Aigua dessalinitzada. Aspectes a tenir en compte

La importància de l'ús agrícola d'aigua és a escala global del 70%, mentre que, en regions àrides i semiàrides amb una agricultura altament tecnificada, s'assoleixen xifres per sobre del 85%, com succeeix al sud-est espanyol (PHDS, 2022). La intensificació de l'escassetat hídrica representa un risc per al paper de l'agricultura de regadiu en la seguretat alimentària global a mitjà i llarg termini, associat a la impossibilitat de satisfer les demandes d'aigua per a reg mitjançant la utilització de recursos hídrics convencionals en el futur. Per tant, són necessàries noves solucions per mantenir o millorar una producció agrícola sostenible, incloent-hi noves o alternatives fonts d'aigua, estratègies innovadores per a la conservació dels recursos hídrics, o sistemes de reg més eficients i productius, emmarcant-se això en les directrius del Pacte Verd Europeu.

Potencials avantatges i desavantatges de l'aigua marina dessalinitzada

En general, el principal avantatge de l'AMD és la seva condició de recurs hídric inesgotable i no subjecte a variacions climàtiques, així com la seva baixa salinitat, amb una conductivitat elèctrica al voltant de 0,5 dS m-1, que permet compensar l'alta salinitat d'altres fonts d'aigua. Tanmateix, l'ús i l'acceptació de l'AMD per a reg agrícola es troben limitats principalment pels costos de producció i una composició fisicoquímica singular. L'aplicació agrícola d'AMD suposa un major cost atès l'elevat preu de l'aigua enfront de fonts convencionals i requereix programes de fertirrigació més especialitzats, i el maneig de riscos agronòmics específics, com la fitotoxicitat per bor o l'alcalinització de sòls. Els principals avantatges i desavantatges de l'ús d'AMD per a reg es resumeixen a la Taula 1.

Taula 1. Resum d'avantatges i desavantatges d'AMD.

Problemes de fitotoxicitat i risc d'alcalinització de sòls

L'AMD sol presentar una elevada concentració de Cl i Na, això es deu al fet que al voltant del 55% i el 31% del contingut de sals dissoltes a l'aigua de mar es deu a aquests ions, que continuen predominant en proporció després del procés d'osmosi inversa. A més, la concentració de B presentada és molt alta en l'AMD, això és degut a dos factors, a l'elevada concentració a la qual aquest element es troba a l'aigua marina (4,5 – 6 mg/L) comparada amb les aigües convencionals (generalment molt propera a 0 mg/L a les aigües superficials i fins a 1,5 mg/L a les aigües subterrànies) i d'altra banda a l'alta permeabilitat de les membranes d'osmosi inversa al pas del B en medis neutres i àcids (Yermiyahu et al., 2007; Raveh i Ben-Gal, 2016) comparat amb la resta d'ions. De fet, mentre que l'eficàcia de separació en una etapa de les membranes d'osmosi inversa és superior al 98% per als ions Na, Mg, Ca, K, Cl i SO4, en el cas del B l'eficàcia només arriba a un 71% (Martínez, 2009).

Les concentracions de Na a les IDAMs del sud-est espanyol varien entre els 76 i 115 mg/L, per tant, aquests valors en AMD no haurien de comportar gairebé problemes de fitotoxicitat en els cultius. Tanmateix, unes altes concentracions de Na poden danyar algunes propietats físiques del sòl per la dispersió de les argiles que poden conduir a: (i) col·lapse estructural dels microagregats del sòl, (ii) disminució de la permeabilitat i conductivitat hidràulica del sòl, (iii) més facilitat d'erosió, (iv) compactació del sòl, i (v) disminució d'oxigen al sòl per disminució de l'aeració (Mandal et al., 2008; Muyen et al., 2011).

Per disminuir el risc de sodicitat del sòl és important que els cations divalents Ca i Mg es trobin presents en concentracions adequades a l'aigua. Per tant, el RAS, que relaciona l'equilibri en la concentració del Na respecte a Ca i Mg s'ha d'avaluar a l'aigua de reg per conèixer els riscos de sodicitat a mitjà i llarg termini.

Bor en AMD

El bor quan es troba de forma natural present a l'aigua, es troba formant un equilibri entre àcid bòric [B(OH)3] i ió borat[B(OH)4-], en què preval la forma d'àcid bòric. Això es deu al fet que la constant de dissociació del bor és pKa= 9.15 , cosa que el fa un àcid molt feble. A pH superiors, a partir de pH 10, l'espècie dominant passa a ser l'anió metaborat [B(OH)4-].  

La concentració de bor al mar ronda uns 4mg/L. Aquesta aigua en dur a terme la dessalinització mitjançant osmosi inversa, redueix la seva concentració de bor fins als 0,8 mg/L – 1,5 mg/L, depenent de les condicions i mètodes utilitzats en la dessalinització. Perquè el bor sigui eficaçment rebutjat a les membranes és fonamental evitar que el bor es trobi en forma d'àcid bòric, ja que l'absència de càrrega i els hidrògens àcids el fan capaç de formar enllaços en forma de ponts d'hidrogen amb els grups actius de les membranes. (María Fernanda Chillón Arias, 2009) 

Per regla general, hi ha una estreta franja entre les concentracions de bor que generen deficiència, concentracions < 0.2mg/L i les que poden provocar toxicitat >0.5mg/L en cultius llenyosos com els cítrics i de (1-4 mg/L) en cultius hortícoles.  

Normalment les aigües de reg superficials presenten concentracions de bor inferiors a 0,1 mg/L, cosa que implica que solen requerir-se aportacions addicionals a través d'adobs (mitjançant complexos de micronutrients) per garantir el desenvolupament òptim dels cultius. Tanmateix, els recursos hídrics no convencionals, com l'aigua regenerada i l'aigua marina dessalinitzada, es distingeixen per exhibir concentracions de bor considerablement superiors a les aigües superficials. La concentració de B a l'AMD produïda a les IDAMs del sud-est d'Espanya varia entre 0,56 mg/L i 0,92 mg/L, valors que són superiors a les toleràncies màximes indicades de cultius llenyosos com els cítrics i que per tant podrien produir problemes de toxicitat i reduccions de rendiment.

En el cas que l'ús final de l'AMD sigui el reg agrícola, el control de la concentració de bor (B) a l'aigua producte també pot ser objecte d'un posttractament específic. El B a l'aigua de reg es pot reduir a un nivell per sota del llindar de toxicitat de cultius sensibles amb resines d'osmosi inversa i d'intercanvi catiònic per eliminar el bor de l'AMD a escala de parcel·la (Imbernon-Mulero et al., 2022).

La concentració de B a l'aigua marina dessalinitzada produïda a Espanya s'ha limitat tradicionalment a 1 mg/L, que era el valor màxim recollit al Reial decret 140/2003, pel qual s'establien els criteris sanitaris de la qualitat de l'aigua de consum humà. Aquest valor ha estat recentment elevat al Reial decret 3/2023 a 1,5 mg/L, excepte quan l'origen total de l'aigua sigui de transició o costanera i el tractament de potabilització sigui de dessalinització, cas en el qual s'aplicarà un valor màxim de 2,4 mg/L.  

Aquestes concentracions satisfan àmpliament les necessitats dels cultius, però poden induir fitotoxicitat, especialment en cultius més susceptibles com els cítrics. Els símptomes més habituals de toxicitat per B són vores cremades a les fulles més velles, coloració groguenca de les puntes de les fulles i decaïment accelerat, cosa que pot ocasionar fins i tot la mort de la planta (Martinez-Alvarez et al., 2017).  

Les primeres etapes de la toxicitat per bor solen aparèixer com la punta d'una fulla. coloració groguenca o clapejada. En casos severs, apareixen taques a les gomes. a les superfícies inferiors de les fulles amb caiguda de les fulles prematurament. Els símptomes greus poden incloure mort regressiva de les branquetes.

Establir els límits de tolerància al bor (B) a l'aigua de reg per a diferents cultius és una tasca complexa que requereix una meticulosa tasca experimental. Diversos factors, com la varietat del cultiu, les característiques del sòl, la composició química de l'aigua, les condicions climàtiques i les pràctiques de maneig del reg, influeixen de manera significativa en la resposta del cultiu al B i, per tant, en els resultats obtinguts (Grattan et al., 2015).

La Taula 2 il·lustra la sensibilitat variable dels cultius al B. En ella s'observa que els més sensibles són els cultius llenyosos, especialment els cítrics i els fruiters de pinyol, mentre que els cultius de cicles vegetatius curts, com les hortalisses i les herbàcies, són menys afectats. 

Tanmateix, en interpretar la Taula 2, és fonamental considerar que els valors es refereixen a la concentració màxima de B tolerada a l'extracte de saturació del sòl, sense que es produeixin reduccions en el rendiment o el creixement vegetatiu. Aquests valors són generalment superiors als que es troben a l'aigua de reg, estimant-se que són entre 1,4 i 1,9 vegades més grans, sota condicions de drenatge moderat (al voltant del 25%) (Jame et al., 1982).  

Com podem apreciar tot el gènere dels cítrics i fruiters de pinyol són especialment sensibles i vulnerables al reg amb aigües amb altes concentracions de bor, com és en el cas d'AMD.

Taula 2. Tolerància al bor de diferents cultius.