“IMPACTO AMBIENTAL EN LA DESALACIÓN DE AGUAS” J. Jaime Sadhwani Alonso
Dpto. Ingeniería de Procesos. Grupo de Tecnologías del Medio Ambiente Universidad de Las Palmas de Gran Canaria
1. Introducción Nunca se había hablado y escrito tanto en España, sobre el Impacto Ambiental de las Desaladoras. Surge como consecuencia de la modificación del Plan Hidrológico Nacional respecto a la reorientación de la política del agua para resolver las necesidades de abastecimiento humano, turístico, agrícola e industrial de diversas zonas costeras de España. No hay que olvidar que la desalación de aguas en España, es una técnica consolidada, ya que desde la primera planta desaladora por destilación (MSF) instalada en 1964 en Lanzarote hasta hoy día, existen más de 700 plantas desaladoras que utilizan tanto la tecnología de la destilación como la de membranas, para agua de mar como salobre con una capacidad instalada superior a los 800.000 m 3/día. En España, Canarias ha sido pionera en el uso de las distintas tecnologías empleadas para la desalación de aguas, siendo un punto de referencia importante por su experiencia y conocimientos para otras comunidades del territorio español. Dentro de las tecnologías, la de mayor capacidad instalada es la de membranas de ósmosis inversa, la cuál en las últimas décadas ha sufrido un vertiginoso aumento consiguiendo objetivos importantes que afectan al usuario; como es la reducción de costes del metro cúbico del agua desalada y la calidad de suministro. Sin embargo, hoy día, día, la sociedad está prestando prestando especial atención atención a la necesidad de de conservar los recursos naturales y la sostenibilidad, por lo que es necesario dedicar un apartado al impacto ambiental producido por las plantas desaladoras de agua, sobre todo si se trata de plantas de grandes capacidades de producción, y por tanto, los requerimientos de energía necesarios para su funcionamiento, sus edificaciones, sus vertidos, etc; es decir, aquellos aspectos que pueden afectar al medio ambiente. En éste artículo, vamos a exponer de forma resumida, los problemas medioambientales generados en las plantas plantas desaladoras desaladoras y como se abordan en la legislación legislación nacional o autonómica si fuese el caso. Finalmente, se ha efectuado una revisión de casos concretos, reflejando la solución adoptada para minimizar su efecto perjudicial sobre el medio ambiente. 2. Legislación y normativas medioambientales Las evaluaciones de impacto ambiental constituyen hoy día una técnica generalizada en todos los países industrializados, que permite la preservación de los recursos naturales y la defensa del medio ambiente. El procedimiento de Evaluación de Impacto Ambiental se instauró en España en 1986 como norma básica en materia ambiental con el Real Decreto Legislativo 1302/1986, de 28 de Junio, de conformidad con la Directiva 85/337/CEE concerniente a la evaluación de las incidencias de ciertos proyectos públicos y privados. 1
Posteriormente se desarrolló el Reglamento de Evaluación de Impacto Ambiental con el Real Decreto 1131/1988. En los mismos, se recogen en sus anexos una lista con aquellas actividades que deben someterse a una Evaluación de Impacto Ambiental. Años más tarde y actualmente en vigor, aparece el Real Decreto-Ley 6/2001 de 8 de Mayo de modificación del RD 1302/1986. Analizando las distintas actividades sometidas a evaluación de impacto ambiental, se observa la existencia de -
las instalaciones de desalación o desalobración de agua con un volumen nuevo o adicional superior a 3000 m 3/día.
Sin embargo esta Ley de EIA no es más que la norma básica para el estado español, ya que en virtud el estatuto de autonomía de cada comunidad autónoma y de las competencias que posea cada una en materia de protección del medio ambiente, éstas pueden o no desarrollar sus propios procedimientos de EIA. Por consiguiente, se ha de consultar la normativa correspondiente a la Comunidad Autónoma donde se vaya a instalar la planta desaladora y comprobar que está incluida en su lista de evaluación de impacto ambiental. De la revisión documental realizada, podemos argumentar que hay tres comunidades autónomas que contemplan las actuaciones de las desaladoras pero con diferentes nivel y exigencias. A título de ejemplo, en la Comunidad Autónoma de Canarias, se dispone de la Ley 11/1990 de 13 de Julio, de Prevención del Impacto Ecológico, y se incluye en el anexo I, las plantas potabilizadoras de más de 5000 m 3/día de capacidad, sujeta a evaluación detallada de impacto ecológico. Por otro lado en la Comunidad de la Región de Murcia, existe la Ley 1/1995 de 8 de Marzo, de Protección del Medio Ambiente y se incluye en el anexo I la actividad sometida a evaluación de impacto ambiental en su apartado 2.10, de plantas desalinizadoras de agua, sin especificar nada más. Por último, en Baleares, existe el Decreto 4/1986 de 23 de Enero de Implantación y Regulación de los Estudios de Evaluación de Impacto Ambiental, donde se incluye en el anexo III, la actuación de plantas desalinizadoras de más de 1.000 m 3/día de capacidad, sujeta a una evaluación simplificada. 3. Desalación de aguas Los recursos hídricos susceptibles de desalación pueden tener básicamente dos orígenes: agua de mar o agua subterránea salinizada; éstas últimas pueden proceder de acuíferos costeros en contacto directo con el mar y de acuíferos aislados del mismo. La desalación es un proceso de separación, donde al introducir una corriente de alimentación salina en la unidad desaladora, da lugar a dos corrientes de salida. Una de ellas es la denominada “producto” constituida por agua con baja salinidad y la otra es, “rechazo o salmuera”, que contiene un alto contenido en sales
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El proceso de separación requiere una aportación de energía externa, que puede ser térmica, mecánica o eléctrica, en función del tipo de tecnología empleada. Un esquema simplificado del proceso de la desalación de agua puede ser el representado en la figura
ENERGÍA Agua de mar Unidad desaladora
Agua para consumo
Agua salobre Vertido o salmuera
Por tanto, en la desalación de aguas bien sea de mar o salobre, intervienen los siguientes factores susceptibles de causar un efecto negativo y perjudicial de forma directa o indirecta sobre el medio ambiente (1) y que son: -
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La aportación de energía en cualquiera de sus formas, necesaria para la producción de agua desalada, bien sea utilizando tecnologías de destilación o de membranas. La salmuera o vertido concentrado en sales, procedente de la unidad desaladora. Otros vertidos producidos por las condiciones de operación, mantenimiento y explotación de las plantas desaladoras, tales como los producidos en la limpieza de los distintos equipos, los productos químicos utilizados en el pretratamiento o postratamiento, etc. La contaminación acústica generada por los ruidos de los distintos equipos que intervienen en la planta desaladora. El impacto visual producido por la construcción de las plantas desaladoras.
4. Problemática medioambiental de las plantas desaladoras a) Consumo de energía La desalación de aguas requiere una aportación externa de energía, en cualquiera de sus formas, ya sea en forma de vapor o en energía eléctrica. El consumo de energía en las plantas desaladoras que utilizan la tecnología de las membranas de ósmosis inversa, viene determinado por el parámetro consumo específico de energía, que nos determina la relación entre la cantidad de energía eléctrica consumida por cada metro cúbico de agua producida y desalada, expresada en kWh/m 3. En las plantas de grandes capacidades de producción de agua desalada, se puede obtener un consumo específico medio de energía en torno a los 4,0 kWh/m 3, ya que pueden incorporar dispositivos de recuperación de energía más eficientes.
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Así por ejemplo, una planta de 100.000 m3/d, requiere 146.000 MW/año, que deben ser suministrados por la empresa productora de energía eléctrica; y dada las circunstancias de las centrales térmicas productoras de energía, supone un impacto medioambiental indirecto debido a la emisión de gases contaminantes (en especial el C02) contribuyendo a aumentar el efecto invernadero. De acuerdo con el cumplimiento del Protocolo de Kioto respecto al cambio climático por parte de los gobiernos de todo el mundo, se ha solicitado a los países industrializados, entre los que se encuentra España, reducir sus emisiones de gases que puedan contribuir al calentamiento del globo terráqueo un 5 % por debajo de los niveles de 1990, para el próximo período 2008-2012. En España, la emisión de C0 2 expresada en millones de tonelada en 1999 era de 260.654; lo que supone un 1,899 % del total de emisiones (WWF/Adena) Adoptando el criterio establecido por el propio Ministerio de Medio Ambiente, la energía eléctrica proveniente de una central térmica emite como valor medio, 0,402 kg de C02 por kWh; esto significa que para una planta desaladora de 100.000 m3/d que requiere 146.000 MW/año, emitirá 58.692 toneladas de C0 2 al año. En ése sentido, sería deseable incorporar paulatinamente las energías renovables como sustitutivas de las convencionales al sector de la desalación de aguas, contribuyendo por tanto, a reducir el efecto invernadero o bien apostar por otro tipo de centrales que no sean de carbón como las nucleares.
b) Vertido de salmuera La salmuera puede provenir de plantas desaladoras que utilizan la tecnología de destilación o bien de las que utilizan las membranas. En el caso de las plantas que funcionan por destilación el vertido representa de 8 a 10 veces el volumen de agua desalada, mientras que en plantas de membranas de ósmosis inversa, el volumen de salmuera es menor que en las anteriores (2.5 a 3 veces el volumen de agua desalada) pero el vertido tiene un contenido en sales mucho mayor. Habitualmente, el vertido de la salmuera en toda planta desaladora es devuelta al mar, pudiendo causar un problema medioambiental en los organismos marinos ya que su distribución está estrechamente relacionada con la temperatura y la salinidad, como lo demuestra el hecho de que en zonas estuáricas, donde hay variaciones significativas de salinidad, muchas especies no pueden sobrevivir, o incrementos o decrementos de pocos grados de la temperatura del agua pueden comportar la sustitución de unas especies y/o comunidades por otras (Francourt et al. 1994). Incluso hay afecciones sobre la flora marina existente en las zonas costeras, como es el caso del litoral mediterráneo debido a la presencia de las praderas de posidonia oceánica, que juegan un papel muy importante en la retención de sedimentos y en la protección de la línea de la costa, constituyendo un hábitat para un gran número de organismos; hecho por el cuál se les considera refugios de biodiversidad.
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En las costas mediterráneas se encuentran cinco especies de praderas de angiospermas marinas de entre las cuales la endémica Posidonia oceanica es la más abundante, presentando comunidades muy estructuradas y, con una gran biomasa y producción. P. oceanica ha experimentado una notable regresión en las últimas décadas (Boudouresque & Meinese 1982; Marbà et al ., 1996) por lo que actualmente es una especie protegida por ley en las comunidades autónomas de Baleares, Cataluña y Valencia, y está catalogada como hábitat prioritario por las directivas de la Unión Europea. No obstante las angiospermas marinas poseen diversas adaptaciones morfológicas y fisiológicas que les permiten sobrevivir y crecer en un medio, como el marino, de elevada salinidad. Sin embargo, en la revisión bibliográfica realizada se ha observado que existen diversas publicaciones sobre los efectos de la variación de la salinidad en la fisiología y la producción de las angiospermas marinas, bajo condiciones hiposalinas Según Romero et al (2000), se desprende que existen una serie de efectos negativos asociados con un incremento de salinidad en el sistema sobre el metabolismo del nitrógeno y del carbono, así como una disminución de la fotosíntesis y de la producción en general en las angiospermas marinas. A estos potenciales efectos negativos de la salinidad hay que añadir el hecho de que los vertidos de salmueras suelen ir asociados a temperaturas más elevadas, con lo que existe también un efecto negativo combinado asociado a la disminución de la concentración de oxígeno. Condiciones naturales de elevada temperatura y salinidad y bajas concentraciones de oxígeno pueden encontrarse en verano en las masas de agua delimitadas exteriormente por un arrecife barrera de Posidonia oceanica e interiormente por la línea de costa (Fig. 2; Pérès & Picard 1964). Dichas zonas (post-arrecife o laguna), siempre poco profundas y confinadas, están sujetas a oscilaciones importantes de salinidad, a causa de la enorme evaporación en la época estival (condiciones hipersalinas) como al aporte de agua dulce en épocas lluviosas (condiciones hiposalinas). En estas condiciones Posidonia oceanica desaparece y es sustituida por Cymodocea nodosa y Zostera noltii siguiendo un gradiente de baja a alta tolerancia a las perturbaciones salinas y de temperatura (Pérès & Picard 1964). Chesher (1975) en su estudio del impacto biológico del vertido de una planta desaladora en Key West (Florida), describe la desaparición de las comunidades originales y la sustitución de estas por pocos organismos característicos de situaciones de estrés (poliquetos serpúlidos, sabélidos y el crustáceo balano) en las zonas más afectadas por el vertido. Los equinodermos presentaban la máxima sensibilidad al vertido y desaparecían totalmente de la zona afectada. Por lo que respecta a las poblaciones de peces, el comportamiento de estos no parecía afectado por el vertido de salmuera si bien huían claramente de las emisiones turbias asociadas a operaciones de mantenimiento de la planta. Sin embargo, la falta de respuesta de los peces a la salmuera no implica que no estuvieran afectados. El autor describe pequeñas heridas en la piel de algunas especies de peces así como lesiones en hígados de góbidos analizados (posiblemente por altas concentraciones de cobre). No obstante, los resultados del impacto del vertido sobre la fauna móvil no son concluyentes, pues no se pueden separar del posible impacto del propio puerto.
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c) Otros vertidos Con independencia de la tecnología utilizada en la planta desaladora, existe otro vertido a tener en cuenta, como el vertido de productos químicos (biocidas, antiincrustantes y anti-espumantes) utilizados en el pretratamiento del agua, así como los vertidos puntuales que resultan de la limpieza de las membranas y que constituyen aportes muy concentrados de sólidos en suspensión y detergentes. Tradicionalmente se ha considerado que el impacto químico del proceso de ósmosis inversa era despreciable por verter a concentraciones muy bajas (Morton et al. 1996). Sin embargo muchos de los componentes de los vertidos (ver tabla) tienen un impacto demostrado sobre el medio marino y, en algunos casos (e.j. metales) no tanto por su concentración sino por la carga que representan.
Compuestos Origen/Función Metales pesados: Cu, corrosión Fe, Ni, Cr, Zn Fosfatos anti-incrustantes BELGARD'2000 (Ac. anti-incrustantes Málico)
Impacto acumulación en el sistema, estrés a nivel molecular y celular Macronutriente, eutrofización
Cl-
antifouling
Ácidos grasos
tensoactivos anticorrosivo, captura O2
formación compuestos halogenados, carcinógenos y mutágenos membranas celulares
Sulfuro de sodio Ácido sulfúrico
anti-incrustante
Residuos sólidos
limpieza membranas concentrado agua de mar Tratamiento
Salmuera Temperatura
Desconocido
Desconocido En grandes cantidades baja significativamente el pH del sistema de Turbidez de Variable Variable
d) Ruidos Respecto a la contaminación acústica, se ha de tener en cuenta el nivel de ruido que genera éste tipo de actividad industrial. Por lo general, para elevar la presión de impulsión del agua de alimentación por encima de la presión osmótica de las membranas es necesario acudir a bombas de media o alta presión que son accionadas eléctricamente mediante motores trifásicos asíncronos de grandes potencias.
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El nivel de ruido generados por estos equipos es elevado, sobre todo si los situamos de forma concentrada en una dependencia, alcanzando valores por encima de 90 dB (A). e) Construcción Normalmente la situación de las plantas desaladoras se localizan próximas a la zona de costa, alejadas inicialmente de las playas y de las zonas turísticas. La tipología constructiva de las edificaciones empleadas en las plantas desaladoras no presentan un carácter eminentemente industrial, salvo excepciones. Sus diseños suelen adaptarse al entorno que los rodea, con edificaciones de baja o mediana altura, amplias superficies para prever posibles ampliaciones, etc. 5. Análisis de casos concretos Estudiamos algunos casos de plantas desaladoras que utilizan la tecnología de las membranas de ósmosis inversa, analizando la solución adoptada para paliar la problemática medioambiental de las mismas. No se dispone de información relativa a otras medidas adoptadas como ruidos, energía, etc.; disponiendo sólo información sobre el vertido o salmuera. Vertido de salmuera Para subsanar las deficiencias detectadas en la previsión del impacto de los vertidos de salmueras en praderas de Posidonia Oceánica, diferentes instituciones están trabajando en un proyecto dentro del marco de un convenio suscrito por el Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas (CEDEX) con Aguas del Segura S.A. y las Universidades de Alicante, de Barcelona, el Instituto Oceanográfico de Murcia y el Centro de Estudios Avanzados de Blanes (CSIC). Dicho proyecto comporta distintas aproximaciones al problema que incluyen el seguimiento de operaciones en funcionamiento, el estudio en acuarios del impacto de incrementos de salinidad sobre el crecimiento y mortalidad de P. oceanica y, finalmente, la simulación de un vertido que permita un seguimiento antes y después de la perturbación. Este proyecto fue iniciado en Octubre del año 2000. (3 y 4). Incluso se han tomado soluciones al respecto, en la planta desaladora de agua de mar de Javea en Alicante; donde en primer lugar, el vertido de la salmuera se trasladó de la desembocadura del río Gorgos al Canal de La Fontana, por la menor presencia de las praderas y en segundo lugar, la dilución del vertido con agua de mar para rebajar su concentración de sales. Otro caso analizado fue el realizado por la empresa Iónics Ibérica S.A, en su planta desaladora situada al sur de la isla de Gran Canaria, donde se pretendía determinar los efectos producidos por la descarga de la salmuera en la fauna y flora marina del litoral, prestando especial atención a los cebadales de gran importancia biológica en los suelos marinos arenosos de las Islas Canarias. Se concluye de dicho estudio que los cebadales no se ven afectados por la descarga de la salmuera y su distribución está determinada por la profundidad, la dinámica marina y la proximidad de un emisario de una planta de tratamiento de aguas situada al suroeste y próxima a la planta desaladora (2).
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REFERENCIAS [1] Rachel Einav, Kobi Harussi y Dan Perry, The footprint of the desalination processes on the environment, Desalination, 152 (2002) 141-154 [2] José L. Pérez Talavera y José J. Quesada Ruiz, Identificacion of the mixing processes in brine discharges carried out in Barranco del Toro Beach, south of Gran Canaria (Canary Islands), Desalination, 139 (2001) 277-286 [3] Monográficos Hispagua, Desalación, http://hispagua.cedex.es [4] Esperanza Gacia y Enric Ballesteros, El impacto de las plantas desalinizadoras sobre el medio marino: la salmuera en las comunidades bentónicas mediterráneas, http://hispagua.cedex.es
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