Cómo funciona una planta desalinizadora Extraer la sal del agua de mar para convertirla en agua potable es un proceso muy costoso; sin embargo, en algunos países la necesidad justifica el enorme consumo energético de las técnicas de desalinización. Ya existen más de quince mil plantas desalinizadoras en el mundo, siendo los Emiratos Arabes, España y Estados Unidos las principales naciones que se valen de esta tecnología para obtener agua dulce del mar. El agua salada constituye el 97.5% del total del agua en el planeta, y por desgracia resulta inútil para el uso humano, agrícola o industrial en esas condiciones. Los primeros intentos en desalinizar el agua de mar, aplicados en el Medio Oriente a mediados de 1950, consistían básicamente en hervir grandes cantidades de agua, para separar la sal durante la evaporación; pero se trataba de un procedimiento muy lento y con un desmesurado consumo de energía, por lo que ese sistema ha sido reemplazado por la técnica de ósmosis inversa, que utilizan miles de plantas desalinizadoras de todo el mundo. La ósmosis inversa es la tecnología más avanzada, eficiente y respetuosa del medio ambiente para desalinizar el agua,
datos acerca del proceso de la desalacion del agua
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Cómo funciona una planta desalinizadora
Extraer la sal del agua de mar para convertirla en agua potable es un proceso muy costoso; sin embargo, en algunos países la necesidad justifica el enorme consumo energético de las técnicas de desalinización. Ya existen más de quince mil plantas desalinizadoras en el mundo, siendo los Emiratos Arabes, España y Estados Unidos las principales naciones que se valen de esta tecnología para obtener agua dulce del mar.
El agua salada constituye el 97.5% del total del agua en el planeta, y por desgracia resulta inútil para el uso humano, agrícola o industrial en esas condiciones. Los primeros intentos en desalinizar el agua de mar, aplicados en el Medio Oriente a mediados de 1950, consistían básicamente en hervir grandes cantidades de agua, para separar la sal durante la evaporación; pero se trataba de un procedimiento muy lento y con un desmesurado consumo de energía, por lo que ese sistema ha sido reemplazado por la técnica de ósmosis inversa, que utilizan miles de plantas desalinizadoras de todo el mundo.
La ósmosis inversa es la tecnología más avanzada, eficiente y respetuosa del medio ambiente para desalinizar el agua, aunque su nivel de consumo energético sigue siendo considerable, ya que para producir sólo mil litros de agua potable se necesitan entre 3000 y 4000 watts de electricidad por hora. Esta tecnología hace pasar el agua a través de una serie de membranas, aplicando medios de presión mecánica que contrarrestan a la presión osmótica natural, de manera tal que el agua se transfiere desde la zona con mayor concentración de sales a la de menor concentración, purificándose durante el proceso.
Una planta desalizinadora efectúa el tratamiento del agua de mar en cinco etapas básicas:
1.-La primera fase de la desalinización es la de recolección y pretratamiento. Tubos colectores de varios cientos de metros de longitud, ubicados en el fondo del mar, captan el agua salada y la transportan hasta la zona de pretratamiento, en donde se separan los sólidos en suspensión y se le agrega hipoclorito de sodio para eliminar las bacterias y demás microorganismos presentes en el agua.
2.-Luego se efectúa la etapa de filtrado a través de filtros de arena y coagulantes como el cloruro férrico, que tamizan las partículas más pequeñas que permanecen disueltas en el agua.
3.-A continuación se separan las partículas más pequeñas todavía, mediante la etapa de microfiltración, en donde se utilizan filtros especiales de cartucho que contienen carbón activado y otros productos, capaces de retener las microimpurezas restantes.
4.-La etapa más importante es la del paso del agua a través de los bastidores de ósmosis inversa. Ubicados en el corazón de las plantas desalinizadoras, estos bastidores se encargan de convertir el agua salada en agua dulce. En la Naturaleza, el proceso de ósmosis, que se produce en todas las células de los seres vivos, permite que entre dos soluciones de diferente concentración salina separadas por una membrana, el líquido se mueva desde la solución más fluida hacia la más salina. En las plantas desalinizadoras, el traspaso se produce al revés: aplicando presión mecánica sobre el contenedor de la solución más concentrada, el agua se mueve hacia la dirección contraria, separándose de la sal durante el proceso. Una bomba a presión hace pasar el agua salada a través de un tubo con siete membranas semipermeables en su interior, que sólo permiten la salida de las moléculas de agua, reteniendo las sales en un soporte poroso.
5.-Finalmente, se pasa a la etapa de postratamiento y depósito, en donde el agua es remineralizada mediante el agregado de cal y dióxido de carbono, de manera que resulte apta para el consumo humano. El agua tratada se almacena en tanques especiales, lista para su distribución. La salmuera sobrante es retirada de los tubos de los bastidores y devuelta al mar.
A partir de la puesta en marcha de las primeras plantas desalinizadoras en el
sur de España, algunos grupos ecologistas manifestaron su preocupación por
el tratamiento de la salmuera y otros desechos recolectados durante la
desalinización. Argumentaron que los vertidos al mar de estos desechos
afectaban a las poblaciones de algas. Para evitar los efectos negativos del
vertido de salmuera en el mar, actualmente las sales se arrojan
convenientemente diluidas y de manera muy dispersa, lo que evita una elevada
concentración que pudiese perjudicar a la vida marina.
El principal problema de las plantas desalinizadoras sigue siendo su elevadí-
simo costo operativo. De hecho, la desalinización sólo resulta rentable a
distancias a menos de 150 kilómetros de la costa y en una cota inferior a los
200 metros, lo que reduce notablemente las posibilidades de aplicación de esta
técnica. En la Universidad de California se está experimentando con
membranas de ósmosis inversa basadas en nanotecnología, que podrían
reducir los costos de funcionamiento hasta en un 25%. Mientras tanto, pese a
los avances conseguidos en los últimos años, extraer la sal del agua mar es un
lujo que sólo está al alcance de un puñado de naciones. (triveri, 2009)
DESALINIZACIÓN DEL AGUA
Desalinización del agua, conocido además como desalación del agua es un
proceso físico-químico utilizado para eliminar los minerales del agua, por lo que
es apta para el consumo humano. La inversión es alta en la estructura, pero los
resultados son satisfactorios. En países como Arabia Saudita, Emiratos Árabes
Unidos, Chipre e Israel, es un proceso común. Se estima que en la actualidad
hay alrededor de 5 000 plantas de desalinización en funcionamiento.
Historia
El agua ocupa aproximadamente el 71% de la superficie de la tierra. Sin
embargo, el 97% de este recurso disponible en el planeta está en los océanos,
es decir, es salobre y no apto para el consumo humano. Estas aguas tienen
una gran cantidad de Cloruro de Sodio, también conocido como sal. Otros
minerales que se encuentran son el cloruro de magnesio, el sulfato de
magnesio y el sulfato de calcio. La salinidad del agua del mar varía de un lugar
a otro debido a los aspectos climáticos, especialmente la temperatura, que
influye en la evaporación. La cantidad media de sal es de un 35% (35 g de sal
por cada litro de agua). Algunos mares se encuentran por debajo de los valores
promedio, por ejemplo, el Báltico, con el 0,02% de la salinidad. Por otro lado, el
Mar Muerto tiene un 250% de salinidad. Los océanos, por su abundancia, son
de gran importancia para la humanidad. Debido al aumento del consumo y la
escasez de agua potable en varias partes del mundo, se hizo necesario poder
convertir agua salada en agua dulce.
Métodos para su desarrollo
Este proceso puede ser desarrollado a través de varios métodos. Sin embargo,
los más comunes son:
Ósmosis inversa
Es la transformación de una sustancia salada a una purificada. Este proceso
consiste en la separación del agua y la sal a través de la presión sobre el
líquido. 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. Una planta utilizando
el proceso de ósmosis inversa necesita hasta tres veces la cantidad del agua
producida.
Desalinización térmica
La separación de la sal y el agua se produce a través de la evaporación y
posterior condensación (paso de gas a líquido) de la sustancia.
Destilación
La 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.
Congelación
Para la desalinización por congelación, 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 normal.
Y así se obtiene el agua dulce.
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).
Formación de hidratos
En la desalinización por formación de hidratos, no utilizada a gran escala.
hidratos es una molecula de hidrogeno con algun metal pichula
Plantas Desalinizadoras
Hoy día, la obtención de agua potable es una gran prioridad, y las desaladoras
consumen una gran cantidad de energía, esto es debido a las altas presiones
que hay que aplicar al agua, para que pase por los filtros y así disminuir el
grado de salinidad del agua, proceso al que se le llama ósmosis inversa.
EXPLICACIÓN DE PROCESO DE ÓSMOSIS
La ósmosis es un proceso natural que hacen las propias células, sin gasto
energético, que consiste en dos disoluciones (ej: agua + sal) separadas por
una membrana semipermeable, por un lado, tenemos la disolución, con un
soluto concentrado (mayor cantidad de sal) y por otro lado, con un soluto
diluido (en menor proporción), entonces para conseguir la misma proporción en
ambas disoluciones y sabiendo que el soluto (sal), no puede atravesar la
membrana, sólo el disolvente (agua), ésta pasa a través de la membrana "de
modo natural", desde la disolución diluida a la concentrada, y de esta forma, la
disolución concentrada, comienza a diluirse.
El problema, es que por naturaleza, sin gasto energético, se produce la
ósmosis, para poder realizar la ósmosis inversa, hay que obligar al agua a
hacer el recorrido contrario, por lo tanto hay que superar presiones muy altas,
para lograr este proceso, lo cual, implica un gasto muy alto de energía.
LÁMINA DE GRAFENO PARA LA ÓSMOSIS
Gracias a las magníficas propiedades del grafeno, tales como su fuerza,
resistencia,..., ahora podemos usarlo como membrana para el proceso de
ósmosis inversa.
El nuevo método de desalinización promete ser más eficiente y posiblemente
menos caro que los sistemas de desalinización existentes.
Controlando el material a escala atómica, produciendo una hoja de grafeno
perforada con agujeros de dimensiones muy precisas, y además agregando
distintos materiales, que daban carácter hidrofóbico (fobia al agua) o hidrófilo
(atracción por el agua).
El nuevo sistema basado en el grafeno es capaz de hacer su trabajo cientos de
veces más rápido que las técnicas actuales, con la misma presión que éstas.
O, alternativamente, el sistema puede funcionar con una velocidad similar a la
de los sistemas actuales, aunque con presiones más bajas que las de estos.
comercio, E. (17 de junio de 2014). Recuperado el 10 de agosto de 2015, de http://www.elcomercio.com/actualidad/obra-tuberia-acueducto-manta-represa.html
HA vision. (12 de octubre de 2012). Recuperado el 10 de agosto de 2015, de http://www.humbertoarmenta.com/2012/10/26/desalacion-en-mexico-economicamente-viable/
rlp1990. (17 de enero de 2013). blogger. Recuperado el 10 de agosto de 2015, de http://www.mundodelgrafeno.com/2013/01/plantas-desalinizadoras.html
technology, I. (21 de octubre de 2013). Recuperado el 10 de agosto de 2015, de http://www.ide-tech.com/es/new/worlds-largest-swro-desalination-plant-now-fully-operational-es/
triveri, F. (14 de abril de 2009). blog nuestro clima. Recuperado el 11 de agosto de 2015, de http://blog.nuestroclima.com/blog/2009/04/14/como-funciona-una-planta-desalinizadora/