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DSWAP-PRIMA, proyecto europeo para mejorar los sistemas de reutilización de agua para el riego

El IDAEA-CSIC participa en el proyecto europeo DSWAP-PRIMA que como solución a la escasez de recursos de agua dulce, busca mejorar la calidad de las aguas residuales tratadas (agua reciclada), utilizadas cada vez más en el riego agrícola, debido a su disponibilidad y a los nutrientes que contiene. Sin embargo, su utilización puede afectar a la productividad de las cosechas y a la salud humana, debido a la potencial aparición de patógenos y contaminantes de creciente preocupación, así como a su alta salinidad.

Planta piloto de ósmosis forzada para utilizar las aguas residuales en el riego.El objetivo del proyecto consiste, por tanto, en desarrollar sistemas sostenibles de reutilización de estas aguas de riego que mejoren su calidad.

En España, la utilización del agua reciclada para diferentes usos se encuentra regulada desde el año 2007 (Real Decreto 1620/2007). Así mismo, los requisitos mínimos que debe cumplir el agua reciclada para el riego agrícola están regulados desde el año 2020 a nivel europeo (Reglamento UE 2020/741), con el objetivo de promover la reutilización del agua y cumplir con las políticas del Pacto Verde Europeo.

Especial escasez de agua en la región mediterránea 

Un caso especial es el de los países ribereños del sur de Europa y el norte de África, que tienen una gran escasez de agua y, en cambio, un consumo en el sector de la agricultura que sobrepasa entre el 70 y el 80 % del uso total de agua. En este caso, la reutilización de aguas residuales se dibuja como una firme alternativa a la escasez de este recurso natural.  

Esta mejora en la disponibilidad del agua es lo que se persigue con la iniciativa PRIMA (acrónimo de Partnership for Research and Innovation in the Mediterranean Area), que lleva a cabo investigación e innovación dentro del sector. Es dentro de este marco donde se ha aprobado el proyecto DSWAP (acrónimo de Decision support-based approach for sustainable water reuse in agricultural production).

El objetivo del proyecto, que cuenta con la participación del Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua (IDAEA) del CSIC, es desarrollar sistemas de tratamiento de aguas residuales que sean modulares y eficientes económica y energéticamente, que estén específicamente diseñados para la reutilización de aguas en las cosechas agrícolas, y que protejan la salud pública, el medio ambiente, el suelo y la sostenibilidad agronómica a largo plazo.

Reducir los contaminantes, antibióticos y genes de resistencia

Esta iniciativa es relevante, explica Josep M. Bayona, líder del grupo de Contaminación medioambiental y agrícola del IDAEA-CSIC, ya que, aunque “el riesgo de incluir en una dieta estándar verduras regadas con agua con contaminantes es insignificante para la salud, en cambio, sí existe un riesgo para la salud humana y el ecosistema cuando el agua de riego contiene antibióticos y genes resistentes a los antibióticos, incluso en pequeñas cantidades”.

El consorcio del proyecto está coordinado por la Agricultural Research Organization de Israel y lo conforman 9 socios de 7 países (3 pequeñas y medianas empresas y 6 instituciones de investigación, incluido el IDAEA-CSIC). 

Los científicos del IDAEA-CSIC participan en la optimización de una planta piloto de ósmosis forzada o directa para utilizar las aguas residuales en el riego.

“El proceso de ósmosis forzada puede reducir el contenido en sales y contaminantes presentes en las aguas residuales, componentes que no quedan eliminados en procesos convencionales como los tratamientos biológicos. La ósmosis forzada puede eliminar nanopartículas, microorganismos (bacterias y virus) y sales disueltas”, declara el profesor J. M. Bayona.

Dibujo del funcionamiento de una planta de ósmosis forzada.

La planta piloto la ha diseñado y construido Apria Systems (España) y se ha situado en las instalaciones de Agrópolis (Universitat Politècnica de Catalunya), donde para el riego se utilizan distintos tipos de agua con diferentes propiedades. El propósito es tratar aguas residuales con una ósmosis forzada a través de fertilizante que permite abonar con agua tratada con menos contaminantes químicos y microbiológicos y con bajo gasto energético. De hecho, la filtración se debe a la diferencia en la presión osmótica entre la solución de menor concentración o feed (aguas residuales) y el fertilizante (solución concentrada de un fertilizante). El profesor J. M. Bayona explica que “esta nueva planta piloto consume menos energía que las plantas convencionales de ósmosis inversa, lo cual reduce el precio del tratamiento”.

El propósito del proyecto es el de aplicar la ósmosis como tratamiento terciario (después de los tratamientos fisicoquímicos y biológicos) para reducir la salinidad en el agua destinada a las cosechas que empobrecen el suelo de cultivo. Por ahora, el equipo de investigadores se encuentra evaluando un proceso que genere agua de riego tratada con nutrientes y una baja cantidad de contaminantes. 

Para este estudio, el cultivo de lechuga se riega con tres tipos de agua: agua reciclada, ósmosis forzada a través de fertilizante y agua de pozo. Esta última se utilizará como control debido a las excelentes propiedades fisicoquímicas y microbiológicas que posee, que permiten a los investigadores comparar entre los diferentes tipos de agua utilizados para el proyecto. 

El IDAEA-CSIC y la Escuela de Ingeniería Agroalimentaria de Barcelona de la UPC evaluarán la calidad del agua y la productividad de la cosecha. La Universidad de Chipre estudiará los contaminantes de creciente preocupación en agua de riego, suelo y cosechas; los científicos del IDAEA-CSIC también evaluarán los indicadores de estrés en plantas. Esta tarea la llevarán a cabo los grupos de Contaminación medioambiental y agrícola y Toxicología medioambiental, coordinados por el Dr. V. Matamoros y el profesor B. Piña, respectivamente.

La Universidad Católica Portuguesa (Portugal) examinará los genes resistentes a antibióticos y la Universidad de Lorraine (Francia) examinará los virus. 

El objetivo final es reunir todos los datos generados en una herramienta de asistencia a la toma de decisiones, y que permita su tratamiento para poder decidir qué tecnologías son las más adecuadas para llegar a una calidad de agua determinada. Esta tarea final la desarrollará la Universidad Técnica de Dresden (Alemania).

De esta forma se espera mejorar la productividad agrícola, y así proteger el valor nutricional y la seguridad de las cosechas regadas con agua reciclada mejorada mediante tratamientos tecnológicos sostenibles.

Contacto

Laura Díaz
Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua (IDAEA-CSIC)
E-mail:Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.