Desalación

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

Las plantas desalinizadoras son instalaciones industriales destinadas a la desalinización.

Planta desalinizadora Shevchenko BN350 en la costa del Mar Caspio

El nombre correcto del proceso es desalinización. La desalación se define genéricamente como el proceso de quitar la sal a algo, no sólo al agua salada.

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.

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 (Total Dissolved Solids: TDS). 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) [

Componentes del Diseño de una Planta de Desalinización por Ósmosis Inversa

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 [editar]

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 satisfacer 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 de 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.^[1] 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.^[1]

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

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.

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.

Libro Recomendado: El club de la hipotenusa

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Las mejores fotografías de naturaleza

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Leptis Magna: la Roma de las arenas

En las afueras de Trípoli, capital de Libia, se alza uno de los mayores tesoros arqueológicos del norte de África: las ruinas de Leptis Magna, una ciudad romana magníficamente conservada, declarada Patrimonio de la Humanidad en 1982. Acceso a la galería de imágenes Las arenas de Libia guardan algo más que los depósitos de gas que han hecho rico al país. Su otro gran tesoro se llama Leptis Magna y es una de las ciudades romanas más bellas y mejor conservadas que existen, lo que movió a la Unesco a declararla Patrimonio de la Humanidad en 1982. Fundada por colonos fenicios en el s. XI a. C., Leptis era cartaginesa antes de integrarse en el Imperio Romano a partir de 23 a. C., cuando se convirtió en una de las tres polis que formaron el distrito de Tripolitania y acabaron dando nombre a la actual Trípoli, en cuyas cercanías está situada. En el año 103, el ascenso al trono imperial de Septimio Severo, que había nacido en Leptis, hizo de ella una de las princi pales ciudades del África romana, con 100.000 habitantes y gran actividad comercial. Pero en el siglo V cayó en manos de los vándalos y después quedó deshabitada y olvidada hasta que los arqueólogos la descubrieron a inicios del siglo XX. Hoy quienes tengan la suerte de visitarla se encontrarán al borde mismo del Mediterráneo con unas fantásticas ruinas y algunos edificios espectaculares casi intactos, como el anfiteatro o las Termas de Adriano, las más grandes que existen fuera de Roma. Leptis Magna se articula en torno a dos vías principales, la Decumanus Maximus y la vía Cardo. En la intersección de ambas alza sus 20 m de altura y 2.000 toneladas de mármol el Arco de Septimio Severo, construido para celebrar la visita en 203 de ese emperador que aparece representado junto a su familia en un altorrelieve del friso. El Nuevo Foro Severino era el centro de la vida civil y política de Leptis. Se construyó según el modelo de los Foros de Roma, con una plaza central de una hectárea pavimentada con distintos mármoles traídos de diversos lugares del Imperio: rosa de Asuán, verde de Argelia, gris de Asia y blanco de Italia. Al norte de la ciudad se sitúan las llamadas Termas de la Caza, por las escenas de combates entre gladiadores y leopardos representadas en los frescos que decoran las paredes. El edificio, conservado casi como era en el s. II, permaneció enterrado bajo la arena hasta que el arqueólogo italiano Guidi lo descubrió en 1930. La otra gran joya de Leptis Magna es el espectacular teatro, construido bajo el patrocinio del magistrado y mecenas local Annobal Tapapius Rufus, que aún muestra casi intactos todos los elementos del frente escénico y un impresionante pórtico de columnas. Vista de Leptis Magna. En primer plano, el arco de Trajano, erigido por el procónsul Pomponius Rufus para celebrar el estatuto de colonia concedido a la ciudad por Trajano. La basílica romana de Septimio Severo en Leptis Magna. Construída a principios del siglo II, mide 92 por 40 metros. El arqueólogo Uwe Mahler trabajando en Leptis Magna, donde decenas de antiguos edificios se han conservado bajo la arena. El Foro Severino de Leptis Magna, creado a imagen de los de Roma, ocupa una superficie de una hectárea. Alrededor de la plaza, pavimentada con mármol, se alza un pórtico de dos plantas con columnas y medallones que representan cabezas de Gorgonas y deidades marinas. Los mosaicos decoraban muchas de las paredes de los edificios de Leptis Magna. Los mosaicos decoraban muchas de las paredes de los edificios de Leptis Magna. Anfiteatro de Leptis Magna, con capacidad para 16.000 espectadores.