El agua de riego almacenada en embalses o balsas son fundamentales para el riego de invernaderos y cultivos de campo en diversas partes del mundo. Éstos contienen uno o más tipos de agua de origen, como agua de lluvia, agua subterránea o agua superficial de ríos o lagos.
La calidad del agua de origen puede variar de un lugar a otro y según la época del año, pero incluso en su mejor momento, cuando se almacena en un embalse, requiere un tratamiento para hacer frente a diversos problemas de calidad del agua. La proliferación de algas es común en las balsas, por ejemplo, el bajo nivel de oxígeno disuelto (OD), la acumulación de sedimentos y los patógenos como el Pythium. El aumento de las temperaturas en el mundo agrava los problemas de calidad del agua, ya que estimula el crecimiento de algas y otros organismos, y además acelera la descomposición de la materia orgánica. La mala calidad del agua hace que el crecimiento de las cosechas disminuya, lo que afecta a los resultados de los agricultores y reduce su capacidad para satisfacer la creciente demanda de alimentos.
El agua de riego, ya sea en un tanque, embalse, estanque o dentro del propio sistema de riego, debe ser tratada para garantizar unas condiciones de crecimiento óptimas. Las estrategias tradicionales de tratamiento, como el tratamiento físico y la oxidación, ofrecen diferentes niveles de control de las algas y otros organismos.
La desinfección física mediante radiación UV elimina las algas y los agentes patógenos destruyendo su ADN. La "dosis" de UV suministrada depende de la potencia de la lámpara, el caudal de agua, la turbulencia y otros factores. La prefiltración a menos de 25 micras es esencial porque la claridad del agua es fundamental para su eficacia. Este método tiene un coste prohibitivo para muchos agricultores.
La ósmosis inversa es otro método físico de tratamiento del agua. Sin embargo, la ósmosis inversa por sí sola no puede controlar las algas de forma adecuada en depósitos grandes y descubiertos, ya que no proporciona control para la acumulación de biofilm. Además requiere un tratamiento adicional.
La oxidación es otro método de desinfección del agua que elimina las algas y otros organismos al provocar la lisis celular, es decir, la rotura de la membrana celular. Puede llevarse a cabo mediante aplicaciones repetidas de productos químicos como el cloro, el dióxido de cloro, el sulfato de cobre o el hipoclorito de sodio. La eficacia de los productos químicos puede depender del pH. El uso de productos químicos también plantea riesgos para los trabajadores y puede ser una fuente de preocupación para la seguridad alimentaria si se absorben por las plantas. Es posible la bioacumulación de productos químicos en los depósitos, lo que requiere la disolución, eliminación u otro tipo de tratamiento para su limpieza.
La adición de peróxido de hidrógeno o ácido peroxiacético es otro método de oxidación. Requiere altas concentraciones y largos tiempos de exposición. Este método también provoca la disolución del manganeso y el hierro, por lo que los agricultores puede que tenga que aumentar los niveles de micronutrientes para garantizar el rendimiento óptimo de las plantas. El uso prolongado de peróxido de hidrógeno o ácido peroxiacético puede provocar la degradación del plástico.
La oxidación también puede llevarse a cabo mediante la difusión de gas ozono (O3) a través del agua de riego; para obtener los mejores resultados, el pH del agua debe reducirse a 4,0-4,5. Este proceso sólo lo suelen utilizar agricultores con conocimientos técnicos y es más caro incluso que la pasteurización por calor.
Dado que los agricultores buscan formas más sostenibles y respetuosas con el medio ambiente para tratar el agua de riego de las balsas, una mejora de la oxidación mediante generadores de nanoburbujas es una alternativa natural y sin productos químicos que resulta extremadamente eficaz para mejorar la calidad del agua.
En la actualidad, los generadores de nanoburbujas Moleaer están instalados en más de 500 lugares de riego en todo el mundo, tratando más de 760 millones de litros de agua de riego cada día. El retorno de la inversión es rápido, con el 40% de los clientes de horticultura de Moleaer consiguiendo el retorno de la inversión en tan solo 12 meses.
Las nanoburbujas miden menos de 120 nanómetros de diámetro, aproximadamente 2.500 veces más pequeñas que un grano de sal. En una concentración típica de cientos de millones de nanoburbujas por mL y con una flotabilidad neutra, revolotean uniformemente dentro de un líquido, proporcionando constantemente un tratamiento oxidante natural del agua.
Las nanoburbujas provocan la lisis celular de las algas y otros organismos de tres maneras:
Gracias a su movimiento constante y a su fuerte carga negativa, las nanoburbujas también desgastan el biofilm acumulado en las balsas de agua y en los tuberías de riego, a la vez que evitan que se vuelva a formar. El biofilm está omnipresente en la mayoría de las superficies que están en contacto frecuente con el agua y puede albergar una mezcla de patógenos y bacterias. El uso de nanoburbujas también permite reducir el tiempo de lavado y el tiempo de inactividad de los filtros y reducir los taponamientos. Junto con otros tratamientos del agua de la fuente de riego, las nanoburbujas son una tecnología natural y altamente sostenible, rentable y eficiente.
Mejoran la ósmosis inversa al reducir la tasa de suciedad y aumenta la tasa de flujo. Cuando se utilizan junto con el tratamiento UV, proporcionan un mejor valor de transmisión, menos suciedad e incrustación y reducen el uso de energía. Cuando se utilizan junto con el tratamiento de ozono, dan lugar a una mejor reducción del carbono orgánico total (COT). Las nanoburbujas también reducen la cantidad de tratamiento químico necesario o lo eliminan por completo.
En Prominent Grevelingen, unos grandes invernaderos en los Países Bajos que riegan utilizando una balsa con un volumen de 8.000 m3, el uso del generador de nanoburbujas Clear™ de Moleaer ha acabado con la necesidad de dosificar la balsa con peróxido de hidrógeno y el uso de peróxido de hidrógeno para la limpieza en un 50%.
Antes de la instalación, los agricultores de Prominent se enfrentaban a la disminución de la calidad del agua. Aplicaban tratamientos anuales de peróxido de hidrógeno en la balsa para eliminar las algas y otros organismos, pero esto proporcionaba una eficacia limitada.
Con la tecnología de Moleaer, la duración entre los lavados necesarios del filtro de arena se ha alargado de cada 2 horas a cada 6 horas. El filtro automático, situado entre la balsa y el sistema de riego por goteo, también presenta una cantidad significativamente menor de biofouling.
Todo ello ha reducido los costes operativos y de mantenimiento, lo que ha permitido a Prominent Grevelingen obtener un rápido retorno de la inversión en su generador de nanoburbujas.
Cientos de otros invernaderos con balsas de riego, como BioSabor en España y PlantSelect en Bélgica, han obtenido resultados similares.