TEMA 2 Caracteristicas Del Agua a Desalar

1TEMA 2

Caractersticas del agua a desalar

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CARACTERSTICAS DEL AGUA A DESALAR

Daniel Prats Rico. Catedrtico de Ingeniera Qumica

Director del Instituto del Agua y de las Ciencias Ambientales.

Universidad de Alicante

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1. Introduccin

Como ya se ha indicado en el tema de introduccin, una operacin de

desalacin consiste bsicamente en reducir las sales disueltas en un agua

salobre o agua de mar hasta una concentracin que permita su utilizacin. Para

ello se dispone de un proceso principal de desalacin (por evaporacin o

membranas) y una serie de procesos complementarios que tienen como

objetivo por una parte el pretratamiento del agua previo a la etapa de

desalacin y por otra parte su acondicionamiento al uso final, tal como se

puede observar en la figura 1, que esquematiza una desaladora.

Figura 1. Esquema bsico de una desaladora


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En el caso de que el proceso de desalacin sea la smosis inversa, a la etapa

de smosis inversa slo debera llegar el agua con las sales disueltas,

debiendo servir el pretratamiento para eliminar el resto de componentes no

disueltos y para acondicionar algunos parmetros, como pH o la adicin de

antiincrustantes.

Es claramente intuitivo que las caractersticas fsicas y qumicas de las aguas

que se van a someter a desalacin son muy importantes a la hora de decidir los

distintos procesos del tratamiento y las condiciones de operacin. Factores

como el tipo y concentracin de sales, la presencia de microorganismos, la

presencia de sustancias oxidantes o corrosivas, el pH o la temperatura influyen

significativamente en el diseo y operacin. Estas caractersticas son distintas

para aguas de distinta procedencia.

La procedencia de las aguas que se someten a desalacin puede ser agua de

mar, agua salobre (superficial o subterrnea) e incluso agua residual

parcialmente tratada. Los parmetros que caracterizan a las distintas aguas se

pueden clasificar en:

o Fsicos.

o Qumicos.

o Indicativos de contaminacin orgnica.

o Bacteriolgicos.

2. Parmetros fsicos

2.1. Olor y sabor

El olor y el sabor son valoraciones organolpticas que se determinan

generalmente de forma subjetiva.

Los olores y sabores pueden ser indicativos de la contaminacin del agua por

sustancias orgnicas o inorgnicas de origen natural o antropognico. Aunque

estn en concentraciones muy pequeas, algunos compuestos como cloro,

fenoles, ciertos hidrocarburos, materias orgnicas en descomposicin o


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esencias liberadas por diferentes algas u hongos pueden dar olores y sabores

muy fuertes al agua. Las sales o los minerales disueltos dan sabores salados o

metlicos, en ocasiones sin ningn olor. Por ejemplo los sulfatos de hierro y

manganeso dan sabor amargo.

En el caso de aguas residuales puede haber presencia de mltiples sustancias

olorosas, tal como se deduce de la tabla 1, en la que se indican una serie de

compuestos que pueden producir olores en estaciones depuradoras de agua.

Tabla 1. Compuestos que generan olores que pueden estar presentes en aguas

residuales (Water Environmental Federation and American Society of Civil Engineers,

19951)

Compuesto Formulacin Naturaleza del olor

Acetaldehdo CH3CHO Punzante, afrutado

Allyl mercaptano CH2:CHCH2SH Desagradable, ajo

Amoniaco NH3 Punzante, irritante

Amil mercaptano CH3(CH2)4SH Desagradable, ptrido

Bencil mercaptano C6H5CH2SH Desagradable, fuerte

n-butil amina CH3(CH2)NH2 Agrio, similar al amoniaco

Cloro Cl2 Punzante, sofocante

Dibutil amina (C4H9)2 NH Pescado

Diisopropil amina (C3H7)2 NH Pescado

Dimetil amina (CH3)2 NH Ptrido, pescado

Dimetil sulfuro (CH3)2S Calabaza en descomposicin

Difenil sulfuro (C6H5)2S Desagradable

Etil amina C2H5NH2 Similar al amoniaco

Etil mercaptano C2H5SH Calabaza en descomposicin

cido sulfhdrico H2S Huevos podridos

Indole C6H4(CH2)NH Fecal, repugnante

Metil amina CH3NH2 Ptrido, pescado

Metil mercaptano CH3SH Calabaza podrida

Ozono O3 Punzante, irritante

Fenil mercaptano C6H5SH Ptrido, ajo

Propil mercaptano C3H7SH Desagradable

Piridina C5H5N Punzante, irritante

Skatole C9H9N Fecal, repugnante

Anhdrido sulfuroso SO2 Punzante, irritante

Thiocresol CH3C6H4SH Ftido, irritante

Trimetil amina (CH2)3N Punzante, pescado

1 Water Environmental Federation and American Society of Civil Engineers, 1995. Odor Control

in Wastewater Treatment Plants, WEF MOP 22, ASCE Manuals and Reports on Engineering Practice, 82.


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2.2. Color

El color es la capacidad que presenta el agua (las sustancias que contiene)

para absorber ciertas radiaciones del espectro visible. El color de las aguas

naturales se debe a la presencia de sustancias orgnicas disueltas o

coloidales, de origen vegetal, o a sustancias minerales (sales de hierro,

manganeso, etc.). Ciertos colores en aguas pueden ser indicadores de la

presencia de contaminantes, como residuos industriales.

El color de las aguas se determina por comparacin con una escala de

patrones preparada con una solucin de cloruro de platino al que se le adiciona

una pequea cantidad de cloruro de cobalto. El nmero que expresa el color de

un agua es igual al nmero de miligramos de platino que contiene un litro

patrn cuyo color es igual al del agua examinada. La comparacin se puede

realizar visualmente o mediante un fotmetro previamente calibrado.

2.3. Turbidez

La turbidez mide la dificultad del agua para transmitir luz debido a materiales

insolubles en suspensin o coloidales.

Si el agua de alimento contiene partculas suspendidas y partculas coloidales

las membranas de smosis inversa las separaran del agua producto actuando

al igual que un filtro convencional. Las partculas se depositaran en la

superficie de la membrana colmatndola y dificultando el transporte de agua a

travs de la misma.

Las membranas de smosis no estn diseadas para realizar la funcin de

filtros por lo que este tipo de partculas deben ser eliminadas en procesos

previos al tratamiento por smosis inversa. En electrodilisis tambin puede ser

importante ya que la materia coloidal, debido a su carga elctrica positiva o


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negativa, tiende a depositarse en las membranas, aumentando la resistencia a

la transferencia inica.

2.4. Conductividad y salinidad

Cuando el agua no contiene sales disueltas no conduce la corriente elctrica,

pero a medida que stas se van disolviendo aumenta su capacidad de conducir

la electricidad. La conductividad es la medida de la capacidad del agua para

conducir la electricidad y es indicativa de la materia ionizable total presente en

el agua. La resistividad es la medida recproca de la conductividad.

La conductividad se expresa normalmente como dS/m o S/cm. La

conductividad elctrica depende de la temperatura, aumentando su valor al

hacerlo sta. Por ello, para poder realizar comparaciones es preciso una

temperatura de referencia, que para los mtodos oficiales es de 20 C.

La salinidad del agua mide la concentracin total en sales disueltas, SDT, y se

mide normalmente en mg/L. La determinacin se realiza pesando una muestra

de agua y dejndola secar a continuacin a una temperatura de 105C. Este

anlisis resulta lento por lo que no resulta prctico en procesos industriales en

los que se requiere conocer el valor de forma inmediata. Por este motivo lo que

se hace es medir el valor de la conductividad elctrica que es una medida

bastante rpida y sencilla.

Naturalmente existe una relacin entre la conductividad y la concentracin de

sales disueltas. Generalmente se aceptan correlaciones empricas

aproximadas que permiten un paso inmediato entre ambas:

STD (mg/L)= CE (S/cm)*0,64, si STD < 5.000

STD (mg/L)= CE (S/cm)*0,80, si STD > 5.000


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La salinidad est directamente relacionada con la presin osmtica, , que es

una variable clave para el diseo de la presin de operacin en los procesos de

smosis inversa. Aproximadamente:

(bares) = k*CE (dS/m), con k funcin del tipo de sales (0,36 para NaCl y kCl,

0,28 para MgSO4)

Para agua de mar es del orden de 23 26 bares

La salinidad total del agua puede ser muy variable. Depende de su procedencia

y suele tener relacin con los usos posibles. De forma semicuantitativa en la

tabla 2 se muestra un espectro de salinidades fcil de recordar.

Tabla 2. Espectro de salinidades (fuente Medina, 20002)

Tipo de agua STD aproximado en mg/L

Salmuera 300.000

Agua de mar 30.000

Agua salobre 3.000

Agua de consumo humano 300

Agua de uso industrial 30

Agua desionizada 3

Agua pura de calderas 0,3

Agua ultrapura 0,03

2. 5. Temperatura

La temperatura del agua puede ser muy variada, ya no slo en funcin de la

ubicacin geogrfica en la que se encuentre el agua a tratar, sino tambin del

tipo y procedencia (aguas subterrneas, superficiales, agua de mar o aguas

residuales). Tambin influye la poca del ao.

La temperatura es un dato importante para el diseo de las planta de smosis

inversa. El paso tanto de agua como de sales a travs de la membrana

depende de la temperatura del agua de alimento por lo que se debe tener en

cuenta a la hora de realizar el diseo. Aproximadamente se produce un


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aumento del 3 % de caudal de producto por cada aumento de un grado

centgrado. La presin de trabajo requerida ser menor cuanto mayor sea la

temperatura, aunque se producir un mayor paso de sales.

En el caso de agua de mar este hecho puede tener mucha importancia para el

diseo ya que la temperatura puede variar apreciablemente a lo largo del ao.

Por ejemplo, en la figura 2 se muestra la evolucin de la temperatura superficial

del agua de mar en una zona litoral prxima a Alicante. Se aprecian diferencias

mximas de hasta 18 C entre primeros de febrero y mediados de agosto.

Figura 2. Perfil de temperaturas superficiales en agua de mar en una zona prxima a

Alicante

Tambin es importante la profundidad a la que se toma el agua ya que existe

un perfil de temperaturas en profundidad, que es ms acusado en verano.

Ilustrativamente en la figura 3 se muestran dos perfiles de temperaturas, enero

y agosto, tomados frente a Alicante. Se puede observar que mientras en enero

la diferencia de temperaturas es de unas pocas dcimas de grado, en agosto

pueden alcanzar los 4 C.

2 Medina, J.A., 2000. Desalacin de aguas salobres y de mar. smosis inversa. Ediciones

Mundi-Prensa, Madrid.


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Figura 3. Perfiles de temperatura en agua de mar en una zona prxima a Alicante

3. Parmetros qumicos del agua

3.1. pH

Es una medida de la concentracin de iones de hidrgeno presentes en el agua

y se mide como el log[H+]. Nos indica la naturaleza cida o alcalina de la

solucin acuosa. La mayora de las aguas naturales tienen un pH entre 6 y 8.

Se mide con un pHmetro, y se debe referir a la temperatura del agua ya que

vara con ella.

Desde el punto de vista de la desalacin con membranas, ejerce dos tipos de

acciones:

o Influye en la solubilidad de las sales y regula por tanto la posibilidad de

que precipiten.


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o Limita el empleo de algunas membranas como las de acetato de

celulosa, que a valores inferiores a 5 pueden experimentar hidrlisis.

Para aguas potables, cuando el agua va a ser consumida para este fin, la

reglamentacin tcnico-sanitaria vigente en la actualidad establece que el

rango en el que se debe encontrar el agua debe ser entre 6,5 y 9,5.

3.2. Coloides

La presencia de coloides es una medida del material en suspensin con

pequeo tamao, alrededor de 10-4 10-5 mm, que se comporta como si

estuviera disuelto, permaneciendo en suspensin estable. Los coloides pueden

ser de origen orgnico o inorgnico. Son responsables en parte de la turbidez

del agua.

Como ya se ha indicado debe eliminarse la materia coloidal presente en el

agua a tratar debido al ensuciamiento que pueden ocasionar en los procesos

de membrana. Para su eliminacin se debe recurrir a tratamientos de

coagulacin-floculacin, ya que una simple filtracin puede no resultar efectiva.

En algunos casos este tratamiento se sustituye por ultrafiltracin.

3.3. Slidos disueltos

La cantidad total de slidos disueltos, o salinidad total, es una medida de la

cantidad de materia disuelta en el agua y se determina por evaporacin de un

volumen de agua previamente filtrada con un filtro de tamao de poro

estandarizado (2 m o menor).

En el agua de mar, para las condiciones del Mediterrneo o Atlntico, los

slidos disueltos totales, STD, oscilan entre 35 y 40 g/L, aunque se pueden

encontrar mares con ms o menos sales disueltas, como se muestra en la tabla

3.


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Tabla 3. Salinidad en algunos mares

Mar/Ocano Salinidad (g/L)

Mar Bltico 28

Mar del Norte 34

Ocano Pacifico 33

Ocano Atlntico Sur 35

Mar Mediterrneo 36

Mar Rojo 44

Golfo Prsico 43 - 50

Mar Muerto 50 - 80

En aguas salobres la concentracin es muy variable, recibiendo la

denominacin de aguas salobres aquellas que, precisamente por tener una

elevada concentracin de STD no son apropiadas para los usos habituales. Por

otra parte, las aguas residuales tratadas que se someten a desalacin son

habitualmente aquellas que presentan una concentracin de STD superior a 2

g/L y que se pretenden reutilizar en regados.

Los STD representan un parmetro fundamental para el diseo de los procesos

de membranas. En smosis inversa determinan la presin de trabajo y la

conversin. En electrodilisis generalmente limitan la aplicacin de la tcnica;

dado que el consumo energtico est directamente relacionado con la

concentracin inica se encarece mucho la operacin para aguas con ms de 5

g STD/L,

3.4. Slidos en suspensin

Los slidos en suspensin, SS, que contiene un agua se pueden determinar

filtrando una determinada cantidad de agua a travs de un filtro de tamao de

poro estandarizado (2 m o menor). Se determinan pesando el residuo que

queda en el filtro, despus de secarlo a 103-105 C.

La presencia de SS es indeseable en todas las aguas que se someten a

desalacin, siendo ms crtica en el caso de smosis inversa porque pueden

causar el ensuciamiento de las membranas.


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En el caso de agua de mar la presencia de materia en suspensin puede ser

muy variable, ya que depende de la produccin biolgica (plancton) y de la

presencia de detritus en suspensin.

Los SS se pueden eliminar por procedimientos de filtracin a travs de lecho

filtrante o mediante microfiltracin a travs de membranas.

Habitualmente el ltimo proceso del pretratamiento en una planta de smosis

inversa consiste en una microfiltracin con tamao de exclusin de 5 m.

3.5. Slidos totales

La concentracin de slidos totales es la suma de los slidos disueltos y de los

slidos en suspensin.

3.6. Cationes mayoritarios que influyen en procesos de desalacin y en los usos del agua

3. 6. 1. Sodio y potasio.

El sodio (Na) es el metal alcalino ms frecuente en la composicin de las aguas

y el nico presente en cantidades significativas en las aguas naturales.

Corresponde a sales de solubilidades muy elevadas y difciles de precipitar.

Suele estar asociado al in cloruro aunque se puede asociar tambin a los

carbonatos y bicarbonatos. El contenido en aguas continentales naturales suele

estar entre 1 y 150 ppm pero es posible encontrar valores de hasta varios miles

de ppm.

El Na no contribuye a la dureza del agua, sin embargo las aguas subterrneas

que contienen cantidades importantes de carbonato y bicarbonato sdico son

alcalinas y pueden tener pH de 9 o superiores.


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Segn la aplicacin final que se le vaya a dar al agua (consumo como potable,

agricultura, etc.), existen unos contenidos mximos que no deben rebasarse.

Por ejemplo cuando el agua es para el consumo humano hay que considerar la

influencia del sodio en los problemas cardiovasculares (el reglamento sanitario

fija el contenido mximo en sodio en 200 mg/L), En otros usos puede ser

importante su contribucin al deterioro e impermeabilidad de las estructuras del

suelo y su toxicidad para los cultivos en el caso de uso agrcola.

Los compuestos de sodio no precipitan en los procesos de membranas ni en

los procesos de evaporacin.

Por su parte, el potasio reacciona qumicamente de forma similar al sodio,

formando sales solubles. Se encuentra en el agua en concentraciones muy

inferiores y tampoco presenta problemas de precipitaciones en las operaciones

de desalacin.

3.6.2. Calcio y magnesio

Se encuentran en todas las aguas y son especialmente abundantes en las

aguas subterrneas. Forman parte de numerosas sales y su influencia depende

del tipo de sales en que estn presentes.

Contribuyen conjuntamente a conferir la denominada dureza del agua, que

mide la capacidad de un agua para producir incrustaciones debidas a la

presencia de sales disueltas de calcio y magnesio. Es la principal fuente de

depsitos e incrustaciones en calderas, intercambiadores de calor, tuberas.

Generan problemas de incrustaciones tanto en las membranas de smosis

inversa como en los intercambiadores de los procesos de evaporacin.

Existen diversas formas de dureza:


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o Dureza permanente o no carbonatada. Mide el contenido de iones Calcio

y Magnesio asociados a nitratos, cloruros y sulfatos.

o Dureza temporal o carbonatada. Mide la dureza asociada a iones HCO3.

o Dureza total o ttulo hidrotimtrico (TH). Mide el contenido total de iones

Calcio y Magnesio. Se puede distinguir entre la dureza de Calcio (THCa)

y la dureza de Magnesio (THMg). Es la suma de las durezas

anteriormente citadas.

Si la dureza es inferior a la alcalinidad toda la dureza es carbonatada, pero si la

dureza es superior a la alcalinidad hay una parte de dureza no carbonatada,

asociada a otros iones.

La dureza se expresa en meq/L o ppm de CO3Ca, o en grados hidromtricos.

Las aguas de hasta 50 ppm se consideran blandas, hasta 100 ppm ligeramente

duras, hasta 200 moderadamente duras y por encima de este valor muy duras.

Tanto el calcio como el magnesio son los responsables en gran medida de las

incrustaciones que se producen cuando el agua experimenta cambios en la

temperatura, pH y presin. La precipitacin de los mismos se produce

generalmente en forma de carbonatos y sulfatos, por lo que la posibilidad de

que precipiten tambin depende de la concentracin de estos aniones en el

agua as como de carbonatos y CO2.

La presencia de estos cationes va a condicionar el pretratamiento de la

instalacin y en algunos casos la conversin en el proceso de smosis inversa.

3.6.3. Hierro

Prcticamente todas las aguas contienen hierro en una mayor o menor

concentracin. Concentraciones de 0,5 ppm ya pueden ser problemticas y en

algn proceso industrial pueden no tolerarse concentraciones de 0,1 ppm.


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El in hierro se puede presentar como in ferroso o in frrico. La estabilidad

de las distintas formas qumicas depende del pH, condiciones oxidantes o

reductoras del medio, de la composicin de la solucin, y de la presencia de

materia orgnica.

El in ferroso es ms soluble en el agua pudindose encontrar disuelto en

cantidades de hasta 50 ppm e incluso en cantidades mayores en aguas

ligeramente cidas. Por el contrario, el in frrico es insoluble en aguas

alcalinas y muy poco soluble en aguas ligeramente cidas. El in ferroso es

inestable en presencia de aire oxidndose a estado de frrico.

En las plantas de smosis inversa se pretende que el hierro que contenga el

agua se encuentre en forma de ion ferroso impidiendo su paso a ion frrico ya

que precipita rpidamente como hidrxido frrico en la superficie de las

membranas. Las aguas con hierro tambin favorecen el crecimiento de las

bacterias de hierro. Estas bacterias se desarrollan mejor en la oscuridad y se

encuentran ms frecuentemente en aguas con bajo contenido en oxgeno y una

considerable cantidad de CO2 junto con hierro disuelto. En cualquier caso debe

disearse el sistema para evitar su oxidacin o llevar a cabo una precipitacin

controlada como parte del pretratamiento.

En aguas subterrneas se pueden encontrar con frecuencia concentraciones

de entre 1 y 5 ppm.

El Real Decreto 140/2003, de 7 de febrero, por el que se establecen los

criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano fija el contenido

mximo de hierro en 200 g/L.

3.6.4. Manganeso

El in manganeso tiene un comportamiento qumico muy similar al del hierro y

se presenta en las mismas condiciones que este. Adems de con 2 y 3 cargas


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positivas acta con la valencia +4 formando MnO2 que es insoluble. Las

manchas causadas por el manganeso son ms intensas y difciles de eliminar

que las ocasionadas por el hierro.

El Real Decreto 140/2003 para aguas de abastecimiento fija el contenido

mximo de manganeso en 50 g/L.

3.6.5. Aluminio

No se encuentra normalmente ni en aguas superficiales ni subterrneas a no

ser que se haya producido una contaminacin por un vertido. El hidrxido de

aluminio tiene una solubilidad variable en funcin del pH, siendo menor a un pH

de 5. Normalmente, a los pH de trabajo de las instalaciones no suponen ningn

peligro.

El Real Decreto 140/2003 para aguas de abastecimiento fija el contenido

mximo de aluminio en 200 g/L.

3.7. Slice

La slice (SiO2) se encuentra en el agua disuelta como cido silcico (H4SiO4) y

como materia coloidal. Contribuye ligeramente a la alcalinidad del agua. Las

aguas naturales contienen entre 1 y 40 ppm pero se pueden encontrar algunas

aguas subterrneas con cantidades de hasta 100 ppm.

En la desalacin por smosis inversa la slice es rechazada en un porcentaje

aproximado del 99% por las membranas, concentrndose en el rechazo, por lo

que una elevada concentracin de este parmetro limita la conversin de la

instalacin.

La solubilidad de la slice es de unos 110-125 mg/L, estando bastante

relacionada con la temperatura del agua. Cuando se superan los productos de

solubilidad se pueden producir precipitados de silicatos de calcio y magnesio


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que no son fcilmente disueltos por cidos. No conviene superar

concentraciones en el rechazo de ms de 150 mg/L

3.8. Metales txicos

Los ms comunes son el arsnico, cadmio, plomo, cromo, bario y selenio.

Todos ellos deben ser controlados en el origen para evitar la contaminacin.

El bario y el estroncio no son elementos abundantes pero se puede detectar su

presencia en determinadas aguas subterrnea.

Los sulfatos de estos elementos son mucho menos solubles que los de calcio

por lo que pueden precipitar en procesos de smosis inversa, lo que puede

limitar la conversin de la instalacin.

El Real Decreto 140/2003 para aguas de abastecimiento establece lmites

reducidos para estos compuestos:

o Arsnico: 10 g/L

o Cdmio: 5,0 g/L

o Cromo: 50 g/L

o Plomo: 10 g/L a partir de 01/01/2014 y 25 g/L actualmente

o Selenio 10 g/L

3.9. Aniones mayoritarios influyentes en procesos de smosis inversa

3.9.1. Cloruros

El in cloruro es el ms abundante. Forma sales muy solubles y suele ir

asociado al in sodio, especialmente en aguas muy salinas. Las aguas dulces

contienen entre 10 a 250 ppm. A partir de 300 ppm el agua comienza a adquirir

un sabor salado.


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El contenido de cloruros afecta a la potabilidad del agua y a su potencial uso

agrcola. Segn

Real Decreto 140/2003 no se deben superar los 250 mg/L.

Respecto al uso agrcola, los cloruros pueden producir necrosis en las hojas de

las plantas. Los niveles que se consideran tolerables son muy distintos segn

el sistema de riego (si moja o no las hojas). Tambin producen la salinizacin

de los suelos agrcolas.

3.9.2. Sulfatos

El in sulfato corresponde a sales moderadamente solubles a muy solubles.

Las aguas continentales contienen de 2 a 250 ppm y el agua de mar cerca de

3000 ppm. El agua pura se satura a unos 1500 ppm como CaSO4, si bien la

presencia de otras sales aumenta su solubilidad.

Los sulfatos proceden del yeso o anhidrita, siendo los ms frecuentes el sulfato

sdico y el magnsico.

Para el consumo de agua potable el contenido no debe sobrepasar los 250

mr/L. Los contenidos elevados provocan problemas intestinales. Para usos

agrcolas, concentraciones superiores a 1200 ppm se considera negativa.

El principal problema de los sulfatos en las instalaciones de smosis inversa es

la posibilidad de que precipite con calcio y magnesio o incluso con bario y

estroncio sobre las membranas cuando se rebasan ciertos niveles. La

presencia de este anin condiciona el pretratamiento y puede limitar la

conversin.

3.9.3. Carbonatos y bicarbonatos


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Se encuentran en todas las aguas y a veces en concentraciones elevadas. La

presencia de uno u otro compuesto depende del pH del agua.

El riesgo fundamental que suponen es el de precipitacin sobre las

membranas. Los bicarbonatos presentan una solubilidad elevada pero los

carbonatos pueden precipitar con facilidad sobre la superficie de la membrana.

Mediante la acidificacin se consigue evitar la precipitacin. En algunos casos,

cuando la concentracin de estos aniones es muy elevada se puede ver

limitada la conversin.

Por otra parte, la elevada concentracin de bicarbonatos en las proximidades

de la superficie puede elevar el pH hasta cerca de 10, favoreciendo la hidrlisis

de las membranas en el caso de trabajar con membranas de acetato de

celulosa.

3.9.4. Nitratos

El in nitrato forma sales muy solubles y bastante estables aunque en medio

reductor puede pasar a nitrito, nitrgeno o amoniaco. Las aguas normales

contienen menos de 10 ppm y el agua de mar hasta 1 ppm. Hay que indicar

que en el agua de mar las concentraciones son fluctuantes, ya que los nitratos

son asimilados por los organismos vivos, Pero puede darse el caso de

encontrar aguas con concentraciones mucho ms elevadas procedente de

procesos de eutrofizacin o derivadas de contaminacin.

Generalmente un contenido elevado de nitratos en un agua subterrnea tiene

una relacin directa con el agua superficial, que la contamina por percolacin

del acufero. En aguas naturales un alto contenido de nitratos puede indicar

contaminacin.

Los nitratos en concentraciones mayores de 45 ppm son indeseables en aguas

para usos domsticos por el efecto txico que producen sobre los nios. La

legislacin vigente establece valores mximos de 50 ppm.


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Los nitratos no generan problemas en los procesos de smosis pero deben ser

tenidos en cuenta a la hora de seleccionar las membranas y establecer la

conversin porque en general el porcentaje de rechazo por parte de las

membranas es bajo.

3.9.5. Fluoruros

El in fluoruro aparece tan slo en aguas subterrneas y en pequeas

concentraciones (no superiores a 1 ppm). Corresponde a sales de solubilidad

en general muy limitada.

El rechazo de este in por las membranas depende de la composicin global

del agua. Es un componente muy problemtico de los procesos de desalacin

ya que el rechazo por parte de las membranas es elevada y si se concentra en

la salmuera en cantidades de 5 a 7 ppm puede ser peligroso.

En el Real Decreto 140/2003 se admiten contenidos de hasta 1,5 ppm.

3.9.6. Fosfatos

El in fosfato forma sales muy poco solubles que precipitan con facilidad como

fosfato clcico. Al corresponder a un cido dbil contribuye a la alcalinidad del

agua.

En general no se encuentra en ms de 1 ppm, pero puede alcanzar

concentraciones ms altas en aguas con contaminacin de origen agrcola,

debido al uso de fosfatos como fertilizantes.

3.10. Gases disueltos


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Adems de los iones disueltos, el agua puede contener gases que pueden

influir en el proceso de smosis. Los gases disueltos que se pueden encontrar

son: oxgeno, sulfhdrico, dixido de carbono, nitrgeno, anhdrido sulfuroso y

amonio. Los que influyen fundamentalmente en el proceso son el oxgeno, el

sulfhdrico y el dixido de carbono.

3.10.1. Oxgeno disuelto

El contenido de oxgeno en aguas subterrneas profundas suele ser bajo. Las

aguas superficiales por el contrario contienen concentraciones mayores,

estando casi saturadas las no contaminadas. El contenido de oxgeno del agua

vara en funcin de la temperatura de forma inversa, es decir, a mayor

temperatura menor concentracin de gas disuelto.

El oxgeno disuelto acelera el ataque corrosivo sobre el hierro, acero y otros

metales El pH influye en el grado de corrosin; a pH bajo se acelera la

corrosin, sin embargo un agua con una conductividad elevada y con oxgeno

disuelto, ser agresiva aunque el pH sea de 8.

Por otra parte su presencia favorece el crecimiento de las bacterias aerobias y

puede atacar a la estructura qumica de la membrana.

3.10.2. cido sulfhdrico

El cido sulfhdrico tiene un olor desagradable caracterstico. En pequeas

cantidades (0,5 ppm) forma un cido dbil y el agua es corrosiva.

Se puede encontrar en algunas aguas subterrneas y su exposicin al aire

produce precipitados de azufre que puede ocasionar importantes problemas en

los procesos de smosis por el ensuciamiento de la membrana. Por tanto se

debe evitar el contacto con el aire.


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Tambin puede aparecer como resultado de la accin de bacterias sulfato

reductoras que ven favorecido su crecimiento en ausencia de oxgeno y cuando

existe una elevada concentracin de sulfatos.

3.10.3. Dixido de carbono

La concentracin de este gas en el agua est relacionada con la presencia de

materia orgnica. Si existe una importante actividad biolgica en el suelo, el

contacto del agua con l aumenta la concentracin de CO2 descendiendo a su

vez el O2.

Pero adems es un gas que se libera en las aguas carbonatadas como

consecuencia de la regulacin del pH que se realiza en el pretratamiento. Al

liberarse el CO2 se produce un descenso del pH del agua y la hace ms

corrosiva.

Este gas atraviesa la membrana de OI por lo que aparece en el agua producto

confirindole agresividad y ocasionando la necesidad de un postratamiento.

4. Parmetros indicativos de contaminacin orgnica

Algunos fenmenos naturales y la actividad humana contribuyen a la

contaminacin orgnica de las aguas. La descomposicin natural de la materia

animal y vegetal da lugar a mltiples sustancias. Los residuos domsticos que

llegan a las aguas contienen materia orgnica en descomposicin, detergentes

y microorganismos. Los vertidos industriales contienen mltiples compuestos

orgnicos como aceites y disolventes. En la actividad agrcola se producen

residuos de herbicidas y pesticidas.

Los parmetros de medida de la contaminacin orgnica son: Demanda

bioqumica de oxgeno, Demanda qumica de oxgeno y Carbono orgnico total.


pg. 22

4.1. Demanda bioqumica de oxgeno (DBO5)

Mide la cantidad de oxgeno consumido en la eliminacin de la materia

orgnica del agua mediante procesos biolgicos aerobios. Se refiere al oxgeno

disuelto que se consume en 5 das y se mide en mg/L de O2.

En las aguas subterrneas la DBO5 suelen ser menos de 1 ppm, en las aguas

superficiales su contenido es muy variable, y en las aguas residuales

domsticas se sita entre 100 y 350 mg/L.

4.2. Demanda qumica de oxgeno (DQO)

Mide la capacidad de consumo de un oxidante qumico, dicromato potsico o

permanganato potsico, por las materias oxidables contenidas en el agua, y

tambin se expresa en ppm de O2. Indican el contenido en el agua de materias

orgnicas oxidables y de otras sustancias reducidas, tales como Fe2+, NH4, etc.

Las aguas no contaminadas tienen valores de DQO 1 a 5 ppm o algo

superiores y las residuales residuales domsticas de 250 a 600 ppm.

La relacin entre la DBO y la DQO es un indicativo de la biodegradabilidad de

la materia contaminante. En aguas residuales un valor de la relacin DBO/DQO

menor que 0,2 se interpreta como un vertido de tipo inorgnico o no

biodegradable y si es de 0,6 o mayor es orgnico y fcilmente biodegradable.

4.3. Carbono orgnico total (COT)

El COT es una medida del contenido en materia orgnica del agua. El carbono

orgnico se oxida a CO2 en presencia de un catalizador y se mide en un

analizador infrarrojo. Algunos compuestos orgnicos pueden resistir a la

oxidacin y dar valores ligeramente inferiores a los reales. El creciente uso de

este parmetro se debe la rapidez de realizacin de los anlisis.


pg. 23

5. Parmetros microbiolgicos

La presencia de microorganismos en el agua puede causar crecimiento

bacteriano en la superficie de las membranas de smosis inversa, provocando

una progresiva prdida de rendimiento y representando un importante factor de

ensuciamiento, que se origina por la presencia de las sustancias polimricas

extracelulares, EPS. Las bacterias tambin pueden llegar a colonizar la parte

del permeado de las membranas, en cuyo caso pueden aparecer

contaminaciones de EPS y bacterias en el permeado. Ilustrativamente en la

figura 4 se muestra una micrografa de una colonia de bacterias.

Figura 4. Colonia de bacterias sobre una superficie.

La determinacin analtica se realiza mediante ensayos microbiolgicos que

permiten cuantificar bacterias totales o grupos de organismos especficos. La

bacteria Escherichia coliy o el grupo de bacterias coliformes en su conjunto,

son los organismos ms comunes utilizados como indicadores de

contaminacin contaminacin fecal. Otros organismos utilizados como


pg. 24

indicadores de contaminacin son los estreptococos fecales y los clostridium

sulfitoreductores.

Su presencia puede ser significativa en aguas superficiales continentales, en

agua de mar con toma abierta y sobre todo en aguas residuales.

Para eliminar el riesgo asociado a los microorganismos se incluye la

desinfeccin del agua a desalinizar, normalmente mediante cloracin, o la

ultrafiltracin en el pretratamiento.

6. Caractersticas generales del agua del mar

El agua de mar constituye el 97.6 % de los recursos de agua de la tierra. Su

uso para la actividad humana est muy restringido dada su elevada

concentracin en sales, que es aproximadamente un 3.5%.

Los compuestos ms abundantes en el agua de mar son cloruro sdico (2,7

%), cloruro magnsico (0,3 %), sulfato magnsico (0,2 %), sulfato clcico (0,1

%), y el resto de otras sales (0,2 %).

La composicin media de los ocanos es muy uniforme, aunque existen

diferencias entre mares clidos con poca renovacin como el Mediterrneo y

mares con abundantes aportes continentales como el Bltico. En la tabla 4 se

presentan las caractersticas e intervalo de composicin tpicas del agua de

mar.

Tabla 4. Caractersticas y composicin del agua del mar

Parmetro Intervalo de referencia

Temperatura, C 15 - 35

pH 7,9 - 8,1

Sales disueltas. Mg/L 30.000 45.000

Conductividad, S/cm (a 20 C) 44.000 58.000

Bicarbonatos, mg/L 120 - 170

Sulfatos, mg/L 2.400 3.000

Cloruros, mg/L 17.500 21.000


pg. 25

Bromuros, mg/L 59 120

Nitratos, mg/L 0,001 4,0

Fluoruros, mg/L 1

Boro, mg/L 4 6

Amonio, mg/L 0,005 0,05

Sodio, mg/L 9.600 11.700

Potasio, mg/L 350 500

Calcio, mg/L 375 525

Magnesio, mg/L 1.025 1.400

Estroncio, mg/L 12 14

Slice, mg/L 0,01 7,4

Carbono orgnico total, mg/L 1,2 3,0

Nitrgeno orgnico, mg/L 0,005 0,03

Las aguas del mar pueden contaminarse por vertidos terrestres o por vertidos o

accidentes de embarcaciones. Estos vertidos introducen en el agua materia

slida en suspensin, hidrocarburos, nutrientes, compuestos orgnicos

persistentes, metales pesados y microorganismos. La presencia de

contaminantes influye de manera muy significativa en el pretratamiento, por lo

que es importante evaluar apropiadamente la calidad del agua en la zona de

toma de agua de mar. Tambin por razones de calidad es preferible, siempre

que sea posible, captar el agua en pozos playeros frente a tomas abiertas.

7. Caractersticas generales de las aguas continentales

Las aguas naturales, al estar en contacto con diferentes matrices (aire, suelo,

vegetacin, acuferos, etc.), incorporan parte de los mismos por disolucin o

arrastre. Esto hace que las aguas dulces presenten un elevado nmero de

sustancias en su composicin qumica natural.

Entre los compuestos ms comunes que se pueden encontrar en las aguas

dulces estn como constituyentes mayoritarios los carbonatos, bicarbonatos,

sulfatos, cloruros y nitratos y como constituyentes minoritarios los fosfatos y

silicatos, metales y gases disueltos como oxgeno, nitrgeno y dixido de

carbono


pg. 26

En general un agua salobre ser aquella cuya salinidad impida su

aprovechamiento para ciertos usos. El concepto puede ser relativo ya que un

agua de 1,5 g/L de sales puede ser inadecuada como potable, mientras que

puede ser til para regado.

La salinidad en exceso puede adquirirse por varios caminos, como se describe

posteriormente.

Adems las aguas naturales pueden contaminarse por diversas actividades

humanas como las agrcolas, ganaderas e industriales, etc., incorporando

sustancias de diferente naturaleza a travs de vertidos de aguas residuales o

debido al paso de las aguas por terrenos tratados con productos agroqumicos

o contaminados, como se indica en la tabla 5.

Tabla 5. Sustancias contaminantes y su causa u origen

Sustancias contaminantes en el agua Causa u origen

Materia en suspensin Arrastres

Sales disueltas Vertidos salinos, intrusin salina

Nitratos y nitritos, amonio Uso de fertilizantes, infiltraciones de aguas fecales, residuos ganaderos

Halogenuros orgnicos Empleo de herbicidas

Plaguicidas Prcticas agrcolas

Disolventes orgnicos, hidrocarburos, aceites, grasas

Vertidos urbanos o industriales

Metales pesados, cianuros Vertidos industriales

Radiactividad Contaminacin natural o antropognica

Detergentes Vertidos urbanos o industriales

Bacterias, virus, hongos, protozoos Vertidos urbanos o ganaderos

7.1 Aguas superficiales de ro

La calidad de las aguas que circulan por los ros es muy variable aunque

normalmente su concentracin de sales es baja. Se pueden observar

diferencias entre distintos ros e incluso dentro de un mismo ro pueden

producirse modificaciones (va aumentando la concentracin) a lo largo del

trayecto debido a varias causas:


pg. 27

Debido al tipo de terreno que atraviesa. Se modifican los porcentajes de

presencia de los diversos iones. No son raros los casos en que en los

cursos altos y medio de un ro predominan los carbonatos y

posteriormente aumentan los sulfatos y cloruros.

La estacionalidad, las sales procedentes de una zona determinada

quedan diluidas por arrastre de las agua de lluvia que se produce en

determinados meses.

Vertidos industriales que en algunos tramos puntuales puede dar una

elevacin de la carga orgnica y de la salinidad.

7.2 Aguas superficiales de lagos, presas o depsitos

Las aguas superficiales de lagos y embalses no suelen presentar salinidades

elevadas salvo en casos muy puntuales. En estos casos lo ms significativo

suele ser el grado de eutrofizacin, incrementndose los contenidos en nitratos

y fsforo.

El aumento de la salinidad en estos casos puede ser debida a:

o Fuertes evaporaciones

o Filtraciones desde algunas zonas o riachuelos de elevada salinidad.

7.3 Aguas subterrneas

La calidad de las aguas subterrneas es muy variada pudindose encontrar

ms concentracin de las sales frecuentes en las aguas superficiales y la

presencia de otros elemento infrecuentes en las mismas.


pg. 28

La presencia de sales es debida a procesos fsico-qumicos y biolgicos de

alteracin o simple dilucin de los materiales que forman el terreno.

Adems es posible una modificacin de la calidad del agua a lo largo del

tiempo por agentes externos:

o Debido al bombeo excesivo en los casos en los que el pozo se

encuentra cerca de la costa, ya que se puede provocar intrusin marina.

En estos casos se suele producir fundamentalmente un aumento de

sodio y cloruros.

o Cuando por sobreexplotacin aumenta el nivel fretico se produce un

aumento de la salinidad en general, incrementndose los sulfatos,

carbonatos, calcio y magnesio.

8. Usos de las aguas desaladas

Las aguas desaladas se pueden emplear prcticamente para cualquier uso,

tanto urbano como agrcola o industrial. En la figura 7 se muestra la distribucin

de usos a escala mundial que haba a finales de 2011.

Figura 7. Porcentaje de usos del agua desalada a escala mundial (elaboracin propia, datos de Ida Desalination Yearbook3 2011-2012)

3 El IDA Desalination Yearbook es un anuario sobre datos actualizados en la industria mundial

de desalacin que publica Global Water Intelligence. La suscripcin o el registro para el acceso a algunos datos se puede realizar en:


pg. 29

Se aprecia que predomina claramente el uso municipal seguido del industrial.

En Espaa el porcentaje de aguas desaladas para regado es sustancialmente

mayor (aproximadamente un 11 % en 2005), superando al uso industrial, tal

como se aprecia en la figura 8.

Figura 8. Usos de las aguas desaladas en Espaa a finales de 2008 (elaboracin

propia)

Para cada uno de los usos el agua debe tener la calidad apropiada. En los

siguientes apartados se revisa la calidad de las aguas desaladas en relacin

con los usos.

8.1 Abastecimiento

En el Real Decreto 140/2003 (B.O.E. 45/2003, de 21 de febrero) se establecen

los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano que se han

de cumplir en el punto donde se pone a disposicin del consumidor.

http://www.desalyearbook.com/home


pg. 30

Se puede afirmar que las aguas desaladas por smosis inversa, debido al

efecto barrera de las membranas y cuando el funcionamiento es el apropiado,

cumplen con los criterios relativos a los contaminantes y microcontaminantes

qumicos y biolgicos. Cabe considerar dos aspectos que deben tenerse en

cuenta en el postratamiento.

pH y agresividad.

El agua desalada a la salida de membranas presenta un pH ligeramente

cido y una agresividad elevada. El RD 140/2003 establece que el pH

del agua debe estar comprendido entre 6,5 y 9,5 y que el agua en

ningn momento podr ser ni agresiva ni incrustante. Para ello el ndice

de Langelier (LSI) debe estar comprendido entre 0,5

El LSI se calcula como la diferencia entre el pH del agua y el pH de

saturacin del carbonato, o sea

LSI=pH-pHS

Si el pHpHS el agua es incrustante

Para calcularlo hay que tener en cuenta las ecuaciones de disociacin

de los carbonatos:

KCO H

HCO2

3

2

3

'

Combinando las dos ecuaciones se obtiene la concentracin de protones

de saturacin:


pg. 31

pA

lc y

pC

a

1,0

3,0

2,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

1,1

1,5

1,3

1,7

1,9

2,1

2,3

2,5

2,7

2,9

1 2 5 10 100 1000

pCa

pAlc.

0C

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

65

75

85

95

C (

co

nst

an

te d

e t

em

pera

tura

)

mg /L (en CaCO )3

Tomando logaritmos se podr calcular el pH de saturacin del agua:

pH pK pK HCO CaS S 2 3 2' ' log log

En la prctica el clculo del LSI se realiza empleando el diagrama de

Langelier que se muestra en la figura 9. A partir del anlisis del agua se

calcula la concentracin de bicarbonatos y calcio como mg/L de CaCO3

y con la grfica se obtiene el valor de pCa y palc (-log Ca y -log HCO3-).

A continuacin, conociendo los slidos totales del agua y la temperatura

se busca en el diagrama el valor de C. La suma de pCa, palc y C da

como resultado el valor de total del pHS. Restando al pH real el pHS se

obtiene el ndice de Langelier.

Figura 9: Diagrama de Langelier para la determinacin del LSI.


pg. 32

Concentracin de boro.

La normativa establece un lmite de 1 mg/L para aguas de

abastecimiento. El boro se encuentra en el agua del mar en

concentraciones medias estimadas en 4,6 mg/L. En las desaladoras de

un paso mediante smosis inversa, una vez llevada a cabo la desalacin

estos valores se reducen en torno a 0,8 1,5 ppm dependiendo de las

condiciones de trabajo y de las membranas empleadas en la desalacin.

En el caso de aguas salobres tambin se pueden producir situaciones

similares si las aguas a tratar contienen elevadas concentraciones de

boro.

En las aguas naturales el boro se encuentra bsicamente en forma de

dos especies mayoritarias: cido brico, B(OH)3, y in borato en su

forma tetradrica, B(OH)-4. El pH del medio influye de forma decisiva en

la distribucin relativa [cido brico] - [in borato] (favorecindose la

presencia de in borato a valores de pH elevados).

El comportamiento de las membranas de OI es muy distinto frente a

estas especies, con una permeabilidad relativa del 40 60 % para el

cido brico y un rechazo casi total para el in borato. Por tanto una

operacin de smosis inversa a un pH elevado, 9,5 a 10 unidades,

puede conducir a un permeado con muy baja concentracin de boro. En

la prctica, si se desea realizar esta operacin para eliminar el boro, hay

que emplear un segundo paso de OI sobre el agua ya desalada, para

evitar precipitaciones si se opera a pH elevado con el agua de mar o

salobre.

Tambin es posible la reduccin de boro mediante resinas especficas

de intercambio inico.


pg. 33

Una forma habitual de ajustar las caractersticas del agua desalada es la

mezcla con aguas de otra procedencia. Si esto no es posible, hay que realizar

el postratamiento a la salida de la desaladora para acondicionar el LSI y la

concentracin de boro.

8.2. Regado

Como ya se ha indicado en Espaa se est extendiendo el uso de aguas

desaladas, procedentes de aguas salobres o de mar, para regado. Ello est

siendo posible debido fundamentalmente a tres factores: calidad, garanta de

suministro y reduccin de costes. Las aplicaciones ms generales son a

cultivos de invernadero u otros de alto valor aadido, aplicando riego

localizado.

Existen mltiples criterios o normas de calidad agronmica para evaluar la

idoneidad de las aguas empleadas, que utilizan uno o varios parmetros y que

idealmente deben tener en cuenta tambin el tipo de suelos. A efectos

ilustrativos se presenta a continuacin una comparacin de la aplicacin de

algunos de estos criterios a una serie de aguas naturales y aguas desaladas.

Se considerarn las siguientes aguas, todas ellas en la provincia de Alicante:

o Dos tipos de aguas subterrneas, las procedentes de los acuferos

Medioda, de excelente calidad, y Cabezn de Oro, sobreexplotado.

o Dos aguas procedentes de embalses, las del embalse de Tibi, salinizado

y eutrofizado pero que se usa para regado cuando no hay otros

recursos, y la del embalse de Guadalest, que abastece de agua potable

a Benidorm.

o Las aguas del ro segura a su paso por Orihuela, en la Comarca de la

Vega Baja.

o Las del Canal del Taibilla a la altura de La Murada, representativas de

las aguas del trasvase Tajo-Segura.


pg. 34

o Las del agua desalada remineralizada de la primera desaladora de

Alicante, perteneciente al Canal del Taibilla.

8.2.1. Salinidad

La salinidad del agua se suele valorar a partir de la medida de la conductividad

elctrica, que est directamente relacionada con la concentracin de las sales

disueltas.

Para valorar la conductividad del agua de riego se debe tener en cuenta el tipo

de suelos, aunque en general se podr indicar que si la conductividad. a 25 C

es de 0 1000 S/cm el agua es excelente, de 1000 3000 S/cm ser buena

a marginal y > 3000 S/cm inaceptable

La comparacin entre las distintas aguas se muestra en la tabla 6.

Tabla 6. Conductividad elctrica de distintas aguas

Agua procedente de Conductividad

(S/cm) Valoracin

Acufero Medioda 385 Excelente

Cabezn de Oro 1.790 Mediocre

Embalse Guadalest 380 Excelente

Tibi 2.470 Marginal

Ro Segura antes de su paso por Orihuela 3.330 Inaceptable

Canal del Taibilla a la altura de La Murada 1.420 Buena

Agua desalada procedente de agua de mar y remineralizada (valores tpicos)

500-600 Excelente

8.2.2. Coeficiente alcalimtrico. ndice de Scott (K)

El ndice de Scout, K, equivaldra a la altura de agua, expresada en pulgadas,

que al evaporarse dejara en un terreno vegetal de cuatro pies de espesor,

lcali suficiente para imposibilitar el desarrollo normal de las especies vegetales

ms sensibles.


pg. 35

Para el clculo, expresando las concentraciones de los distintos iones en

mg/L:, se emplean las siguientes expresiones:

o Si (Na+ - 0,65 Cl-) 0 entonces K = 2049/Cl-

o Si 0 < (Na+ - 0,65 Cl-) < (0,48 SO42-) entonces K = 6620/(Na+ + 2,6Cl-)

o Si (Na+ - 0,65 Cl-) > (0,48 SO42-) entonces K = 662/(Na+ - 0,32Cl- - 0,48

SO42-)

.

Si K > 18 se considera el agua buena, de 6 a 18 tolerable, de 1,2 a 6 mediocre

(slo para suelos con muy buen drenaje) y < 1,2 mala (no utilizable)


Tabla 7. ndice de Scott de distintas aguas

Agua procedente de ndice de Scott Valoracin

Acufero Medioda 36,2 Buena

Cabezn de Oro 227 Buena

Embalse Guadalest 128 Buena

Tibi 4,9 Mediocre

Ro Segura antes de su paso por Orihuela 3,9 Mediocre

Canal del Taibilla a la altura de La Murada 15,0 Tolerable


12-14 Tolerable

8.2.3 Relacin de Adsorcin de Sodio (SAR)

La Relacin de Adsorcin del Sodio (SAR), nos da idea del riesgo de

sodificacin del complejo de cambio del suelo agrcola, o sea del riesgo de

degradacin de la estructura del suelo.

Este ndice valora la proporcin relativa en que se encuentran el ion sodio y los

iones calcio y magnesio y se calcula mediante la expresin:


pg. 36

SAR = [sodio]

[calcio] + [magnesio]

2

donde las concentraciones se expresan en meq/L.

Segn este parmetro se considera SAR < 10 bajo riesgo para la degradacin

del suelo y a partir de 10 riesgo creciente, siendo alto a partir de 18.


Tabla 8. Relacin de adsorcin de sodio de distintas aguas

Agua procedente de ndice SAR Valoracin

Acufero Medioda 0,14 Bajo riesgo

Cabezn de Oro 0,57 Bajo riesgo

Embalse Guadalest 0,33 Bajo riesgo

Tibi 4,58 Bajo riesgo

Ro Segura antes de su paso por Orihuela 4,79 Bajo riesgo

Canal del Taibilla a la altura de La Murada 3,07 Bajo riesgo


7-8 Bajo riesgo

8.2.4 Normas Riverside

Las normas Riverside son muy utilizadas y establecen una relacin entre la

conductividad elctrica y el ndice que nos da la relacin de adsorcin de sodio,

SAR, combinando ambos ndices en el denominado diagrama Riverside, que

se muestra en la figura 10.


pg. 37

Figura 10. Diagrama de Riverside

Segn estos dos ndices combinados, se establecen categoras o clases de

aguas que se designan con las letras C y S (para conductividad y SAR) que

vienen afectadas de un subndice numrico tanto mayor cuanto mayor es el

riesgo.



Agua procedente de CE

(S/cm) SAR Calificacin

Acufero Medioda 385 0,14 C2-S1

Cabezn de Oro 1.790 0,57 C3-S1

Embalse Guadalest 380 0,33 C2-S1

Tibi 2.470 4,58 C4-S2

Ro segura antes de su paso por Orihuela 3.330 4,79 C4-S2

Canal del Taibilla a la altura de La Murada 1.420 3,07 C3-S1


500-600 7-8 C2-S1


pg. 38

8.2.5 Criterios de fitoxicidad en cuanto a sodio, cloruros y boro

Para evaluar el riesgo de inducir toxicidad de un agua de riego, se puede usar

con carcter general la clasificacin de la F.A.O. en cuanto a sodio, cloruros y

boro, que se resume en la tabla 10.

Tabla 10. Criterios de fototoxicidad de la FAO

In

Valoracin de la fitotoxicidad

Inexistente Problema creciente Problema grave

Na+ (meq/L) < 3 3 - 9 > 9

Cl- (meq/L) < 4 4 - 10 > 10

B (mg/L) < 0,7 0,7 2,0 > 2,0

Las aguas desaladas, con 5 a 6 meq/L de Na+ y 5 a 6 meq/L de Cl-, presentan

un riesgo medio de fototoxicidad para estos elementos, lo que lleva a tener

precaucin con cultivos sensibles.

Respectos al boro, en la tabla 11 se muestra la comparacin para las distintas

aguas.


Agua procedente de Boro (mg/L)

Acufero Medioda < 0,1

Cabezn de Oro 0,21

Embalse Guadalest < 0,1

Tibi 1,12

Ro segura antes de su paso por Orihuela 0,70

Canal del Taibilla a la altura de La Murada 0,14


1-1,5 (desaladoras antiguas) < 0,5 (desaladoras nuevas)

Cabe por tanto calificar de un riesgo medio para las aguas desaladas

procedentes de las instalaciones antiguas, que no estaban diseadas para


pg. 39

alcanzar bajas concentraciones de boro. Las desaladoras construidas dentro

del plan AGUA, conducen a un agua desalada con menos de 0,5 mg/L, por lo

que no existe riesgo para ningn cultivo.

8.2.6 Resumen de criterios agronmicos

En la tabla 12 se presenta un resumen de la valoracin agronmica de un agua

desalada remineralizada procedente de agua de mar.

Tabla 12. Valoracin agronmica de aguas procedentes de agua del mar desaladas por smosis inversa

Criterio o norma Valoracin

Salinidad Excelente

ndice de Scott Tolerable, bajo riesgo de alcalinizacin del suelo

Relacin de Adsorcin de Sodio

Bajo riesgo de sodificacin del suelo

Riverside C2-S1

In Sodio Riesgo de fototoxicidad medio: precaucin con plantas sensibles

In Cloruro Riesgo de fototoxicidad medio: precaucin con plantas sensibles

Boro

Riesgo de fototoxicidad medio y precaucin con plantas sensibles para aguas desaladas procedentes de instalaciones antiguas. Ningn riesgo para aguas procedentes de instalaciones nuevas

TEMA 2 Caracteristicas Del Agua a Desalar

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