EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS PARA LA REMOCIÓN DE BORO DESE AGUAS SALOBRES PARA SU USO EN LA AGRICULTURA ALTIPLÁNICA

Pese a las favorables condiciones agroclimáticas presentes en el norte de Chile, existen algunos valles como el de Camarones y Lluta, cuyo desarrollo agrícola se ha visto limitado principalmente por las altas concentraciones de boro presentes en el suelo y en sus aguas de riego, permitiendo cultivar solo especies altamente tolerantes como la papa, la cebolla, el ajo y la beterraga. En comunidades como Lluta y Chiza, la concentración de boro ha alcanzado valores cercanos a los 20 ppm, mientras que en el valle de Camarones se han llegado a reportar valores de hasta 30 ppm, ambos valores muy por encima de los 0,75 ppm recomendados por la normativa chilena NCh 1.333 para agua de riego. Para resolver esta problemática, diversas compañías han desarrollado membranas para aguas salobres y eventualmente para boro. No obstante, no existen estudios comparativos que permitan cuantificar la remoción de boro en las distintas membras disponibles en el mercado. Esto genera una brecha de oportunidad que permite la producción de agua con bajo contenido en boro mejorando la diversificación de cultivos en valles del norte de Chile.Durante mucho tiempo las membranas convencionales de osmosis inversa para agua salobre han presentado bajos rendimientos de rechazo al boro con valores inferiores al 65% lo cual es atribuido principalmente a la forma química predominante (ácido bórico) en la cual el boro es presentando en estas aguas a un pH neutral y por su interacción con las membranas. Mejores resultados de remoción (> 90%) se han obtenido al modificar esta condición aumentando el pH de alimentación (pH > 9), alterando la composición del boro y reduciendo su interacción con las membranas, sin embargo, la implementación de estos sistemas requiere por lo general de un elevado consumo de reactivos además de configuraciones específicas de trabajo. Hoy en día, existen algunas membranas diseñadas en forma específica para la remoción de boro, declaradas con hasta un 83% de rechazo, sin embargo, pese a la atribución de esta capacidad específica a un grupo limitado de membranas, existe una gran cantidad de membranas cuyo desarrollo tecnológico se ha centrado en el progreso de otras características (resistencia al ensuciamiento, resistencia química, bajo consumo energético, etc.), que también presentan una buena remoción de boro como consecuencia de su diseño y que no han sido detectadas o declaras por el fabricante respecto a su efectividad en remoción de boro. En este contexto, es que este estudio se encuentra enfocado en evaluar todas las membranas de osmosis inversa disponibles en el mercado a partir de los softwares dispuestos por sus mismos fabricantes, para evidenciar aquellas membranas que presenten un alto desempeño en remoción el boro, evaluando al mismo tiempo, su implementación para mejorar el agua de riego en las zonas agrícolas del norte de Chile afectadas por la presencia en altas concentraciones de este componente.Dada la disponibilidad de software, las membranas consideradas fueron las de los fabricantes Hydranautics, Dow, Toray, TCK Membrane, SUEZ, Lanxess y LG, evaluadas bajo condiciones estándar de 2, 4 y 16 ppm de boro en su corriente de alimentación a un pH de 7,5 con un sistema diseñado para abastecer un terreno de 5 hectáreas con una producción de 20 m3/h, compuesto por 2 etapas y un 75% de recuperación del agua.De un total de 341 membranas evaluadas, solo 8 de ellas tuvieron remociones superiores al 70%, 3 superiores al 89%, y solo la membrana de RE8040-BLN440 de TCK Membrana demostró, además tener una concentración menor a 0,75 ppm con remociones superiores al 98% para todos los escenarios evaluados. El costo de implementación del sistema se estimó en alrededor de 22 millones con un costo de producción de 136 CLP/m3. De estas 8 membranas, solo 2 habían sido declaradas anteriormente por el fabricante con capacidad para remover el boro. Estos resultados permiten afirmar que evidentemente existen membranas que no han sido utilizadas anteriormente para remover el boro y que su aplicación podría tener un beneficio enriquecedor en la zona.