¿Cómo se convierte el agua de mar en agua potable? Así funcionan las plantas desaladoras

Ante la escasez de agua que enfrentan distintas regiones de México, una fuente prácticamente inagotable comienza a cobrar mayor relevancia: el mar. Sin embargo, aprovecharla para consumo humano requiere eliminar las sales y otras sustancias presentes en ella mediante un proceso conocido como desalinización.

Las plantas desaladoras son instalaciones capaces de transformar agua salada en agua dulce mediante distintos procesos físicos y químicos. Aunque existen diversas tecnologías, la ósmosis inversa se ha convertido en una de las principales alternativas y es utilizada en proyectos mexicanos como las plantas de Guaymas-Empalme, en Sonora, y una que se construirá en Playas de Rosarito, Baja California.

El proyecto, impulsado por la Comisión Nacional del Agua (Conagua) como parte del Plan Nacional Hídrico, estará a cargo de la empresa española Cox, que obtuvo esta semana el contrato mediante concurso público.

La Conagua considera que la desalinización puede ser una alternativa para incrementar la disponibilidad del recurso en zonas con problemas de abastecimiento, aunque advierte que existen desafíos importantes relacionados con el consumo de energía, los costos de operación y el manejo de la salmuera generada durante el proceso.

¿Cómo se convierte el agua de mar en agua potable?

La transformación no consiste simplemente en "filtrar" el agua. Una planta de ósmosis inversa emplea varias etapas para retirar partículas, sales y otras sustancias hasta conseguir agua que pueda posteriormente ser acondicionada para consumo humano.

El proceso comienza con la captación del agua salada, ya sea directamente desde el mar o mediante pozos costeros. Después pasa por un pretratamiento, cuyo objetivo es retirar sólidos y otros elementos que podrían afectar las membranas utilizadas posteriormente.

Proyectos desarrollados en México contemplan precisamente sistemas de captación, pretratamiento y bombeo de alta presión antes de que el agua llegue a las membranas. Posteriormente llega el corazón del proceso: la ósmosis inversa.

Mediante bombas de alta presión, el agua es impulsada contra membranas semipermeables capaces de separar el líquido de buena parte de las sales disueltas. La presión aplicada debe superar la presión osmótica natural para conseguir que el agua atraviese las membranas mientras las sales quedan concentradas del otro lado.

De esta etapa salen dos corrientes diferentes: por un lado, agua desalada, también conocida como permeado o agua producto; por otro, una corriente con una concentración de sales superior a la del agua original, conocida como salmuera o rechazo.

El agua desalada todavía puede necesitar un postratamiento antes de llegar a la población. Dependiendo de sus características y del uso que tendrá, puede pasar por procesos de remineralización, ajuste químico y desinfección para obtener las condiciones necesarias para su distribución.

Por ejemplo, el proyecto de Guaymas-Empalme incluye, además de ultrafiltración y ósmosis inversa, sistemas de recuperación de energía, postratamiento, dosificación de dióxido de carbono, hidróxido de calcio e hipoclorito de sodio, así como almacenamiento y conducción del agua potable.

En términos simples, el proceso puede resumirse así:

Agua de mar → captación → pretratamiento → bombeo a alta presión → membranas de ósmosis inversa → agua desalada → postratamiento y desinfección → almacenamiento → red de agua potable.

¿Qué pasa con toda la sal que se retira?

Uno de los principales desafíos aparece precisamente después de separar las sales.

La ósmosis inversa genera una corriente de rechazo denominada salmuera, es decir, agua con una concentración de sales mayor que la que originalmente ingresó a la planta.

Su disposición debe diseñarse cuidadosamente. Documentos ambientales de proyectos evaluados por la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat) reconocen que una descarga inadecuada puede modificar la salinidad, el pH y la concentración de sólidos disueltos en el medio marino, además de introducir sustancias empleadas durante el tratamiento.

Por ello, los sistemas pueden recurrir a mecanismos de dilución y dispersión antes de descargarla al mar. También existen instalaciones que aprovechan la energía residual de esta corriente mediante sistemas de recuperación de energía, lo que permite disminuir parte del consumo eléctrico del proceso.

En la planta de Guaymas-Empalme, Conagua señaló que el monitoreo incluye verificar que el sistema de dispersión de la salmuera no provoque daños en los ecosistemas marinos de la costa

¿Por qué no obtenemos toda nuestra agua del mar?

El océano representa una enorme fuente potencial de agua, pero convertirla en agua dulce tiene un costo.

Conagua identifica como principales obstáculos la elevada demanda energética, los costos de operación y mantenimiento y el manejo de las aguas de rechazo. La dependencia energética es especialmente relevante: el costo de la energía puede representar hasta 70% del costo total de la desalinización, dependiendo de factores como ubicación, dimensiones y fuente de abastecimiento de la planta.

Existen dos grandes familias de tecnologías para desalinizar: los procesos térmicos, basados en la destilación, y los sistemas que utilizan membranas, entre ellos la electrodiálisis y la ósmosis inversa. Esta última se ha consolidado como una de las principales tecnologías debido, entre otras razones, a su menor consumo energético frente a los métodos basados en evaporación.

Esto explica por qué la desalinización es considerada principalmente un complemento de otras fuentes y estrategias de gestión del agua, y no una solución única frente a la sequía o la sobreexplotación de acuíferos

México voltea hacia el mar

La desalinización no es nueva en México. Conagua ha señalado que estas instalaciones se utilizan principalmente para abastecer desarrollos turísticos, pequeñas comunidades y actividades agrícolas, y existen proyectos relevantes en Baja California, Baja California Sur y Sonora.

Uno de los ejemplos que ya se encuentra en operación es la Planta Desaladora Guaymas-Empalme, en Sonora.

La instalación inició operaciones en julio de 2022 con capacidad de 200 litros por segundo, equivalentes a 17,280 metros cúbicos diarios de agua potable, de acuerdo con Banobras. La infraestructura fue desarrollada para mejorar el abastecimiento de ambas ciudades.

Otro proyecto se encuentra en Los Cabos, Baja California Sur, donde se contempla una planta con capacidad de 250 litros por segundo. La infraestructura incluye toma directa de agua del mar, conducción, pretratamiento, bombeo de alta presión, módulos de membranas y postratamiento.

Pero el proyecto que podría cambiar la escala de la desalinización para consumo humano en México se encuentra en Baja California

Rosarito: una desaladora para casi un millón de habitantes

El proyecto de la Planta Desaladora de Rosarito contempla en su primera etapa una capacidad de 2,200 litros por segundo y busca complementar el suministro de Playas de Rosarito y la zona suroeste de Tijuana.

Información oficial de Proyectos México señala que el primer módulo beneficiará a alrededor de 994,000 habitantes y contempla, además de la planta potabilizadora, una línea de conducción y un tanque de almacenamiento.

El 18 de agosto, Cox informó que se adjudicó la construcción de la infraestructura. De acuerdo con la información difundida tras la adjudicación, la primera fase permitirá incorporar aproximadamente 190 millones de litros diarios de agua potable al sistema regional y utilizará tecnología de ósmosis inversa.

La capacidad final proyectada alcanzaría los 4,400 litros por segundo, equivalentes a más de 380,000 metros cúbicos diarios, con lo que, de concretarse en esos términos, se convertiría en la mayor instalación desaladora para consumo humano de América Latina.

La relevancia del proyecto también radica en su ubicación. La nueva fuente permitiría complementar el abastecimiento de Baja California con agua independiente del río Colorado, del cual depende una parte importante del suministro de la región.

Así, en regiones costeras donde las fuentes tradicionales son insuficientes, el agua que durante siglos resultó inutilizable para consumo humano comienza a convertirse en una reserva estratégica. El reto será hacerlo a una escala económicamente viable, con suficiente energía y sin trasladar el problema hídrico hacia los ecosistemas marinos