El desarrollo de las técnicas de desalación, y especialmente aquellas que requieren un menor consumo energético y mayor eficacia, han contribuido a mejorar el rendimiento de las operaciones de desalación y a un menor coste de producción, lo que ha incidido en considerar las aguas desaladas como una alternativa más. Por todo lo expuesto, no parece descabellado, aplicar la tecnología adecuada, para obtener del mar, agua dulce.

1. TÉCNICAS DE DESALACIÓN DE AGUAS
MARINAS: ÓSMOSIS INVERSA
RUBÉN HERRERO GÓMEZ

2. INTRODUCCIÓN
El agua es necesaria para el desarrollo de la vida, así como para
numerosas actividades humanas. Además, es un bien escaso, por lo
que es necesario, desarrollar sistemas, que permitan un mejor
aprovechamiento del agua que existe en nuestro planeta.
No olvidemos que, las estimaciones indican, que la Hidrosfera
contiene cerca de 1.386 millones de km3
. Los océanos, representan
las tres cuartas partes de la superficie terrestre y de ellas el 97.5%
tiene una salinidad de más de un 3% en peso, haciendo que no sirva
para usos agrícolas, industriales o humanos. El resto es agua dulce,
pero un 68.9% está en forma de hielo permanente (imposible usarla) y
del resto de agua disponible, cerca del 30% son aguas subterráneas y
el resto (0,3%) se encuentra en ríos, lagos, embalses, etc.

3. INTRODUCCIÓN II
La utilización de técnicas de desalación, tanto de recursos salobres
como de agua de mar, constituye en determinadas circunstancias,
una solución a la escasez sistemática de recursos hídricos en
algunas zonas.
Actualmente, 26 países del mundo, sufren problemas de escasez
(300 millones de personas), y la previsión para el año 2050, es que
sean 66 países los afectados por esta escasez.

4. INTRODUCCIÓN III
El desarrollo de las técnicas de desalación, y especialmente aquellas
que requieren un menor consumo energético y mayor eficacia, han
contribuido a mejorar el rendimiento de las operaciones de
desalación y a un menor coste de producción, lo que ha incidido en
considerar las aguas desaladas como una alternativa más. Por todo
lo expuesto, no parece descabellado, aplicar la tecnología adecuada,
para obtener del mar, agua dulce.

5. DESALACIÓN EN ESPAÑA
España, ocupa el primer lugar de la Unión Europea y el
quinto del mundo en la producción de agua desalada, tanto
salobre como de mar .
Es una de las mayores potencias tecnológicas del mundo, y
uno de los mayores exportadores de tecnología de la
desalación.
La capacidad instalada en España es de 1.540.000 m3
/día
de las cuales:
Desalación de agua de mar: 49,1 %
Desalación de agua salobre: 50,9 %

6. VENTAJAS
Las principales ventajas son:
• Es un recurso seguro
• Localización cercana al consumo
• Menos problemas medioambientales
• Menos tiempo de construcción de sus instalaciones
• Menos problemas sociales

7. INCONVENIENTES
Los inconvenientes son:
∀• Más caros que otros sistemas
∀• Requiere mayores cuidados en la explotación: Alto consumo
de energía y un personal más cualificado en las plantas
desalinizadoras.
∀• No aprovecha todo el agua disponible
∀• Puede generar contaminaciones

8. DESALACIÓN: ESQUEMA

9. MÉTODOS DE DESALACIÓN
En síntesis los procesos de desalación se pueden agrupar en:
1. Métodos que incluyen cambio de fase del agua:
evaporación súbita, compresión de vapor, etc.
2. Métodos que no precisan cambio de fase del agua: ósmosis
inversa, electrodiálisis, intercambio de iones, etc.

10. ELECCIÓN DEL PROCESO
Según el agua a tratar, se deberá aplicar el tratamiento más
adecuado:
• Agua de mar: Ósmosis Inversa y Evaporación.
• Agua salobre: Electrodiálisis y Evaporación.
También, se puede aplicar el tratamiento más adecuado, en
función de la calidad del agua producto:
• Exigencias altas: Evaporación y Ósmosis Inversa
• Exigencias Normales: Ósmosis Inversa y Electrodiálisis

11. ELECCIÓN DEL PROCESO II
Cada uno de los procesos mediante los cuales se puede desalar el
agua, tiene sus propias características diferenciadoras, que lo hace más
o menos adecuado para cada caso. Todos tienen ventajas e
inconvenientes, por ello es necesario hacer un cuidadoso análisis de
todos los factores antes de tomar una decisión.
Entre los factores que hay que considerar cabe destacar los siguientes:
salinidad del agua a tratar, precio del dinero (intereses de los préstamos
bancarios), disponibilidad de mano de obra cualificada para la operación
de la planta, precio de la energía térmica y eléctrica, disponibilidad de
calor residual a baja temperatura, etc..
No existe un proceso absolutamente mejor que los demás, siendo este el
motivo de que no exista un proceso que haya desplazado del mercado a
los demás.

12. ÓSMOSIS INVERSA

13. ÓSMOSIS INVERSA II

14. EFECTO DE LA PRESIÓN
1 atm = 14.69 psi

15. EFECTO DE LA
TEMPERATURA

16. SALINIDAD DE LOS
OCEÁNOS
MAR/OCEÁNO SALINIDAD
(ppm de TDS)
Mar Báltico 28000
Mar del Norte 34000
Océano Pacífico 33600
Océano Atlántico 35000
Mar Mediterráneo 36000
Mar Rojo 44000
Golfo Pérsico 43000-50000
Mar Muerto 50000-80000
MEDIA MUNDIAL 34800

17. PLANTAS O.I: OPERACIONES

18. PLANTAS O.I: OPERACIONES II

19. PLANTAS O.I EN ESPAÑA

20. OI: PRETRATAMIENTO
• Cloración: (NaClO:
2 ppm de Cl2 activo)
• Coagulación: (5-6
ppm de FeCl3)
• Filtración
• Acidificación :
(H2SO4 al 98%)
• Dispersante :
Retiene SiO2
• Desincrustante
(Hexametofosfato
sódico, 1ppm)
• Reducción del Cl2
libre (5 ppm de
bisulfito sódico)

21. APLICACIÓN DE LA
PRESIÓN I
Una vez pretratada y filtrada, el agua pasa a las motobombas de
alta presión que la inyectan en los módulos de osmosis inversa a
la presión necesaria para hacerla pasar por los mismos.
Normalmente, existen varios grupos de presión, (un grupo por
cada bastidor de ósmosis inversa) cuyos caudales nominales,
pueden oscilar, y que vienen a ser unos 750-900 m3
/h. Las
presiones aplicadas, también oscilan, en función de la tecnología
aplicada en cada planta desaladora. Suelen ser habituales, unas
presiones entre 60 y 70 Kg./cm2
. Por tanto, el agua, es inyectada
en cada bastidor, a elevada presión, que será la responsable de
vencer la presión osmótica del agua de mar.

22. APLICACIÓN DE LA
PRESIÓN II
Cada bastidor de ósmosis inversa, está compuesto de
módulos, y es en cada módulo, donde van alojadas las
membranas. Una disposición, típica es la de 100 módulos
por bastidor, y en cada módulo 7 membranas, haciendo un
total de 700 membranas. La conversión es del 45%, es
decir que obtenemos 45 litros de agua dulce, de cada 100
de agua de mar que inyectamos en los bastidores. Con una
disposición así, se obtiene una producción de 7200 m3
/día,
y la salinidad del permeado obtenido es < 400 mg/litro .

23. ESQUEMA DE FLUJO
El rechazo de
la primera
etapa, se
introduce como
alimentación en
la segunda
etapa, siendo el
resultado, la
consecución de
una mayor
producción de
permeado.

24. MEMBRANAS
Las membranas, van acopladas en los módulos, y
habitualmente, son membranas de arrollamiento en espiral,
fabricadas de poliamida aromática de tejido cruzado., o bien
membranas de fibra hueca delgada, fabricadas de triacetatos de
celulosa, polisulfona, teflón, etc.

25. MEMBRANAS II
El rechazo de sales, depende del tipo de membrana, y de las
condiciones de operación, pero a día de hoy, las membranas
disponibles en le mercado, son capaces de rechazar, hasta el
99.75 % del contenido en sales del agua de mar.

26. MEMBRANAS III
El agua inyectada, va pasando a
través de las membranas,
reteniendo éstas las sales, y
obteniendo un permeado, que se
va recogiendo. Las paredes de
estas membranas no permiten el
paso de la sal, pero sí el paso de
las moléculas de agua. Los flujos
de agua entrantes y salientes se
pueden mezclar para conseguir el
grado deseado de salinidad.

27. POST-TRATAMIENTO
El post- tratamiento, se realiza acorde con la reglamentación
técnico-sanitaria para el abastecimiento y control de la calidad
de las aguas potables de consumo público
Postratamiento:
• Ajustar el pH, (si fuera necesario) : Adición de Ca(OH)2
• Prevenir el crecimiento de microorganismos patógenos: Adición de
NaClO, con objeto de fijar una cantidad de Cl2 libre residual de 0.5
mg /m3
de agua desalada.

28. COSTES
El principal factor limitante para el empleo de la
desalación, es casi exclusivamente económico. Hoy
todavía podemos decir, que el coste de la desalación de
agua de mar, marca el umbral al que se puede obtener el
recurso en las zonas costeras, lo que influirá deforma
decisiva en el estudio de las diversas alternativas que se
planteen para resolver los déficit existentes.
También hay que añadir, que el coste del agua desalada
viene reduciéndose deforma muy importante en los últimos
años, como consecuencia básicamente de la reducción del
coste energético (principal componente del coste del agua
desalada) y de las mejoras tecnológicas, así como el
desarrollo de mercados.

29. COSTES II
Variación del consumo energético en plantas
desaladoras
Año Tecnología KWh/m3
1990 RO 8,5
1994 RO 6,2
1996 RO 5,3
1998 RO 4,8
1999 RO 4,5
2000 RO 4,0
2001 RO 3,7
2002 RO 3.5
2004 RO 3.4
Cualquiera que sea la tecnología de desalación que se emplee,
los costes de la energía suponen siempre entre el 50 y el 75 por
cien de los costes reales de explotación, por lo que el posible
aumento de la desalación está muy directamente vinculado con
el coste de la energía, que, como se ve, tiende a ser estable o ir a
la baja en los últimos años.

30. COSTES III
AÑO COSTE (€/m
3
)
1970 2.1
1980 1.81
1985 1.11
1990 0.96
1992 0.87
1994 0.75
1996 0.66
1998 0.58
2000 0.52
2001 0.48
VARIACIÓN DE COSTES TOTALES DE AGUA DE
MAR DESALADA EN ESPAÑA
El coste del agua
desalada viene
reduciéndose deforma
muy importante en los
últimos años, como
consecuencia
básicamente de la
reducción del coste
energético (principal
componente del coste
del agua desalada) y
de las mejoras
tecnológicas y el
desarrollo de
mercados.

31. VERTIDOS
Los vertidos generados por la desaladora son:
• Salmuera Continuo
• Aguas de lavado de los filtros de arena Intermitente
• Vertidos de limpieza de membranas Intermitente
Tanto las aguas de lavado de filtros, como de membranas, se
recirculan a la de Planta de Tratamiento de Efluentes con el fin
de tratar los vertidos procedentes del lavado de filtros y
membranas de ósmosis inversa.

32. VERTIDOS II
Los vertidos procedentes de la Planta Desaladora, consisten fundamentalmente en un
98,5 % en rechazo de agua con alto contenido salino y en un 1.5 % en agua de lavado de
filtros y productos de limpieza.
1.- Salmuera ó agua con alto contenido salino. Su concentración de sales depende del
agua bruta a desalar, representa el 98.5 % de los vertidos de una Desaladora y su
evacuación se realiza en continuo.
2.- Agua de retrolavado de los filtros de arena. Este efluente es discontinuo con una
frecuencia diaria y una duración de 15-20 minutos, siendo conducido a una estación de
tratamiento que garantiza la eliminación de materia tanto orgánica como inorgánica a
través de un sistema de fangos. Representa el 1,30 % del volumen total de vertidos con
una evacuación discontinua.
3.- Productos de limpieza de membranas. Se incluyen en este tipo de vertido los productos
empleados para la limpieza de las membranas de osmosis inversa. La frecuencia de los
lavados depende de la calidad del agua bruta; una frecuencia de un lavado por año de
servicio, representa un 0.05 % del total de los vertidos.
Los principales productos empleados en la limpieza de las membranas son detergentes
con alto grado poder biodegradable, ácido cítrico, Hidróxido Sódico y otros en menor
proporción. Todos ellos presentan homologaciones para uso industrial y/o humano y son
compatibles con el entorno.

33. VERTIDOS III
En la Planta Desaladora se dispondrá de una arqueta de neutralización de
productos de limpieza de membranas, con el fin de acondicionar los
parámetros físico-químicos de este efluente antes de su incorporación al
vertido, todo ello de acuerdo con los requisitos de la normativa sobre
vertidos de sustancias peligrosas al mar.
4.- Reactivos químicos de acondicionamiento del agua bruta y agua
producto. Necesarios para adecuar las diferentes etapas de pretratamiento
y postratamiento del agua. Al incorporarse al agua bruta de alimentación a
las Desaladoras, no constituyen un vertido. En aquellos casos
excepcionales en los que se produzca una rotura se tratará su
neutralización previa al disponer las Plantas de arquetas y balsas de
seguridad.

34. VERTIDOS IV
La instalación está formada por los siguientes
elementos:
1. Balsa de regulación y decantación donde se
recogerán directamente los vertidos procedentes
del lavado de filtros y los del lavado de membranas.
2. Sistema de floculación – decantación para el
tratamiento del residuo procedente de la balsa
anterior.
3. Tratamiento de sólidos sedimentables.
4. Depósito de neutralización de los vertidos
procedentes del lavado de membranas.

35. VERTIDOS V
Los vertidos procedentes del lavado de membranas, son recogidos
en un depósito donde se procede en primer lugar a su
neutralización, mediante la adecuada dosificación de reactivos.
Una vez neutralizados son bombeados hasta la balsa de
decantación, para ser tratados conjuntamente con los vertidos
procedentes del lavado de filtros.
Los vertidos procedentes del lavado de filtros, son de carácter
intermitente, produciéndose en un corto periodo de tiempo 15 - 20
minutos y a intervalos muy prolongados, superiores a seis horas. El
agua de lavado de membranas y filtros de arena, una vez depurada,
se vierte, a la red pública, donde se tratarán como ARU´s.

36. IMPACTO
MEDIOMABIENTAL
Las aguas residuales resultantes de la desalinización,
tienen un contenido mayor en sales que las aguas de
origen, presentan diferencias de temperatura, de pH, de
alcalinidad y contienen sustancias químicas utilizadas
durante el proceso de depuración. En el caso de las
plantas que funcionan por ósmosis inversa, el volumen
residual es menor (2.5 a 3 veces el volumen depurado)
pero el vertido, tiene un contenido en sales mucho
mayor.

37. IMPACTO AMBIENTAL II
En este caso, hay que añadir el vertido de productos
químicos (biocidas, anti-incrustantes y anti-espumantes)
resultado del tratamiento del agua, así como también los
vertidos puntuales que resultan del limpiado de las
membranas y que constituyen aportes muy concentrados
de sólidos en suspensión y detergentes. Tradicionalmente,
se ha considerado que el impacto químico del proceso de
ósmosis inversa, era despreciable por verter a
concentraciones muy bajas. Sin embargo, muchos de los
componentes de los vertidos tienen un impacto
demostrado sobre el medio marino y, en algunos casos
(e.j. Metales Pesados) no tanto por su concentración, sino
por la carga que representan.

38. IMPACTO AMBIENTAL III
COMPUESTOS ORIGEN/ FUNCIÓN IMPACTO
Metales pesados: Cu, Fe, Ni,
Cr,Zn
corrosión acumulación en el sistema,
estrés a nivel molecular y
celular
Fosfatos anti-incrustantes macro nutriente, eutrofización
Cl-
antifouling formación compuestos
halogenados, carcinógenos y
mutágenos
Ácidos grasos tensoactivos membranas celulares
Sulfuro de sodio anticorrosivo, captura O2
desconocido
Ácido sulfúrico anti-incrustante en grandes cantidades baja
significativamente el pH del
sistema
Residuos sólidos limpieza de membranas turbidez
Salmuera concentrado de agua de mar variable
Temperatura tratamiento variable

39. RECOMENDACIONES PARA
REALIZAR VERTIDOS
• Localización en zonas donde el impacto sobre las comunidades
bentónicas sea mínimo (preferentemente verter en fondos sin vegetación)
• Evitar bahías cerradas y sistemas con importante valor ecológico (e.j.
praderas de angiospermas marinas)
• Los vertidos de salmueras deben situarse en zonas con un
hidrodinamismo medio o elevado que facilite la dispersión de la sal.
• Evitar cambios importantes en el régimen hidrodinámico que puedan
afectar procesos de sedimentación e intentar que el agua de origen sea de
buena calidad para minimizar el tratamiento químico posterior.
• Investigar los distintos aspectos del impacto de salmueras en el litoral.
• Son necesarios estudios del impacto de cada elemento del vertido por
separado y también de sus posibles interacciones así como establecer
cuales son los límites de tolerancia de las distintas

40. IÓN
AGUA
BRUTA
(ppm)
SALMUERA (ppm) PERMEADO (ppm)
1ª ETAPA 2ª ETAPA 1ª ETAPA 2ª ETAPA TOTAL
NH4
+
0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
Na+ 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
K+
13937.28 20277.37 27800.80 59.33 97.55 73.58
Mg2+ 460.00 669.68 919.53 0.37 0.61 0.46
Ca2+ 260.00 378.68 519.74 0.21 0.34 0.26
CO3
2-
22.53 33.84 47.59 0.0 0.0 0.0
NO3
-
1.00 1.45 1.98 0.01 0.02 0.02
Cl- 22100.10 32154.39 44085.74 92.04 151.34 114.15
SO2-
4 1440.00 2097.60 2097.60 0.55 0.90 0.68
pH 8.00 7.98 8.02 6.18 6.15 6.16
TABLA PARÁMETROS

41. POSIDONIA OCEÁNICA
Medioambientalmente, hay que tratar con especial
atención a la flora marina existente en el litoral
mediterráneo. Sobre todo, la fanerógama marina
“Posidonia oceanica”, que recubre los fondos del
litoral mediterráneo, en un calado de 5 a 30 metros;
especie incluida en la lista de hábitats naturales de
interés comunitario, que es preciso proteger según
Directiva del Consejo de la Comisión Europea de 21
de mayo de 1992.

42. POSIDONIA OCEÁNICA II
A pesar de que aún se sigue investigando, sobre el efecto de los
vertidos de salmuera en las praderas de Posidonia oceanica, es
absolutamente necesario, adoptar una serie de medidas de
protección al objeto de no dañar dichas praderas, debido al papel
básico estructural que desempeñan en el hábitat marino,
presentando una capacidad de producción de oxígeno, incluso
superior a la de la propia selva amazónica.
Dichas medidas pasan, en la actualidad, por realizar el vertido en
zonas en donde no están presentes; o bien, también es posible
realizar una dilución del agua de rechazo o salmuera in situ,
mediante los nuevos diseños de emisarios al objeto de evitar la
acumulación de una concentración salina en su vertido al mar.

43. CONCLUSIONES
• La utilización de técnicas de obtención de recursos
hídricos, no renovables, como la desalación, debe
contemplarse tras apurar, todas las formas de ahorro
posible, en todos los sectores consumidores de agua.
• El coste energético mínimo, para desalar agua de mar,
se estima en torno a las 0.04 € /m3
.
• La calidad del agua obtenida por los métodos de
desalación, es apta para cualquier tipo de consumo
humano: abastecimiento, riego agrícola, etc. Tan sólo
algunos procesos industriales (muy específicos)
necesitan tratamientos especiales.
• No debe negarse el impacto ambiental asociado a las
plantas desaladoras: los más importantes son el vertido
de salmueras, ruidos, impacto visual, aguas residuales
y la posible generación de CO2 y NOx en aquellas
plantas, cuyas instalaciones, usen combustibles fósiles
para generar la energía necesaria del proceso.

44. FIN
GRACIAS POR
VUESTRA
ATENCIÓN