s

1. MEMORIA
SISTEMAS, POLÍTICA Y ECONOMÍA
DE LA INNOVACIÓN
DESALINIZACIÓN DE AGUA MEDIANTE
GRAFENO
Egilea / Autor: Julen Altzibar
Enpresa / Empresa: RWL WaterTM

2. Gradu Amaierako Lana 2
RWL WaterTM
Egilea: Julen Altzibar
Promozioa: 2. promozioa
Promozio Arduraduna: Josu Ansola
Entregatzeko data: Elgoibar, 06/04/2017
Enpresa: RWL WaterTM

3. Gradu Amaierako Lana 3
AURKIBIDEA
1 RESUMEN EJECUTIVO.....................................................................................................................4
2 INTRODUCCIÓN..............................................................................................................................5
3 DESCRIPCIÓN DE LA ENTIDAD ........................................................................................................5
3.1. RWL WATER ................................................................................................................................5
4 JUSTIFICACION DE LA NECESIDAD ..................................................................................................6
4.1. IDENTIFICACIÓN DE LA PROBLEMÁTICA .....................................................................................6
4.2. DESALINIZACION Y SUS INCONVENIENTES .................................................................................6
5 ESTADO DEL ARTE ..........................................................................................................................7
5.1. TECNOLOGÍAS EMPLEADAS EN LA ACTUALIDAD ........................................................................7
5.2. DESALINIZACIÓN CON GRAFENO................................................................................................8
6 OBJETIVOS .....................................................................................................................................8
6.1. OBJETIVO GENERAL.....................................................................................................................8
6.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS..............................................................................................................8
7 PLAN DE TRABAJO..........................................................................................................................8
8 RESULTADOS ESPERADOS ............................................................................................................10
9 PRESUPUESTO..............................................................................................................................10

4. Gradu Amaierako Lana 4
1 RESUMEN EJECUTIVO
En el presente informe se describe el proceso de investigación que se elabora con el fin de desarrollar una
tecnología emergente que es el del desalinizador de grafeno.
Dado que el grafeno es un material relativamente nuevo y todavía no se le han encontrado demasiadas
aplicaciones, en esta ocasión se ha descubierto que es perfecto para el filtrado de aguas, ya sean aguas
residuales, o aguas saladas.
Este informe se centra básicamente en la desalinización con grafeno ya que, según los datos, el 96,5 % del
agua del planeta es salada, y teniendo en cuenta la evolución que tiene el planeta de sobrepoblarse,
(10.000 millones de habitantes en esta década según la ONU y la mayor crecida en África), es más que
probable que el consumo de agua crezca progresivamente.
Teniendo en cuenta que los sistemas de desalinización que se emplean hoy en día son ineficientes en el
sentido de que se utilizan muchos productos químicos que son perjudiciales para la salud, liberan
salmuera que desequilibra el ecosistema, y que suponen un coste energético muy grande, es
imprescindible desarrollar un sistema de desalinizado mediante grafeno la cual podría hacer desaparecer
muchos de los problemas mencionados.
Un sistema de desalinización de grafeno sin problemas de los anteriormente mencionados, supondría un
gran cambio en el modo de vida de muchos lugares que carecen de recursos hídricos naturales, sobre
todo en países de África que tengan costa y no recursos hídricos. Supondría un cambio en la vida de sus
habitantes, ya que al no ser una tecnología que requiera demasiados recursos, haciéndola menos cara y
al ser sostenible con poco impacto medioambiental y energético, el agua potable sería accesible para
todos y no una utopía. Y no solo para beber, también para regadíos y para industrias del primer o segundo
sector que requieran del agua que carecen estos lugares.

5. Gradu Amaierako Lana 5
2 INTRODUCCIÓN
En este mundo cada vez más globalizado y con tendencia a sobrepoblarse, es más que probable que el
problema del agua se extienda progresivamente. Es sabido que ya hoy en día existen problemas de
abastecimiento de agua, ya que muchos los países del tercer mundo carecen de la suficiente agua como
para abastecer a toda la población. Por ello, y teniendo en cuenta varias teorías como el del calentamiento
global y la teoría de la sobrepoblación, se intuye que no solo los países del tercer mundo tendrán
problemas de abastecimiento, sino que todo el mundo tiene el riesgo de carecer del agua. Por ello, esta
memoria se va a realizar con el objetivo de presentar el sistema de desalinización mediante el grafeno
que es cada vez más visible en el mercado.
3 DESCRIPCIÓN DE LA ENTIDAD
3.1. RWL WATER
RWL Water es una compañía de vanguardia que brinda soluciones sustentables de agua, aguas residuales
y reúso. Con más de 7.000 instalaciones exitosas y referencias de clientes en más de 70 países, RWL Water
ha demostrado su capacidad para ofrecer soluciones innovadoras a nivel global de agua, aguas residuales
y energía, en el lugar y en el momento que así se lo requiera.
RWL Water es reconocida como una de las empresas de soluciones de agua de más rápido crecimiento en
el mundo. En su calidad de empresa versátil e innovadora que brinda soluciones de agua, aguas residuales
y reciclaje, RWL Water es reconocida por su rápida entrega, profundo conocimiento, y gran accesibilidad,
y por establecer a la vez relaciones de confianza duraderas con sus clientes.
Su misión es el de proveer soluciones de vanguardia y sustentables de agua, aguas residuales y reúso
mediante el despliegue de su equipo con amplia experiencia internacional y gran capacidad de respuesta,
dedicado al logro de las metas económicas y operativas de los clientes.
RWL Water cuenta con más de 90 años de experiencia combinada construyendo en forma exitosa
soluciones de tratamiento de agua, aguas residuales y reúso para diversas industrias y municipalidades
en todo el mundo.
Sus soluciones principales incluyen:
• Desalinización
• Tratamiento de agua
• Tratamiento de aguas residuales
• Conversión de residuos en energía
• Recuperación y Reúso de agua
• Procesamiento de alimentos y bebidas

6. Gradu Amaierako Lana 6
4 JUSTIFICACION DE LA NECESIDAD
4.1. IDENTIFICACIÓN DE LA PROBLEMÁTICA
Debido al aumento exponencial de la población en los siguientes años, la escasez del agua potable y la
mala gestión actual del agua, se prevé que habrá un problema a escala mundial a no un futuro muy lejano
que afectará drásticamente a toda la población terrestre.
El mundo tiene el apodo de planeta azul debido a que su superficie esté en un 70% cubierto de agua.
Aunque aparentemente este dato sea positivo, debemos saber que el 96,5% del total del agua es salada
y solo el 3,5% agua dulce, del que una gran parte está contaminada y no es apta para el consumo. La falta
de agua dulce afecta mayormente en poblaciones pobres, donde no se encuentran recursos hídricos,
aunque tengan costa.
Por estas razones, se ha intentado profundizar en el tema de desalinizar agua, ya que el agua salada
existente es inmensa en comparación con el agua dulce, por lo que una solución innovadora, fiable e
viable sería conveniente para estos años y los venideros, sobre todo en lugares donde no se encuentran
suficientes recursos hídricos renovables y tengan salida al mar.
4.2. DESALINIZACION Y SUS INCONVENIENTES
La desalinización es un proceso mediante el cual se extrae la sal y el agua salobre del océano y se procesa
a través de un sistema de desalinización y purificación para dar lugar a agua limpia y potable. La tecnología
de la desalinización ha sido vista como una respuesta positiva a la escasez de agua en todo el mundo. Sin
embargo, la desalación no es un proceso a prueba de fallos y lleva consigo muchas repercusiones
ambientales.
Eliminación de residuos. El proceso de desalinización requiere productos químicos de pretratamiento y
de limpieza, que se añaden al agua antes de la desalación para hacer el tratamiento más eficaz y exitoso.
Una vez que han perdido su capacidad para limpiar el agua, estas sustancias químicas son arrojados, lo
cual se convierte en una preocupación ambiental.
Salmuera. La salmuera es el subproducto de la desalación. La mayoría de las plantas de desalinización
bombean esta salmuera de regreso al océano, lo que presenta otro inconveniente del medio ambiente.
Las especies del océano no están preparadas para adaptarse al cambio inmediato en la salinidad.
Las poblaciones del océano. Los organismos comúnmente más afectados por la salmuera y por la
descarga de productos químicos de las plantas de desalinización son el plancton y el fitoplancton, que son
la base de toda la vida marina ya que éstos forman la base de la cadena alimentaria.
Problemas de Salud. La desalación no es una tecnología perfeccionada por hora, y el agua desalada puede
ser perjudicial para la salud humana. Los subproductos de los productos químicos utilizados en la
desalación pueden conseguir entrar en el agua "pura" y poner en peligro a las personas que la beben.
Uso de la energía. En una época en la que la energía es cada vez más preciada, las plantas de desalinización
tienen la desventaja de requerir grandes cantidades de energía.
Por todas estas razones mencionadas, es imperativo encontrar un método de desalinización de agua el
cual no suponga un problema para el ecosistema, para la salud de los consumidores, ni para la eficiencia
energética.

7. Gradu Amaierako Lana 7
5 ESTADO DEL ARTE
5.1. TECNOLOGÍAS EMPLEADAS EN LA ACTUALIDAD
• Osmosis inversa (RO). El fenómeno de la Ósmosis está basado en la búsqueda del equilibrio.
Cuando se ponen en contacto dos fluidos con diferentes concentraciones de sólidos disueltos se
mezclarán hasta que la concentración sea uniforme. Si estos fluidos están separados por una
membrana permeable (la cual permite el paso a su través de uno de los fluidos), el fluido que se
moverá a través de la membrana será el de menor concentración de tal forma que pasa al fluido
de mayor concentración. (Binnie et. al. 2002). Si se utiliza una presión superior a la presión
osmótica, se produce el efecto contrario. Los fluidos se presionan a través de la membrana,
mientras que los sólidos disueltos quedan atrás.
• Ultrafiltración (UF). Las membranas usadas para la microfiltración tienen un tamaño de poro de
0.1 – 10 µm. Estas membranas de microfiltración retienen todas las bacterias. Parte de la
contaminación viral es atrapada en el proceso, a pesar de que los virus son más pequeños que
los poros de la membrana de microfiltración. Esto es porque los virus se pueden acoplar a las
bacterias. La microfiltración puede ser aplicada a muchos tipos diferentes de tratamientos de
agua cuando se necesita retirar de un líquido las partículas de un diámetro superior a 0.1 mm.
• Filtración de media. La filtración de la arena se utiliza con frecuencia y método muy robusto para
separar los sólidos suspendidos del agua. La filtración media consiste en una capa múltiple de la
arena con una variedad en tamaño y gravedad específica. Los filtros de arena se pueden proveer
en diversos tamaños y ambos pueden ser manejados manualmente o de forma totalmente
automática.
• Adsorción con carbón activo. La adsorción es un proceso donde un sólido se utiliza para quitar
una sustancia soluble del agua. En este proceso el carbón activo es el sólido. El carbón activo se
produce específicamente para alcanzar una superficie interna muy grande (entre 500 - 1500 m 2
/g). Esta superficie interna grande hace que el carbón tenga una adsorción ideal. El carbón activo
viene en dos variaciones: Carbón activado en polvo (PAC) y carbón activado granular (GAC).
• Plantas de intercambio iónico. Los intercambiadores iónicos son utilizados para la eliminación
de sales (cationes y aniones) del agua.
o Sistemas ablandadores - Eliminación de Calcio (Ca) y Magnesio (Mg).
o Plantas de desmineralización catiónica/aniónica.
o Plantas de lecho mixto ixed Bed.
o Intercambiadores iónicos selectivos para la eliminación de metales pesados.

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5.2. DESALINIZACIÓN CON GRAFENO
El grafeno consiste en una única capa de átomos de carbono que lo convierten en el material más fino
jamás creado. Las membranas de óxido de grafeno ya demostraron su capacidad para filtrar
nanopartículas pequeñas, moléculas orgánicas en incluso sales grandes.
El grafeno, se utiliza junto a una capa delgada de resina de epoxi (un polímero aislante frecuentemente
presente en pinturas, artículos de plástico, que se usa en revestimientos y pegamentos) a cada lado de la
membrana de óxido de grafeno, para impedir que se expanda y así pueda filtrar la sal.
Los costos para la producción del material y el dispositivo se reducen enormemente gracias al óxido de
grafeno, pues este puede producirse por oxidación simple en el laboratorio.
Al ser un material fácil de crear, económico, no contaminante… solucionaría varios problemas de los
mencionados anteriormente en los diferentes sistemas empleados ho yen día, como el de consumo
excesivo de energía, el uso de productos químicos perjudiciales para la salud, el desequilibrio en el
ecosistema...
6 OBJETIVOS
6.1. OBJETIVO GENERAL
• Desarrollar un sistema sostenible de desalinización de agua mediante grafeno. Desarrollar un
sistema de desalinización de agua salada que sea eficiente, económicamente viable, con un
rendimiento bueno y que respete el medioambiente
6.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
• Analizar el impacto medioambiental del grafeno para desalinizar. Dado que los sistemas de
desalinización que existen hoy en día suponen un gasto energético muy grande y influyen
negativamente en el ecosistema, hay que analizar el impacto que tendría el grafeno.
• Analizar las capacidades desalinizadoras del grafeno. Es importante analizar si la
desalinización mediante grafeno es posible y si el rendimiento es adecuado.
• Comparar el rendimiento del grafeno frente a otros sistemas de desalinización. Para analizar
su viabilidad tecnológica, tiene que superar los sistemas de desalinización de agua salada
existentes hoy en día, por lo que es indispensable comparar rendimientos de diferentes
sistemas con el del grafeno.
7 PLAN DE TRABAJO
Una vez establecidos los principales objetivos del proyecto, se ha elaborado un plan de trabajo en la cual
se pueden distinguir diferentes fases que dan respuesta a la realización de diferentes funciones
imprescindibles durante el transcurso del proyecto. Junto las funciones a realizar, se han identificado
grupos de diferentes actividades para realizar el proyecto.

9. Gradu Amaierako Lana 9
Objetivo
principal
Desarrollar un sistema sostenible de desalinización de agua salada mediante grafeno
Objetivo
especifico
Analizar el impacto medioambiental del grafeno
para desalinizar
Analizar las capacidades desalinizadoras del grafeno Comparar el rendimiento del grafeno frente a otros
sistemas de desalinización
Fase 1 F1. Coordinación del proyecto
A1.1 Planificación
A1.2 Analisis de Riesgos de proyecto
A1.3 Seguimiento
A1.4 Cierre del proyecto
Fase 2 F2. Investigación sobre impacto medioambiental
del grafeno en la aplicación de desalinización
A2.1 Identificar variables que indiquen posibles
impactos medioambientales
A2.2 Analisis de riesgos de los variables
A2.3 Selección de variables a profundizar
A2.4 Pruebas de sosteniblidad medioambiental
A2.5 Valoración de resultados
Fase 3 F3. Estudio en profundidad de desalinización mediante grafeno
A3.1 Analisis de propiedades de agua salada
A3.2 Analisis propiedades del grafeno
A3.3 Pruebas de funcionamiento
A3.4 Recopilación de datos
A3.5 Valoración de resultados
Fase 4 F4. Comparación de rendimiento de Grafeno frente a
otros sistemas
A4.1 Estado del arte profundo de sistemas actuales de
desalinización
A4.2 Comparación de metodos
A4.3 Pruebas de rendimiento
A4.4 Recopilacion de datos
A4.5 Valoración de resultados
Fase 5 F5. Integración de soluciones
A5.1 Integración de diferentes soluciones tecnolígicas y pruebas de validación

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8 RESULTADOS ESPERADOS
Una vez fijado el plan de trabajo, funciones y actividades a realizar, se hace una valoración de los
resultados que se esperan obtener:
• Un sistema de desalinización por grafeno que permita sustituir los sistemas de desalinización
actuales.
• Solución a los problemas de otros sistemas de desalinización:
o Gran consumo energético.
o Productos químicos perjudiciales para la salud.
o Creación de Salmuera que supone desequilibrio del ecosistema.
o Creación de residuos.
o Coste que suponen.
Por lo general, se busca encontrar un sistema de desalinización de agua salada que responda a todos los
puntos mencionados anteriormente, ya que suponen un gran problema en lugares que no disponen de
recursos hídricos renovables. Por lo tanto, es fundamental que el sistema en cuestión sea sostenible tanto
medioambientalmente como económicamente viable, ya que el agua es fundamental para la subsistencia
y no tiene que suponer un gasto o impacto demasiado grande.
9 PRESUPUESTO
PRESUPUESTO Horas Coste/hora Total
Jefe de proyecto 800 15,62 12.496 €
Equipo 860 12,5 10.750 €
Analistas 260 13,5 3.510 €
Pruebas 400 30 12.000 €
Infraestructura 860 4 3.440 €
Materiales 25.540€
Total 67.736 €