Nueva tecnología de desalinización sin electricidad reduce la salinidad del agua de mar
La Asociación Internacional de Desalinización (IDA) informa que actualmente existen más de 22.000 plantas desalinizadoras en todo el mundo, con España contribuyendo con aproximadamente 800 de ellas, las cuales suministran agua potable a unos 300 millones de personas. La técnica más utilizada en estas plantas es la ósmosis inversa (OI), que purifica el agua separando las moléculas de agua de otras sustancias, como la sal, lo que la convierte en apta para el consumo humano, usos domésticos e industriales. Sin embargo, ¿qué sucede con la salmuera generada en este proceso?
A diario, las plantas desalinizadoras producen en todo el mundo 141,5 millones de metros cúbicos de salmuera. Esta cantidad acumulada en un año podría cubrir toda España con una fina capa de agua hipersalina. Por lo general, esta salmuera termina en las aguas costeras donde se extrajo, aumentando su salinidad en un 9,1%, lo cual es muy perjudicial para los seres vivos que habitan o transitan por esos entornos acuáticos. Además, afecta la diversidad microbiana, el fitoplancton, el zooplancton y los ecosistemas marinos costeros. El exceso de sal en el agua también eleva su temperatura, lo que resulta dañino para la vida marina cercana a los emisarios.
La ubicación de las plantas desalinizadoras es un factor crucial a considerar, ya que la mayoría de la vida marina se encuentra dentro de las primeras 10 millas desde la costa. Si la sal excedente se deposita cerca de la orilla, se afecta no solo a especies adultas, sino también a millones de larvas, lo que a largo plazo impactará directamente en la pesca sostenible.
Las plantas desalinizadoras que funcionan con energía renovable, como la eólica o la solar fotovoltaica, contribuyen significativamente a reducir las emisiones de CO2 y, por ende, el calentamiento global. A pesar de esto, sigue siendo un desafío minimizar el impacto ambiental de la salmuera. En este sentido, las energías renovables, especialmente la solar térmica, juegan un papel crucial.
Utilizando el efecto Soret
Investigadores de la Universidad Nacional Australiana (ANU) han desarrollado un método innovador de desalinización térmica que opera sin electricidad y mantiene el agua en estado líquido durante todo el proceso. Este método utiliza calor generado directamente a partir de la luz solar o calor residual de otras fuentes, como acondicionadores de aire o procesos industriales.
El fenómeno detrás de esta tecnología, denominado “termodifusión” o “efecto Soret”, se descubrió en el siglo XIX pero ha sido poco utilizado hasta ahora. Según Juan Felipe Torres, investigador principal, este fenómeno permite reducir considerablemente la salinidad del agua de mar en un corto tiempo gracias a ajustes en las condiciones de separación del agua.
El proceso consiste en hacer pasar agua de mar a través de canales estrechos calentados desde arriba y enfriados desde abajo. A medida que la sal se migra al agua más fría, el agua purificada se procesa nuevamente por el canal, reduciendo su salinidad en cada ciclo. Este sistema puede disminuir la salinidad del agua de mar de 30.000 partes por millón a menos de 500, representando un avance significativo en comparación con las tecnologías actuales de ósmosis inversa.
Este enfoque revolucionario en la desalinización del agua muestra cómo la investigación y la innovación pueden conducir a soluciones sostenibles y eficientes para abordar los desafíos ambientales actuales.Convierten el agua de mar en agua dulce de forma sostenible. Artículo completo de tecnologías innovadoras de desalinización en todo el mundo.
Desalinización del futuro
Un cambio de paradigma en la desalinización del agua es esencial para el futuro sostenible de la humanidad. Actualmente, el 80% de los métodos de desalinización utilizan ósmosis inversa, pero es necesario innovar para asegurar la viabilidad a largo plazo.
Investigadores australianos han implementado una unidad de desalinización impulsada por tecnología innovadora en Tonga, demostrando su eficacia en la agricultura y la mitigación de la sequía. Este avance ha sido respaldado por diversas entidades científicas australianas.
Tecnología termohalina
En otro estudio prometedor, un equipo de investigadores del MIT y la Universidad Jiao Tong de Shanghai ha desarrollado un dispositivo que utiliza la energía solar para convertir agua de mar en agua potable de forma pasiva y eficiente. Este sistema basado en la circulación termohalina del océano ha demostrado producir más agua potable y rechazar más sales que otros sistemas de desalinización solar.
Este dispositivo es compacto y podría abastecer de agua potable a comunidades costeras sin conexión a la red durante varios años, siendo más económico que muchas fuentes de agua tradicionales.
Experiencia española
En España, la historia de las desaladoras se remonta a más de 60 años atrás, con las primeras instalaciones en las Islas Canarias en 1964. En la actualidad, investigadores españoles están explorando el potencial de la energía solar fotovoltaica como una alternativa sostenible y rentable para impulsar el funcionamiento de las desaladoras y reducir su impacto ambiental.
Estas innovaciones en la desalinización del agua no solo buscan asegurar el suministro de agua potable a nivel mundial, sino también abordar desafíos como la acumulación de sal y la dependencia de energías no renovables en este proceso vital.La importancia de la desalación en el Mediterráneo según investigadores del IIAMA
El papel crucial de la desalación en el Mediterráneo ha sido destacado por los investigadores del IIAMA, liderados por Monreal, quienes han publicado en la revista ‘Marine Science and Engineering’ los resultados de su trabajo. Enfatizan el equilibrio frágil entre los recursos hídricos, la demanda de agua y las exigencias medioambientales en la región, agravado por el cambio climático, que puede limitar el desarrollo económico y aumentar los conflictos hídricos.
La integración de energía solar fotovoltaica en las plantas desaladoras de Torrevieja, Valdelentisco y Águilas, según los investigadores, puede reducir los costos de desalinización hasta un 24%, lo que lo hace viable para su implementación en zonas con una agricultura productiva. El tamaño óptimo de las instalaciones fotovoltaicas varía entre 60 y 120 MW para Torrevieja, y entre 80 y 165 MW para Valdelentisco y Águilas.
A pesar de la viabilidad técnica y económica de esta solución sostenible para la gestión de recursos hídricos y la agricultura, el gobierno valenciano ha mostrado su rechazo a la instalación de energía solar fotovoltaica en la desalinizadora de Torrevieja. El conflicto entre la ciencia y la política pone en peligro la implementación de estas tecnologías.
Eficiencia en la purificación de aguas salobres
La Universidad Politécnica de Cartagena, en colaboración con el proyecto europeo Life Desirows, ha demostrado la eficacia y viabilidad de combinar hasta siete tecnologías de desalación y desnitrificación. Este proyecto, liderado por Regenera Levante y con un presupuesto de 867.000 euros, busca maximizar el uso del recurso hídrico en el campo de Cartagena, minimizar el consumo energético y los costos para los agricultores, así como eliminar los residuos a través de la cristalización de la salmuera.
Las tecnologías de ósmosis inversa de última generación han permitido tratar hasta 20 metros cúbicos de agua al día en la planta piloto instalada en las instalaciones de Arco Sur Mar Menor. La combinación de energías renovables como la fotovoltaica, la biomasa y el viento ha sido clave para lograr la sostenibilidad y eficiencia en el proceso de purificación de aguas salobres.
Desalación y reutilización del agua en España
Las desaladoras en España producen más de 5 millones de metros cúbicos de agua desalada al día, siendo fundamental para actividades agrícolas. El 21% del agua desalada y el 60% de la regenerada en España se destina a la agricultura. En total, existen 54 plantas desaladoras de agua de mar y 34 plantas desaladoras de agua salobre en el país, que representan el 26% de la cantidad total de agua desalada producida en España.
Las plantas desaladoras de capacidad media y baja tienen producciones que van desde los 100 m3/día hasta los 10.000 m3/día, contribuyendo significativamente al abastecimiento, riego y uso industrial en el país. La minería de la salmuera en el proyecto europeo Sea4Value ha sido un tema destacado para mejorar la gestión y reutilización del agua en el país.Eurecat contribuye al desarrollo de un innovador método para la obtención de materiales y minerales de alto valor a partir de la salmuera de las plantas desalinizadoras, convirtiéndolos en recursos primarios en concordancia con la economía circular. Este nuevo yacimiento líquido podría proporcionar elementos como magnesio, rubidio, germanio, fósforo, molibdeno, vanadio, litio, entre otros.
Proyecto iRAIN: Innovación en gestión de recursos hídricos
Eurecat también forma parte del proyecto iRAIN, el cual busca desarrollar un sistema innovador de gestión de recursos hídricos mediante la investigación de nuevas tecnologías para regenerar y reutilizar aguas residuales y nutrientes de forma segura en la agricultura. El centro tecnológico lidera la parte científico-técnica de este proyecto en colaboración con Facsa, empresa con 150 años de experiencia en la gestión integral del agua.
Caroline Sielfeld, investigadora de la Unidad de Agua, Aire y Suelos de Eurecat, señala que ante la actual escasez de agua, es fundamental contar con soluciones de reutilización competitivas, sostenibles y que garanticen la calidad necesaria para diversas aplicaciones, así como la recuperación de componentes de los efluentes.
Descubre más sobre este tema en el reportaje publicado en la revista ER 233 (julio-agosto 2024).