Desalación

Necesidades agua. Desalado potabilización aguas marinas. Evaporación. Electrodiálisis. Ósmosis

  • Enviado por: Juanan
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DESALACIÓN

Dadas las extensas regiones de los cinco continentes que sufren escasez de agua, y que el consumo en las zonas industrializadas crece a pasos agigantados, el hombre se ha visto obligado a obtener agua potable por distintas vías. Una de ellas ha sido la desalación o desalinización de aguas salobres.

Ya desde hace casi un siglo, se obtiene en los navíos agua dulce por destilación del agua del mar. Pero ha sido en los últimos decenios cuando las técnicas para la obtención a gran escala de agua dulce han evolucionado, hasta el punto de que actualmente existen en funcionamiento numerosas plantas de desalación.

Los procedimientos de desalación de aguas salobres van desde el tradicional de ebullición y posterior condensación, hasta los más recientes de electrodiálisis y ósmosis inversa, pasando por otros como la congelación y la evaporación por disminución de presión.

EVAPORACIÓN DE MÚLTIPLE EFECTO

Consiste en evaporar el agua del mar en varias etapas sucesivas. En la primera etapa se emplea energía externa y luego se va aprovechando el calor de condensación del vapor.

EVAPORACIÓN MULTIETAPA

Consta de una serie de evaporadores a distinta presión. El vapor que se forma asciende a la parte superior (condensador) y se enfría sobre una serie de tubos por los que circula la salmuera, que luego pasa a otra cámara, y así sucesivamente, hasta que el proceso termine. La salmuera final es devuelta al mar, donde (salvo en el caso de mares muy frágiles) se difundirá sin problemas.

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COMPRESIÓN DE VAPOR

Se diferencia de la técnica anterior porque emplea un compresor para aumentar la temperatura a la que se somete el agua para que se evapore.

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ELECTRODIÁLISIS REVERSIBLE

Proceso de ionización del agua, muy eficaz para la desalación de aguas salobres, tanto que el agua producto obtenida como resultado es mezclada con agua bruta para aumentar el rendimiento del proceso. El único inconveniente de este nuevo mecanismo en auge es su precio, superior al resto de las opciones de desalinización.

ÓSMOSIS INVERSA

Mecanismo de alta presión que, como su nombre indica, está basado en los fenómenos de ósmosis.

La separación del agua y la sal se realiza a través de membranas semipermeables que permiten el paso del agua, pero invirtiendo el proceso de ósmosis natural, es decir, por la aplicación de una presión superior a la osmótica que comprime contra la membrana semipermeable el agua salada, haciendo que éste pase hacia el otro lado de la membrana, obteniéndose el agua desalada.

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Por tanto, afirmamos que la desalación básicamente es un proceso que consiste en eliminar las sales disueltas en el agua hasta hacerla potable.

La desalinización no es un proceso exclusivo de aguas marinas, sino de todo tipo de aguas salobres, aunque dada su accesibilidad y abundancia (el 97,2% del agua presente en la hidrosfera es agua marina) estas primeras son las más explotadas.

La salinidad media del agua marina es de 35%, lo que significa que por término medio, 1 litro de agua contiene 35 gramos de sustancias sólidas disueltas (mayoritariamente cloruro sódico -sal común- ya que, entre sus 2 componentes -Cl- y Na+-conforman el 85% de las sales totales presentes en el agua del mar), mientras que la concentración máxima de sales que admite un agua potable es inferior a un 1%.

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Dado su coste, consumo energético y eficacia el proceso más rentable, y por lo tanto el más generalizado para la obtención de agua potable a partir de aguas marinas, es el de ósmosis inversa, pero si las concentraciones de sales son menores otros procesos pueden ser más efectivos.

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DESALACIÓN Y POTABILIZACIÓN DE AGUAS MARINAS POR ÓSMOSIS INVERSA

Ya que, como se ha comentado anteriormente, las aguas marinas son las más abundantes y la ósmosis inversa el proceso más empleado para su desalinización, nos centraremos en ello.

Todo este proceso se lleva a cabo en una planta desalinizadora y en el se requiere un gasto importante de energía, energía que será comprada en alta tensión y transformada en la propia planta para abaratar la operación.

Los datos (energía, agua bruta, productos químicos,...) variarán en función del régimen de trabajo, del mecanismo así como de las dimensiones de la propia planta.

La operación de la planta se realiza de forma automática, por medio de una computadora industrial y varios autómatas.

CAPTACIÓN DEL AGUA DEL MAR

Lo primero es la obtención del agua bruta, en este caso agua marina, que se realiza a través de una toma submarina alejada de la costa, mediante tuberías enterradas en el lecho marino de diámetro variable. Estas tuberías conducen el agua, por gravedad, hasta la costa, donde es impulsada por una estación de bombeo a la planta desaladora.

DECANTACIÓN Y DESINFECTACIÓN

Antes del tratamiento específico de las sales hay que realizar un tratamiento global en el que se incluirán distintos procesos físicos y químicos.

Lo primero será añadirle al agua bruta un coagulante (cloruro férrico) para formar agregados de partículas y propiciar su precipitación en el decantador al que va a ser enviada este agua.

Tras la decantación se procederá a la desinfección, para eliminar así la carga biológica, ésta puede realizarse de distintas formas: la cloración (mediante adición de hipoclorito de sodio), que es el método más empleado, dado que el cloro es un poderoso oxidante y desinfectante, es barato y fácil de controlar, aunque aporta un sabor desagradable al agua; y el ozono y las radiaciones ultravioleta, que son procedimientos muy eficaces pero más caros.

Se distinguen tres áreas de filtración hasta alcanzar la completa desalinización del agua marina.

ÁREA PRIMARIA

Después del tratamiento de desinfección, el agua, con una baja presión, pasa a través de un conjunto de filtros de doble capa (generalmente de arena y/o carbón natural), tras los cuales la mayor parte de la materia en suspensión desaparece, obteniéndose un filtrado de aproximado de 15 micras. El agua obtenida pasará a un tanque regulador que dosificará el caudal para el siguiente filtrado.

ÁREA SECUNDARIA

Tras el primer filtrado se sufre una segunda etapa de filtración, en la que el agua es impulsada con una presión mayor a través de filtros multicapa (también de arena y/o carbón natural), los cuales aumentan la calidad de filtrado hasta partículas inferiores a 10 micras.

Como elemento final de seguridad el agua deberá de pasar aún por filtros de banado o cartucho, primero por unos de 15 micras y luego por otros de 10 micras. Tras este filtrado, el agua, será declorada (ya que rondará el pH 8 y deberá reducirse a un pH <7) mediante la adición ácido sulfúrico (dado la corrosividad y peligosidad de este ácido, tanto el depósito donde es almacenado, como las cañerías que lo conducen, están recubiertos por una película de hexametafosfato sódico para evitar posibles escapes), pues el agua debe poseer unas condiciones fisicoquímicas óptimás para ser introducidas en las membranas de ósmosis, ya que éstas son muy sensibles.

ÁREA TERCIARIA

Tres bombas de alta presión impulsan el agua hacia las membranas que producirán, por el fenómeno de ósmosis inversa (proceso inverso a la ósmosis, por el cual, mediante la acción energética, una disolución pasa a través de una membrana, dando como resultado dos de diferente concentración): 40% de agua producto, a la que se le añadirá una base (hipoclorito sódico) para estabilizar su pH entorno a 7 y convertirla así en agua potable; y 60% de salmuera, que es el agua con alta concentración de sales que será nuevamente enviada al mar (a través de un emisario submarino por gravedad). Previamente se la ha hecho pasar por un sistema de turbinas donde ha sido aprovechada su energía residual, disminuyendo el consumo energético.

El agua potable pasa a un depósito de almacenaje de donde posteriormente será introducida en la red de abastecimiento.

ÓSMOSIS: Intercambio de agua a través de membranas semiper-meables, desde el medio de menor concentración salina al de mayor concentración.