconocer que la innovación no tendrá experiencia: «¿Cómo podemos hacer innovación cuando te piden que se haya hecho 20 veces el mismo proyecto?», dice Cassorla.

De cualquier forma, es importante reconocer que, a causa del cambio climático, la sequía que se está viviendo desde hace una década no será un episodio temporal, sino una situación permanente (Rojas et al, 2019; Boisier et al, 2018; CR², 2015; Verdugo, 2019). Y, para un futuro con escasez crítica de agua dulce, los camiones aljibe no son una solución barata ni sustentable (CR², 2015; Arellano, 2017; Parra, 2019). La crisis hídrica a la que se enfrenta Chile requerirá de medidas innovadoras, tanto en la administración, las leyes, las políticas públicas y la industria. Y, además, habrá que asumir que los problemas de pequeña escala necesitarán también de soluciones a pequeña escala. Y quizás este sea un nicho donde proyectos como Remote Waters puedan mejorar sustancialmente la vida de las 400 mil personas que hoy dependen de apenas 50 litros diarios por cabeza.

Bibliografía

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