1. DESALACIÓN INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA DEL AGUA María Elena Alemán Domínguez

2. ÍNDICE -Introducción -Recursos hídricos -Características del agua según su destino final -Legislación relacionada con la desalación -Evolución histórica de la desalación y situación actual -Tipos de destilación -Costes económicos -Problemas técnicos -Impacto medioambiental

3. INTRODUCCIÓN Agua: La sustancia más abundante pero distribuida de forma desigual

4. INTRODUCCIÓN Porcentaje de la población con acceso agua potable. Cortesía de WorldHealthOrganization

5. LA DESALACIÓN Definición: Proceso en el que una corriente de agua de alto contenido en sales disueltas es transformada por un mecanismo de separación en dos corrientes de salida: una de menor salinidad apropiada para el empleo en actividades humanas y otra con una concentración alta de soluto.

6. LA DESALACIÓN Zonas de actuación: regiones áridas y/o alta presión demográfica. Termodinámica del proceso: Donde a es la actividad de los iones en disolución

7. RECURSOS HÍDRICOS Datos: Desalación de aguas. Juan Carlos Ibrahim Perera

8. RECURSOS HÍDRICOS TRATADOS EN LA DESALACIÓN Característica fundamental: salinidad Importancia: afecta al diseño de las instalaciones

9. Agua marina Gráfico de la composición promedio del agua de mar. Fuente: Química del agua. David Jenkins y Vernon L. Snoeyink

10. Agua marina Composición microbiológica: la posible patogenicidad de zoo y fitoplancton y compuestos sintetizados por los mismos hacen necesario añadir una etapa de tratamiento microbiológico (cloración).

11. Aguas salobres Contenido en STD: < 10000ppm Menor salinidad que el agua de mar-> técnicas más económicas Naturaleza hidrogeológica: filtración de aguas superficiales (retención de sólidos en suspensión y menor cantidad de seres vivos)

12. Aguas salobres Tipos de acuíferos Cortesía de: Las aguas salobres. Una alternativa al abastecimiento en regiones semiáridas. J.A. López Geta y M. Mejías Moreno

13. Comparativa técnica

14. Características del agua según su destino final

15. Legislación relacionada

16. EVOLUCIÓN HISTÓRICA

17. DISTRIBUCIÓN GLOBAL Capacidad por regiones. Fuente:WangnickConsulting GMBH

18. DISTRIBUCIÓN GLOBAL Volumen desalado por países. Unesco (2000) y datos porcentuales (CEDEX)

19. TENDENCIA DE LA DESALACIÓN A ESCALA GLOBAL Dependiente de los vaivenes económicos, aunque en general se ha seguido una tendencia al alza Evolución hasta el 2001. IDA Report nº18

20. LA DESALACIÓN EN ESPAÑA BREVE RECORRIDO HISTÓRICO

21. LA DESALACIÓN EN ESPAÑA El hecho de no poseer recursos energéticos promueve el desarrollo de rentabilización de los procesos (empresas pioneras en este sentido). Además, este hecho incentiva la predominancia de la ósmosis inversa. Fuente: IDA. Report nº16 Datos procedentes de: WaterDesalinationReport nº16

22. LA DESALACIÓN EN ESPAÑA Distribución de las instalaciones Marcada por la escasez de recursos hídricos y la densidad demográfica. Se desarrolla especialmente en la cuenca mediterránea, Canarias, Ceuta y Melilla. Cortesía de: Ministerio de Medio Ambiente

24. Climatología. Escasez de recursos hídricos

26. EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA DESALACIÓN EN CANARIAS Canarias es y sigue siendo la comunidad española más desarrollada en cuanto a tecnología de desalación. La primera planta del país se instaló en Lanzarote (Termolanza). Las Palmas I (1969) fue referente mundial de la época. Planta piloto de ósmosis inversa (1983) en Arrecife. La OI se convirtió en la tecnología más extendida en España. Desaladora del sureste. Cortesía del Centro Canario del Agua.

27. SITUACIÓN ACTUAL Capacidad total desalada: 588057 metro cúbico/día. La totalidad del abastecimiento en Lanzarote y Fuerteventura. El 80% en Gran Canaria. En general: factor clave del desarrollo canario. Propósito de futuro: empleo energías renovables. Información del gobierno de Canarias.

28. TÉCNICAS DE DESALACIÓN PROCESOS TÉRMICOS PROCESOS DE MEMBRANA OTROS PROCESOS

29. PROCESOS TÉRMICOS. Principios fundamentales Técnica por la que se genera el 60% del agua desalada del mundo. Principio químico: los sólidos no son volátiles a la T de trabajo, por lo que permanecen en la salmuera no evaporada Imitación del ciclo natural: desalación por evaporación

30. PROCESOS TÉRMICOSCaracterísticas técnicas generales Denominación habitual: destilación (diferencia conceptual con la operación unitaria). Tres etapas: Formación de vapor por adición de calor Separación del vapor del residuo Condensación para la obtención de agua producto Diferencias entre procesos: medios técnicos para el desarrollo y optimización de las etapas.

31. DESTILACIÓN SIMPLE Es el caso más sencillo y supone el esquema básico del que se derivan el resto de alternativas. Dos cámaras de intercambio: evaporador y condensador. En el condensador se emplea agua de alimentación como fluido refrigerante. Imagen facilitada por: José Miguel Veza, Desalación de aguas

32. DESTILACIÓN MULTIEFECTO (MED) Conexión de varios intercambiadores de destilación simple para aprovechamiento energético de las corrientes que intervienen por disminución progresiva de la P de trabajo. Diagrama cortesía de: Ecoagua ingenieros

33. DESTILACIÓN FLASH MULTIESTADO Esquema similar a las instalaciones MED, pero en este caso se produce un precalentamiento seguido de una destilación flash, disminuyendo los requerimientos energéticos. Planta Lanzarote I (MSF). Ibrahim Perera Diagrama cortesía de: thewatertreatments.com

34. DESTILACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR La fuente de energía calorífica en vez de externa es interna (el propio vapor producido), sólo es necesaria energía en forma de trabajo mecánico (compresión) más una cantidad inicial de calor. El aumento de la temperatura de ebullición de una disolución frente al disolvente puro provoca que sea necesaria la compresión para el aprovechamiento de la entalpía de condensación. Imagen cortesía de NorlandInt’I

35. PROCESOS DE MEMBRANAS. Principios fundamentales.

36. ELECTRODIÁLISIS Proceso en el que los iones son transportados a través de membranas de intercambio iónico de una solución a otra por efecto de un potencial eléctrico. Las membranas están compuestas por iones fijos a un polímero como puede ser el poliestireno que capta los iones de signo contrario que entran en contacto con su superficie. Imagen cortesía de Hispagua.

37. ELECTRODIÁLISIS Imagen facilitada por: interempresas.net

38. ÓSMOSIS INVERSA Definición de ósmosis: fenómeno consistente en la difusión de dos disoluciones de distinta concentración realizada a través de una membrana semipermeable que permite preferentemente el paso de disolvente frente a los solutos. Causas: diferencia de potenciales químicos (función de P, T y composición). El equilibrio se alcanza al compensar la presión osmótica.

39. ÓSMOSIS INVERSA Si se proporciona a la disolución concentrada una presión superior a la osmótica, el flujo de disolvente se ejerce en sentido contrario.

40. ÓSMOSIS INVERSA Las membranas más empleadas son de acetato de celulosa y polímeros de poliamida aromática. El ensamblaje debe poseer resistencia mecánica (presión de trabajo: 17-27 atm para aguas salobres y 54-80 atm para agua marina) sin impedir la acción de separación Imagen cortesía del cabildo de Lanzarote

41. ÓSMOSIS INVERSA Instalación industrial de OI. Cortesía del cabildo de Lanzarote

42. OTROS PROCESOS Evaporación solar. Uso restringido a gran escala por: Grandes requerimientos de área. Inversión muy elevada. Dependencia climatológica. Congelación. Dificultad de automatización del proceso Balsa-invernadero para evaporación solar. Imagen facilitada por: Spiegler y El Sayed

43. ELECCIÓN DEL TIPO DE INSTALACIÓN

44. ELECCIÓN DEL TIPO DE INSTALACIÓN

45. Información facilitada por el cabildo de Lanzarote.

46. COSTES ECONÓMICOS Evaluación económica: Estas instalaciones pueden contar con subvenciones. Influencia sobre el precio del producto. INVERSIÓN INICIAL + COSTES DE EXPLOTACIÓN

47. COSTES ECONÓMICOS. Diferencias según el tipo de tecnología. Procesos térmicos Procesos de membrana

48. PROBLEMAS TÉCNICOS Ensuciamientos Corrosión Incrustaciones Ensuciamiento por materia particulada Biofouling Características que hacen a las desaladoras especialmente vulnerables: Alta concentración de cloruros Ligera acidez por la presencia de dióxido de carbono disuelto Etc

49. IMPACTO AMBIENTAL

50. IMPACTO AMBIENTAL Emisiones de dióxido de carbono indirectas por el consumo energético. Desarrollo de tecnología eficiente. Fuente: Impacto ambiental de la desalación. Juan J. Martínez de la Vallina

51. IMPACTO AMBIENTAL Líneas de investigación actuales: intercambiadores de presión y empleo de energías renovables.

52. IMPACTO AMBIENTAL VERTIDOS IMPACTO GLOBAL IMPACTO LOCAL

53. Vertidos. Impacto global. El efecto global es nulo debido a la composición de la salmuera: Concentración de iones al 50% que se ve compensada por la dilución del océano.

54. Vertidos. Impacto local. Efecto de la alta concentración de sales en el punto de vertido. Ámbito hipersalino. Caso importante: Posidonia mediterránea, de importante valor ecológico y comercial.

55. Vertidos. Impacto local. Recomendaciones a seguir para el establecimiento del foco emisor:

56. Vertidos. Impacto local. Para el estudio: empleo de software de simulación de la pluma de salmuera según las condiciones de vertido. Cortesía de: Miguel Torres Corral y Noemí Sánchez Castillo.

57. CONCLUSIÓN Importancia de la desalación como forma de aumentar los recursos hídricos. Necesidad de establecer parámetros de calidad del producto y sostenibilidad ambiental. Integración de la tecnología de desalación en una planificación hídrica racional y responsable.

58. Muchas gracias por la atención