Bermejo (UPCT): “Life Desirows permitiría descargar el acuífero del Campo de Cartagena, tratar el agua e incluso volverla a inyectar pero con mejor calidad”

Juan Tomás García Bermejo es director de la ETS de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos y de Ingeniería de Minas de la UPCT desde 2022; y Doctor en este área desde 2016.

Bermejo es profesor del área de Ingeniería Hidráulica y el objetivo de su equipo es consolidar a la EICM como referente empresarial; la formación dual; alinear los estudios de la Escuela con los Objetivos de Desarrollo Sostenible; reforzar la internacionalización del centro desarrollando del título conjunto en Ingeniería Civil dentro de la Universidad Europea de Tecnología (EUt+).

El director nos ha contado los avances del proyecto Life Desirows, como la mejora de las membranas que permiten la ósmosis inversa enseriada, evitando los costosos procesos térmicos y la nanofiltración, que permite extraer las sales divalentes y materia orgánica para proteger los equipos.

Bermejo también nos ha dado esperanza respecto al acuífero del Campo de Cartagena y la salmuera que producen las desaladoras, su proyecto puede eliminar dicha salmuera de las desaladoras sin generar residuos y también permitiría descargar el acuífero cuaternario, tratar el agua e incluso volverla a inyectarla pero con mejor calidad, entre otros temas. Todo en nuestra sección ‘En nombre propio’, de Agrodiario.

1.- Desde 2022 ocupa la dirección de la EICM - Escuela de Ingeniería de Caminos y Minas -, pero desde siempre le ha preocupado el medioambiente. Ya en 2019 expuso una serie de medidas sostenibles para afrontar la escasez de agua en la Cumbre del Clima COP25. ¿Valoraba ya entonces la posibilidad de recuperar el agua salobre subterránea y reutilizarla para uso agrícola?

Desde que comencé mis estudios de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos mi interés principal ha sido trabajar en el ciclo del agua. La escasez de recursos hídricos ha sido algo que me ha marcado, mi padre vivía en el campo a partir del agua que recogía de un aljibe. Todos los trabajos que he realizado en los veintidós años que llevo de experiencia laboral siempre se han centrado en el tratamiento de las aguas y la mejora de su calidad.

He participado en múltiples proyectos sobre el tratamiento de las aguas y siempre he valorado la posibilidad de aportar a la recuperación de las aguas salobres subterráneas en una región que siempre ha sido pionera en el campo de la desalación.

2.- ¿En qué consiste el proyecto europeo Life Desirows, centrado en minería de salmueras? ¿Qué avances ha habido desde que comenzara en septiembre de 2020?

Es un proyecto de descarga cero de líquidos, es decir, al final no se puede emitir ninguna sustancia al medioambiente. A diferencia de otros proyectos de esta clase, este lo hace sin generar residuos, esta es la clave. Hoy se habla de la ‘Estrategia Española de Energía Circular’, el proyecto Life Desirows se enmarca ahí, en tanto que reduce la generación de residuos, aumenta la reutilización , mejora la eficiencia en el uso del agua y reduce la emisión de gases efecto invernadero porque toda la energía procede de fuentes renovables.

Desde el inicio, al ser un proyecto demostrativo, hemos trabajado de forma combinada con siete tecnologías, que persiguen recuperar el mayor porcentaje de agua salobre subterránea, ya sin iones disueltos, y valorizar estos para que no se conviertan en un residuo.

Hemos utilizado la ósmosis inversa, la hemos enseriado hasta dos y tres veces, y un proceso de desnitrificación biológica aportando nosotros la fuente de carbono que necesitaba mediante un residuo, la melaza.

Algo muy importante es que hemos introducido la nanofiltración y el posterior filtrado químico de sales. la nanofiltración nos permite separar casi todo el sulfato, porcentajes de calcio y magnesio importantes, lo que es fundamental para proteger las membranas y evitar incrustaciones, algo vital para el proyecto, que va concentrando la salmuera hasta su evaporación.

También hemos usado procesos de evaporación y destilado térmico, como la compresión mecánica de vapor y una torre de refrigeración; procesos que son los que más consumo energético tienen, pero pero nos han ayudado de manera combinada y aportan su parte.

Y, por último, la cristalización y evaporación atmosférica, esto es una salina optimizada en la que ponemos unas telas que hacen que en un metro cuadrado tengamos hasta veinte metros cuadrados de superficie de evaporación. Esto permite la evaporación final y el cristalizado hasta quedarnos sin nada de salmuera.

Los avances son que en el proceso de este proyecto han empezado a aparecer membranas que ya permiten la descarga cero de líquidos, ya se habla de la ósmosis inversa enseriada de hasta tres veces. Esto abre un campo enorme, ya no tenemos que recurrir a procesos térmicos, muy costosos, sino que la ósmosis da un rendimiento muy superior. Se han mejorado las membranas.

Otro avance es la nanofiltración, combinar esta con la ósmosis es una importante avance porque nos permite extraer las sales divalentes, materia orgánica que haya podido quedar, así protegemos el resto de los equipos de las incrustaciones.

En la parte de evaporación y cristalización atmosférica, esta salina optimizada es una parte del tratamiento muy económica, es el viento el que hace el trabajo.

3.- ¿Cómo se usa cada una de las energías renovables que se utilizan en el proceso: fotovoltaica, biomasa y el viento?

La fotovoltáica es fundamental porque es la que da energía eléctrica a las membranas de ósmosis inversa, a la compresión, mecánica de vapor, que junto con la torre de refrigeración son los equipos que más electricidad consumen; también las pequeñas bombas, todo está alimentado con las placas. Somos capaces de generar un pico de hasta 30kWh eléctricos.

La biomasa (huesos de aceituna y pellets) la usamos para calentar el agua y mejorar la capacidad de evaporación en la torre de refrigeración, y alcanzamos hasta 69kWh eléctricos.

Y, por supuesto, el viento que actúa en el tratamiento final de evaporación y cristalización final. Simplemente las telas en contacto con la atmósfera.

4.- ¿Cómo se consigue recuperar el agua salobre subterránea sin que haya vertido de salmuera? ¿Es aplicable a la salmuera que generan las desaladoras?

Lo que hacemos es permear, separar mediante la ósmosis, evaporación y destilado. El permeado y el destilado nos permiten recuperar el agua sin iones disueltos y el evaporado va a la atmósfera, por eso no tenemos una recuperación del agua al cien por cien. Hemos llegado a una recuperación mínima del 85% para veinte metros cúbicos diarios, que es una planta piloto de tamaño importante, y llegamos a recuperar un máximo del 92%.

En cuanto a su aplicación a la salmuera de las desaladoras te voy a hacer mención al Plan Hidrológico de la Cuenca del Segura, en su documento anexo 10 de disposiciones normativas en vigor, en el art.52, habla de las actuaciones en acuíferos costeros en proceso de salinización: “Se podrán otorgar las correspondientes concesiones administrativas destinadas a la explotación de recursos renovables de acuíferos costeros salobres cuyas aguas, previamente a su utilización, sean desaladas como apoyo y complemento a una dotación escasa de una zona regable establecida o bien como seguridad adicional a la disponibilidad de recursos frente a períodos de escasez”. Esto es justo la situación que encontramos en el Campo de Cartagena. Legalmente hay una puerta.

El art.52 sigue diciendo “la explotación de los acuíferos costeros salobres cuando precise de una planta desalobradora estará condicionada a la correcta recogida y evacuación de las salmueras al mar o a la eliminación de estas a través de procesos de concentración y evaporación, así como a cuantas otras condiciones pudieran imponer las AAPP competentes”. Claramente nos hemos ido a la situación más restrictiva, pero este artículo abre una puerta para este proyecto.

Legalmente este proyecto se puede aplicar a la salmuera de las desaladoras, técnicamente hemos demostrado con un volumen diario de veinte metros cúbicos que es posible aplicarlo a las desaladoras. Hay muchos proyectos de descarga cero en el mundo, pero casi ninguno tiene el condicionante de recuperar todos los iones y no generar ningún residuo y esa es la clave, colocar cada uno de los cristales de sal generados. Evidentemente el agua del acuífero es más eficaz porque tiene menos iones disueltos que el agua de mar, pero se puede aplicar también en desaladoras.

5.- Pensando en hipotéticas aplicaciones, ¿es el proyecto Life Desirows una solución para “descargar” el acuífero cuaternario del Campo de Cartagena a través de los pozos legales y evitar así la entrada de nitratos al Mar Menor?

Yo diría que sí, esta solución permitiría descargar el acuífero, tratar el agua e incluso volverla a inyectar en el acuífero, así no sólo estaría al servicio de la agricultura o de otros usos. Así constituiría parte de una herramienta que se alimenta de energías renovables, recupera los iones disueltos y permite extraer en una parte del acuífero e inyectar en otra, mejorando la calidad del agua del cuaternario.

6.- ¿El coste de esta tecnología permite su implementación a corto plazo?

El consumo eléctrico que hemos alcanzado en valores medios está en torno a los 13kWh eléctricos por cada metro cúbico, que a un volumen mayor se puede optimizar. es un consumo superior al de una desaladora de agua de mar, que está en torno a 5kWh, pero está en el orden porque no se genera ningún residuo.

El coste esperado que nosotros tenemos en el agua de este proyecto estaría en torno a los 0,60 €/m³, del orden del agua de mar sin generar ninguna salmuera. El coste es quizás más elevado que el actual, pero con un volumen de tratamiento mayor, lo equipos van a dar un rendimiento muy superior y se optimizará.

7.- Los ensayos realizados en la desaladora Arco Sur-Mar Menor y en la estación depuradora de aguas residuales (EDAR) Mar Menor Sur permiten afirmar que pueden eliminar el nitrato del agua de pozo, ¿podría explicar este proceso?

El proceso de nitrificación es biológico, idéntico al que se utiliza en las más de cien plantas de tratamiento de aguas residuales que ESAMUR gestiona en la Región de Murcia. Unos microorganismos consumen el nitrato junto con materia orgánica, respiran el nitrato para consumir la materia orgánica, con lo cual, como tenemos un agua que es carente o deficitaria en materia orgánica se la aportamos en forma de melaza, que es muy fácilmente consumible al ser una cadena de carbonos que los microorganismos cogen sin impedimento. esto hace que aguas abajo de este tratamiento no se registre contaminación por melaza.

Y este proceso tiene la novedad, a partir de unos desarrollos que durante años ha llevado a cabo la Comunidad de Regantes de Arco Sur-Mar Menor, y es que utilizamos tiempos de retención muy bajos; lo normal está en las seis horas y nosotros estamos entre una y dos horas. Esto se consigue con los carriers, un polipropileno como la espuma que llevan los cojines de los sofás, que tienen mucha superficie específica donde nidifican los microorganismos, consiguiendo una cantidad de estos muy superior por unidad de volumen.

8.- La ósmosis, técnica que han utilizado, reduce la salmuera del agua subterránea, pero, ¿suprime también los minerales normalmente contenidos en el agua, como calcio, magnesio, sodio, potasio, fósforo, necesarios para los cultivos? ¿Habría que suplementar estos cultivos?

Claro, luego hay que hacer un proceso de remineralización porque el agua que recuperamos no tiene prácticamente sales, pero en este caso estamos separando calcio y magnesio, con lo que parte de este concentrado se puede reintegrar al agua de nuevo. Sería muy sencillo.

La nanofiltración, que permite el paso de ciertos iones (los monovalentes y rechaza el resto), nos ha dado una ventaja, es clave, como separa calcio, magnesio, sulfato, etc, es fácil reintegrarlos en el agua.

9.- ¿Han conseguido superar el problema de la obstrucción de las membranas de ósmosis, uno de los mayores desafíos que presenta esta técnica?

Efectivamente, lo que dices es totalmente cierto, no sólo en las membranas,. para la evaporación se usan unas toberas metálicas que no pueden tener incrustaciones porque perderían la capacidad de destilar y evaporar; las telas si se maciza de cristales de sal también tienen problemas. Al final las deposiciones y cristalizaciones son aspectos que hay que mirar con mucha atención para que es sistema no quede fuera de servicio.

Poder separa el sulfato, que es el que hace junto con el calcio de cementante y da gran cantidad de problemas, con la nanofiltración nos hemos quitado muchos problemas. Hemos superado estas dificultades al introducir la nanofiltración.

EN NOMBRE PROPIO

Un lugar de vacaciones: con este calor una playa, si está vacía mejor.

Una comida: una paella en familia.

Actividad para desconectar: escuchar flamenco y leer.

Un sueño para el sector: alcanzar el doble paradigma, disponer de recursos hídricos a la vez que mejoramos la calidad de las aguas.

Un valor: la constancia.