La desalinización o desalación es el proceso de eliminar la sal del agua de mar o salobre, obteniendo agua dulce.

Las plantas desalinizadoras o desaladoras son instalaciones industriales destinadas a la desalinización.

La denominación más correcta para el proceso es desalinización, puesto que desalación se define más genéricamente como el proceso de quitar la sal a algo, no sólo al agua salada.^[1]

El agua del mar es un ejemplo de mezcla homogénea. Es salada porque tiene sales minerales disueltas que precipitan cuando el agua se evapora. Debido a la presencia de estas sales minerales, el agua del mar no es potable para el ser humano y su ingestión en grandes cantidades puede llegar a provocar la muerte. El 97,5% del agua que existe en nuestro planeta es salada y sólo una cantidad inferior al 1% es apta para el consumo humano. Conseguir potabilizar el agua del mar es una de las posibles soluciones a la escasez de agua potable. Mediante la desalinización del agua del mar se obtiene agua dulce apta para el abastecimiento y el regadío. Las plantas desalinizadoras de agua de mar han producido agua potable desde hace muchos años, pero el proceso era muy costoso y hasta hace relativamente poco sólo se han utilizado en condiciones extremas. Actualmente existe una producción de más de 24 millones de metros cúbicos diarios de agua desalada en todo el mundo, lo que supone el abastecimiento de más de 100 millones de personas. La primera planta desalinizadora en España se ubicó en Lanzarote en 1965 y actualmente existen más de 700 en todo el país. Las plantas desalinizadoras también presentan inconvenientes. En el proceso de extracción de la sal se producen residuos salinos y sustancias contaminantes que pueden perjudicar a la flora y la fauna. Además, suponen un gasto elevado de consumo eléctrico. Con el fin de evitarlo, actualmente se están realizando estudios para construir plantas desalinizadoras más competitivas, menos contaminantes y que utilicen fuentes de energía renovables.

Contenido 1 Motivación de la producción de agua dulce 2 Procedimientos de desalinización 2.1 Desalinización por ósmosis inversa (oi) 2.1.1 Proceso de producción 2.1.2 Regulación de alta presión y recuperación de energía 2.1.3 Calidad del agua producida 2.1.4 Energía eléctrica 2.1.5 Almacenamiento y distribución del agua producida 2.2 Desalinización por destilación 2.3 Desalinización por congelación 2.4 Desalinización mediante evaporación relámpago 2.5 Desalinización mediante formación de hidratos 3 Referencias 4 Enlaces externos

Motivación de la producción de agua dulce

El agua es el componente de todo sistema biológico que les permite a las plantas, animales y humanos la vida. El agua dulce de fuentes naturales es un recurso muy limitado (menos del 2% del agua de la Tierra es dulce) y así define límites al aprovechamiento de los otros recursos como el espacio y el alcance de condiciones para la agricultura. El mar contiene el 98% del agua del planeta. Entre 25.000 y 45.000 ppm (2,5 a 4,5%) del agua del mar son sólidos disueltos, también conocidos como TDS por las siglas de la expresión inglesa total dissolved solids. Se considera agua dulce aquella cuyo contenido en sal es inferior a 1000 ppm.

Procedimientos de desalinización

La desalinización puede realizarse por medio de diversos procedimientos, entre los que se pueden citar:

• Ósmosis inversa
• Destilación
• Congelación
• Evaporación relámpago
• Formación de hidratos

Desalinización por ósmosis inversa (oi)

Ósmosis inversa (OI) es el proceso de la separación de una cantidad de agua dulce del agua salada. La presión necesaria para la OI depende de la cantidad de sólidos disueltos y del grado de desalinización que se quiera obtener. La inversión de energía en el proceso resulta en un aumento de entropía.

Del mar proviene una fuente ilimitada del agua salada. Una planta usando ósmosis inversa va a necesitar hasta tres veces la cantidad del agua producida. Por eso el diseño de los pozos o sistema de captación debe considerar este factor para su capacidad.

Proceso de producción

El pozo se llena por gravedad al nivel del acuífero marino. Se transporta el agua del pozo impulsado por las bombas de alimentación al sistema de desalinización. En la entrada de las bombas de alimentación llega el suplemento de químicos administrado por las bombas dosificadoras. Así el agua está preparada para pasar cuatro tipos de filtros que retienen partículas mayores a cuatro micras. El paso principal de la producción de agua es la separación de H₂O de la mezcla de sales y minerales presente en el agua del mar. Este paso se realiza en la etapa de ósmosis inversa (OI).

Para permitir una operación económica de la OI es necesario prevenir que se precipiten (cristalicen) las sales dentro de los módulos de OI, o que partículas de diatomeas y microalgas lleguen a las membranas. Para eso existen tres pasos de filtración por arena más un último paso de micro filtración usando cartuchos de fibra sintética. El éxito de filtración también depende de la apropiada introducción de coagulantes. De acuerdo a la calidad de filtración se genera el ciclo de cambio de las membranas entre 2 y 5 años. Los dispersantes químicos introducidos antes de la micro filtración previenen la precipitación de minerales dentro del las membranas.

Como todos los aspectos de la operación son automatizados, el trabajo de los operadores es la supervisión y el mantenimiento.

Regulación de alta presión y recuperación de energía

El concentrado de rechazo es 55 % del agua bruta (aunque depende de la tecnología de desalinización empleada). Mientras que el 45 % del agua ganada sale a presión atmosférica, debe asegurarse una contrapresión regulada en el flujo de rechazo. Este flujo de rechazo siempre contiene algo así como el 55 % (100% - % ganada) de la energía invertida en las bombas de alta presión. Es necesario obtener el rendimiento más alto de recuperación de esta energía. Un parte de la energía recuperada puede volver al mismo ciclo de desalinización y recuperación más de una vez.

Mientras que la planta está en el modo de producción se controla la presión de la salida por una válvula de regulación. Se usa convertidores ‘Pressure Exchanger’ y con ellos en el intercambio de presión se puede recuperar hasta el 95% de la energía del flujo de rechazo directamente por medio de bombeo usando desplazamiento positivo. Esa bomba de recuperación de energía aumenta el flujo de más agua bruta a la entrada de las membranas. La planta usa los unidades 'Pressure Exchanger' cerca de cada grupo de tubos de elementos de ósmosis inversa.

Calidad del agua producida

El agua osmotizada o el permeado de los módulos de ósmosis inversa debe ser acondicionada para cumplir con ciertas características de calidad, ya que el agua producida tiene un pH ácido y un bajo contenido de carbonatos, lo que la convierte en un producto altamente corrosivo. Esto exige su preparación antes de su distribución y consumo. El pH se ajusta con carbonato de calcio a un valor de 7,7. Adicionalmente, si se requiere, se agrega también fluoruro de sodio e hipoclorito según las regulaciones municipales para uso del agua potable.

Energía eléctrica

Los requerimientos energéticos de la desalinización varían en función de la tecnología empleada, aunque hay una tendencia hacia su reducción, gracias a los avances tecnológicos.

Empleando sistemas de ósmosis inversa y contando que el liquido producto debe ser bombeado a los lugares de destino, el gasto energético es de entre 3 y 4 kWh/m³.^[2] Se prevé que, con una mejora de la tecnología, pueda obtenerse agua desalada con un gasto energético de unos 2,9 kWh/m³ hacia el año 2010.^[2]

Almacenamiento y distribución del agua producida

El agua desalada pasará por bombeo al tanque de almacenamiento de agua potable arriba de un cero natural. Allá conecta a la red de distribución. El tanque es diseñado para una capacidad que es el medio de una producción diaria.

Desalinización por destilación

Se realiza mediante varias etapas, en cada una de las cuales una parte del agua salada se evapora y se condensa en agua dulce. La presión y la temperatura van descendiendo en cada etapa lográndose concentración de la salmuera resultante. El calor obtenido de la condensación sirve para calentar de nuevo el agua que hay que destilar. En esta tecnología se basa el Seawater Greenhouse, un invernadero para zonas costeras áridas que usa agua salada para el riego.

Desalinización por congelación

Mediante este proceso se pulveriza agua de mar en una cámara refrigerada y a baja presión, con lo que se forman unos cristales de hielo sobre la salmuera. Estos cristales se separan y se lavan con agua dulce.Y así se obtiene el agua dulce

Desalinización mediante evaporación relámpago

En el proceso de desalinización por evaporación relámpago, en inglés Flash evaporation, el agua es introducida en forma de gotas finas en una cámara a presión baja, por debajo de la presión de saturación. Parte de estas gotas de agua se convierten inmediatamente en vapor, que son posteriormente condensadas, obteniendo agua desalada. El agua residual se introduce en otra cámara a presiones más bajas que la primera y mediante el mismo proceso de calentamiento, pulverización y evaporación relámpago se obtiene más agua desalada. Este proceso se repetirá, hasta que se alcancen los valores de desalinización deseados. Estas plantas pueden contar más de 24 etapas de desalinización relámpago. A este proceso se le conoce como MSF (evaporación multietapa).

Desalinización mediante formación de hidratos

En la desalinización por formación de hidratos, no utilizada a gran escala, el agua se pone en contacto con sales anhidras muy higroscópicas que incorporan una importante proporción de agua de cristalización. Estas sales hidratadas se retiran, se lavan y se deshidratan de nuevo por acción del calor, obteniéndose agua de gran pureza y las sales anhidras que se pueden reutilizar.

Referencias

Enlaces externos

• Asociación Española de la Desalación y Reutilización.
• Un estudio advierte de la falta de calidad del agua desalada.
• La calidad del agua desalada es mejor que la de río.
• Coste de la desalación en términos de CO2