Proyecto SOS-AGUA-XXI. La agricultura del siglo XXI eficiente en el uso de recursos hídricos

El proyecto fue aprobado en diciembre de 2021 y cuenta con un presupuesto de 6.039.214 euros. El consorcio que conforma el proyecto está formado por las empresas Sacyr Agua, Aeromedia, Aquadvise, Bosonit, Fora Forest Technologies, Tepro Consultores Agrícolas y Valoriza Servicios Medioambientales y la participación de grupos de investigación procedentes del Instituto Universitario del Agua y de las Ciencias Ambientales de la Universidad de Alicante (IUACA), la Universidad de Salamanca (USAL), la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT), el Dpto. de Ingeniería Química de la Universidad de Alicante (UA), un grupo mixto de economía de las Universidades de Alicante y Alcalá de Henares (UA-UAH) y la Asociación de Investigación y Cooperación Industrial de Andalucía (AICIA).

El objetivo general del proyecto SOS-AGUA-XXI es el de investigar las soluciones tecnológicas que, teniendo como máximo exponente la sostenibilidad y la eficiencia energética de los procesos propuestos, permitan desarrollar estrategias de gestión y tratamiento eficiente de recursos hídricos para el sector de la agricultura.

Y con los siguientes objetivos específicos:

• Predecir y anticipar, en una zona concreta, por medio de las nuevas tecnologías, las demandas de agua y energía, y su calidad, para optimizar el uso y eficiencia de las infraestructuras implicadas en el regadío (conducciones, bombeos, embalses, plantas productoras de agua), introduciendo en el modelo los efectos del cambio climático.
• Garantizar la calidad de las aguas regeneradas para su uso en agricultura de acuerdo a lo indicado en el Reglamento (UE) 2020/741 y el estado actual de conocimiento científico en este campo.
• Facilitar y promover el uso de las aguas desaladas para la agricultura (como recurso complementario) reduciendo las barreras a su aplicación, tales como:
  
  • La eficiencia energética y el coste de producción de agua desalada.
  • El impacto ambiental de las salmueras (sobre todo desde el punto de vista de los nutrientes).
  • El problema del boro sobre los cultivos presente en las aguas marinas desaladas.
  • La problemática asociada a la mezcla de aguas de diferentes orígenes.
• Incrementar los casos y aplicación de economía circular en el uso de aguas en la agricultura por medio de la recuperación de nutrientes de aguas regeneradas, salmueras y drenajes agrícolas, reduciendo su impacto ambiental y convirtiendo residuos en elementos valorizables.

Digitalización

Una parte importante de este proyecto, para el incremento de la eficiencia en el uso de los recursos, es la digitalización. Para ello, en el proyecto se van a desarrollar modelos predictivos de consumo de agua y energía basados en big data a partir de datos de climatología, consumo de cultivos, datos de humedad del suelo y otros datos relevantes. Asimismo, se estudiará el efecto de eventos climatológicos extremos y como estos afectan a las fuentes de agua, su almacenamiento y las infraestructuras de regadío, y como estos evolucionarán en la zona de estudio con el efecto del cambio climático y las condiciones locales.

El uso de aguas desaladas en agricultura incrementa la productividad y calidad de los cultivos y reduce las necesidades de agua

Como complemento a estos modelos, se van a realizar gemelos digitales, diseño de modelos de riego basados en disponibilidad de recursos y modelos reales, y se utilizarán drones aéreos con diferentes sensores (LIDAR, RGB, Multiespectral, Termográfico) y otros dispositivos para su uso en invernaderos como sistemas de cámara por cable (tirolina), así como drones submarinos para determinar la calidad de las aguas de mezcla en embalses y presas, y para la obtención de datos relevantes sobre cantidad y calidad de agua disponible.

Un aspecto muy importante del proyecto es el relacionado con la calidad de las aguas para el regadío. El agua de mar desalada contiene boro, que es tóxico en cierta concentración para algunos cultivos. En el proyecto se estudiará el efecto del boro sobre cultivos y suelos, así como la viabilidad técnica y económica de la eliminación de boro en parcela, frente a la convencional eliminación en las propias desaladoras.

La presencia de contaminantes de preocupación emergente en aguas regeneradas y lodos y su potencial presencia y efecto sobre cultivos comestibles, será también una importante línea de investigación. Para ello, no solo se estudiará la presencia en aguas regeneradas, sino que se estudiará su potencial detección en plantas y frutos, así como en las tecnologías para su eliminación y si pueden suponer un riesgo para la salud, lo que permitirá minimizar el riesgo para cultivos y suelos agrícolas cumpliendo con lo especificado en el nuevo Reglamento Europeo 2020/741 para el uso de aguas regeneradas en agricultura.

En contraposición a la mejora de la calidad de las aguas de regadío, se trabajará asimismo en la búsqueda de cultivos o variedades que puedan ser más resistentes a la salinidad.

Un tercer bloque de proyectos de investigación está relacionado con la recuperación de nutrientes y compuestos de interés procedentes de salmueras de desaladoras, aguas regeneradas, lodos y drenajes agrícolas. A destacar un proyecto relacionado con el brine mining (“minería de la salmuera”), donde se determinará qué interés podemos recuperar a partir de las salmueras de diferentes desaladoras. Asimismo, se estudiará el crecimiento y valorización de microalgas en salmueras de desaladoras, drenajes agrícolas y mezclas de ambas corrientes.

Vista interior de la Planta piloto de UF / RO utilizada en los proyectos LIFE Deseacrop y SOS-AGUA-XXI.

Una parte no menos importante del proyecto lo representa el estudio sobre el análisis coste-beneficio de las distintas líneas del proyecto, con un enfoque al Pacto Verde Europeo y la Economía Circular y un análisis de la eficiencia energética, huella hídrica y de CO₂, para lo cual se han establecido una serie de KPIs para su evaluación.

Este proyecto tiene una gran transversalidad, afectando a varios sectores (agricultura, agua, TICs, medioambiente, energía), y sus resultados serán de utilidad asimismo para otros sectores como el forestal, parques y jardines, áreas recreativas, etc., y con resultados aplicables a otras regiones europeas, o internacionales.

El proyecto ha finalizado la justificación de la anualidad 2021 (en la que básicamente se analizaba el estado del arte de cada una de las tecnologías a aplicar), y ya se está trabajando en la fase de diseño de las plantas piloto, primeros trabajos de laboratorio y preparación de parcelas y lugares de experimentación. El área principal del proyecto se establece en la zona de influencia del Trasvase-Tajo Segura y la zona del Bajo Almanzora, aunque por motivos logísticos, algunas de las experimentaciones se realizarán fuera de este ámbito.

La experiencia de Sacyr Agua

Sacyr Agua cuenta con una gran experiencia en el uso de agua desalada para la agricultura y en la investigación e innovación sobre este particular. Ya desde su fundación como Sadyt, en 1995, las primeras instalaciones de desalación de pequeño tamaño diseñadas y construidas por la empresa se destinaron a uso agrícola. Posteriormente, se construyeron instalaciones de tamaño importante como las de las Comunidad de Regantes de Mazarrón, Pulpí o Cuevas de Almanzora. En la actualidad, Sacyr Agua gestiona importantes infraestructuras relacionadas con el regadío agrícola, como la desaladora de Águilas, que destina prácticamente toda su producción a este fin, la desaladora de la Comunidad de Regantes de Cuevas de Almanzora, la distribución de agua desalada desde Carboneras a Níjar, la gestión del trasvase Júcar-Vinalopó, y recientemente está realizando asimismo el proyecto de rehabilitación y puesta a punto de la desaladora del Bajo Almanzora.

En el campo de la investigación, Sacyr Agua desarrolló recientemente el proyecto LIFE Deseacrop, con el fin de potenciar el uso sostenible de la desalación para agricultura y demostrar la mejora en la calidad y productividad de los cultivos cuando son regados con aguas de gran calidad como las desaladas. El proyecto, en cooperación con las Universidades Politécnica de Cartagena y de Almería y la colaboración de la Comunidad de Usuarios del Campo de Níjar, se desarrolló experimentalmente en dieciocho parcelas con un total de 1.454 m² donde se plantaron tomates (en suelo y en cultivo hidropónico) que se regaron con agua de diferentes orígenes (desalada de mar, agua salobre de pozo y mezclas al 50%, en todos los casos con adición de nutrientes). Los resultados obtenidos indicaron que con el riego de aguas desaladas se incrementaba un 14% la productividad en cultivos en suelo y un 46% en cultivos hidropónicos y se reducen las necesidades de agua un 11% en los cultivos sin suelo. Adicionalmente se trabajó en el tratamiento de los drenajes agrícolas para recuperar más agua por medio de una ósmosis inversa alimentada por energía solar.

Otro proyecto relacionado es el LIFE Transfomem, en el que se han reutilizado membranas de ósmosis inversa desechadas transformándolas en membranas de micro, ultrafiltración y nanofiltración, que se han utilizado en distintos pilotajes como tratamiento terciario de aguas residuales, producción de agua para la agricultura y en la actualidad finalizando piloto de pretratamiento en la desaladora de Alicante.

Y también en la actualidad se está llevando a cabo el proyecto LIFE Hyreward, para incrementar la sostenibilidad de la desalación por medio de la producción de energía aprovechando el gradiente salino entre la salmuera y una corriente de agua dulce (idealmente agua residual) utilizando la tecnología de electrodiálisis reversa (RED).