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Desalinización de aguas: ¿Es una respuesta adecuada a la escasez del recurso hídrico?

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En los úl­ti­mos 20 años, la desa­li­ni­za­ción de aguas ha ex­pe­ri­men­ta­do una no­ta­ble ex­pan­sión a ni­vel mun­dial, trans­for­mán­do­se en una op­ción tec­no­ló­gi­ca re­le­van­te para pro­du­cir gran­des vo­lú­me­nes de agua dul­ce.

Ac­tual­men­te se pu­ri­fi­can dia­ria­men­te 130 mi­llo­nes de me­tros cú­bi­cos, uti­li­zan­do unas 21.500 plan­tas desa­li­ni­za­do­ras, que ope­ran en más de 130 paí­ses. En­tre los prin­ci­pa­les usua­rios se en­cuen­tran Ara­bia Sau­di­ta, Ku­wait, Is­rael, Aus­tra­lia, Es­ta­dos Uni­dos y Es­pa­ña, paí­ses que uti­li­zan in­ten­si­va­men­te la desa­li­ni­za­ción ase­gu­ran­do el re­cur­so agua para con­su­mo hu­mano, para pro­ce­sos pro­duc­ti­vos y en me­nor pro­por­ción para rie­go agrí­co­la.


Ac­tual­men­te se pu­ri­fi­can dia­ria­men­te 130 mi­llo­nes de me­tros cú­bi­cos, uti­li­zan­do unas 21.500 plan­tas
desa­li­ni­za­do­ras, que ope­ran en más de 130 paí­ses.

Exis­ten bá­si­ca­men­te tres pro­ce­sos co­mer­cia­les de desa­li­ni­za­ción: mem­bra­nas, tér­mi­cos y elec­tro­diá­li­sis. Del to­tal de agua desa­li­ni­za­da, cuya fuen­te más re­le­van­te pro­vie­ne del mar, cer­ca del 50% se des­ti­na para uso po­ta­ble. En la ac­tua­li­dad, el 70% del agua desa­li­ni­za­da se pro­du­ce me­dian­te os­mo­sis in­ver­sa, pro­ce­so que se co­men­ta­rá a con­ti­nua­ción.

¿En qué con­sis­te la os­mo­sis in­ver­sa?  Sus fun­da­men­tos es­tán ba­sa­dos en la de­no­mi­na­da os­mo­sis na­tu­ral, fe­nó­meno di­fu­si­vo que está pre­sen­te en las mem­bra­nas ce­lu­la­res de los or­ga­nis­mos vi­vos. Ta­les mem­bra­nas per­mi­ten el trans­por­te de agua, des­de una so­lu­ción de me­nor con­cen­tra­ción en so­lu­tos (bá­si­ca­men­te sa­les) a otra que se en­cuen­tra a ma­yor con­cen­tra­ción. Esta di­fe­ren­cia de con­cen­tra­cio­nes pro­vo­ca una di­fe­ren­cia de pre­sión os­mó­ti­ca a am­bos la­dos de la mem­bra­na.

De lo an­te­rior, la os­mo­sis in­ver­sa pue­de vi­sua­li­zar­se como el pro­ce­so que re­vier­te la os­mo­sis na­tu­ral. Esto se lo­gra em­plean­do una bom­ba que pre­su­ri­za la ali­men­ta­ción lí­qui­da a un va­lor su­pe­rior a la di­fe­ren­cia de pre­sión os­mó­ti­ca exis­ten­te en­tre la so­lu­ción sa­li­na y el efluen­te pu­ri­fi­ca­do, per­mi­tien­do así la di­fu­sión del sol­ven­te, es de­cir agua pu­ri­fi­ca­da.

En este pro­ce­so se uti­li­zan mem­bra­nas po­li­mé­ri­cas, vis­tas como ba­rre­ras fí­si­cas que im­pi­den (re­cha­zan) el paso de los so­lu­tos (sa­les) y si­mul­tá­nea­men­te per­mi­ten el paso de di­sol­ven­te (agua), para ob­te­ner un pro­duc­to (per­mea­do) con bajo con­te­ni­do sa­lino. Si se apli­ca os­mo­sis in­ver­sa al agua de mar, cuya sa­li­ni­dad se en­cuen­tra en el ran­go en­tre 35.000 y 40.000 ppm (par­tes por mi­llón), el per­mea­do ob­te­ni­do tie­ne una sa­li­ni­dad me­nor a 300 ppm, lo que evi­den­cia sus no­ta­bles ca­pa­ci­da­des se­lec­ti­vas, re­cha­zan­do más del 99% de las sa­les di­suel­tas. 

La os­mo­sis in­ver­sa ope­ra en con­di­cio­nes de flu­jo es­ta­cio­na­rio, ori­gi­nan­do 2 co­rrien­tes efluen­tes: la de agua pu­ri­fi­ca­da (per­mea­do) y la so­lu­ción más con­cen­tra­da en sa­les (re­cha­zo), que tí­pi­ca­men­te re­tor­na al mar. En lo re­fe­ren­te al des­tino de la frac­ción lí­qui­da más con­cen­tra­da, el im­pac­to am­bien­tal es mi­ni­mi­za­do em­plean­do apro­pia­dos sis­te­mas de di­lu­ción que ha­cen li­te­ral­men­te im­per­cep­ti­ble el gra­dien­te sa­lino ya a po­cos me­tros de la des­car­ga del con­cen­tra­do. Ade­más, re­sul­ta cla­ro que la desa­li­ni­za­ción no in­cre­men­ta el con­te­ni­do sa­lino res­pec­to del va­lor que exis­te ini­cial­men­te en la co­rrien­te de ali­men­ta­ción.

El quid del pro­ce­so de os­mo­sis in­ver­sa se en­cuen­tra pre­ci­sa­men­te en la mem­bra­na, de ca­rac­te­rís­ti­cas se­mi­permea­bles, al­ta­men­te se­lec­ti­va y de ca­rác­ter den­so, es de­cir sin po­ros. Es­tas mem­bra­nas se sin­te­ti­zan a par­tir de po­lí­me­ros hi­dro­fí­li­cos, pre­do­mi­nan­te­men­te del tipo po­li­amí­di­co, in­cor­po­ran­do va­rias ca­pas para otor­gar­le re­sis­ten­cia me­cá­ni­ca, pro­pie­da­des se­lec­ti­vas (capa ac­ti­va) y para se­gre­gar los flu­jos de ali­men­ta­ción, con­cen­tra­do y per­mea­do.

El cos­to más re­le­van­te en os­mo­sis in­ver­sa está re­la­cio­na­do con el con­su­mo ener­gé­ti­co para pre­su­ri­zar la ali­men­ta­ción lí­qui­da (en­tre 50 y 60 bar para agua de mar) e im­pul­sar­la a tra­vés de los ban­cos de mem­bra­nas.

Es in­tere­san­te in­di­car que esta tec­no­lo­gía, tal cual como la co­no­ce­mos hoy, es el re­sul­ta­do de dé­ca­das de me­jo­ras con­ti­nuas y desa­rro­llo cien­tí­fi­co en po­lí­me­ros, bom­bas im­pul­so­ras, equi­pos re­cu­pe­ra­do­res de ener­gía, hard­wa­re de me­di­ción/​con­trol en lí­nea, pre­tra­ta­mien­tos,  pos­tra­ta­mien­tos y otros com­po­nen­tes tí­pi­cos  de una plan­ta de mem­bra­nas.

En Chi­le, la desa­li­ni­za­ción lle­gó para que­dar­se y ex­pan­dir sus apli­ca­cio­nes, em­plean­do casi ex­clu­si­va­men­te agua de mar. Ya en los años 80 se ins­ta­la­ron las pri­me­ras plan­tas desa­li­ni­za­do­ras de os­mo­sis in­ver­sa; en la ac­tua­li­dad se pro­du­cen unos 500.000 me­tros cú­bi­cos de agua dia­rios, y se pre­vé que en los pró­xi­mos 5 años esta ci­fra su­pe­ra­rá el mi­llón de me­tros cú­bi­cos.

Para las re­gio­nes del nor­te de Chi­le, cuya tasa de plu­vio­si­dad en al­gu­nas lo­ca­li­da­des in­clu­so no su­pera los 5 mm al año, la desa­li­ni­za­ción es casi la úni­ca al­ter­na­ti­va para su­mi­nis­trar agua a cos­tos ra­zo­na­bles. Un ejem­plo de ello se en­cuen­tra en la ciu­dad de An­to­fa­gas­ta, don­de una plan­ta de os­mo­sis in­ver­sa tie­ne la ca­pa­ci­dad de su­mi­nis­trar cer­ca de 100.000 me­tros cú­bi­cos de agua ca­li­dad po­ta­ble para toda la po­bla­ción, eli­mi­nan­do si­mul­tá­nea­men­te la pre­sen­cia de boro, ar­sé­ni­co y otros con­ta­mi­nan­tes que es­tán na­tu­ral­men­te pre­sen­tes en aguas su­per­fi­cia­les y sub­te­rrá­neas de la re­gión.

Otras uni­da­des desa­li­ni­za­do­ras, ac­tual­men­te en ope­ra­ción, es­tán pu­ri­fi­can­do de­ce­nas de mi­les de me­tros cú­bi­cos para pro­ce­sos mi­ne­ros, hi­dro­me­ta­lúr­gi­cos y para los ci­clos de va­por de cen­tra­les ter­mo­eléc­tri­cas.

A modo de con­clu­sión, la desa­li­ni­za­ción de aguas ya se ha ins­ta­la­do como una he­rra­mien­ta vá­li­da que está apor­tan­do a re­sol­ver y/​o mi­ti­gar, en mu­chos ca­sos, los efec­tos de la ca­ren­cia del re­cur­so hí­dri­co. 

En la me­di­da que se in­cor­po­ren es­tas tec­no­lo­gías de ma­ne­ra sus­ten­ta­ble y equi­ta­ti­va, se sa­tis­fa­cen las de­man­das de co­mu­ni­da­des y del sec­tor pro­duc­ti­vo, so­bre la base de au­men­tar el re­cur­so exis­ten­te en can­ti­dad, ca­li­dad, ga­ran­ti­zan­do la se­gu­ri­dad hí­dri­ca que per­mi­ta dis­po­ner de agua para las con­di­cio­nes ac­tua­les y fu­tu­ras.

Por Aldo Saa­ve­dra:
Aca­dé­mi­co del De­par­ta­men­to de In­ge­nie­ría Quí­mi­ca de la Uni­ver­si­dad de San­tia­go. Doc­tor en In­ge­nie­ría Quí­mi­ca, In­ge­nie­ro Ci­vil Quí­mi­co, in­ves­ti­ga­dor del La­bo­ra­to­rio de Pro­ce­sos de Se­pa­ra­ción por Mem­bra­nas del De­par­ta­men­to de In­ge­nie­ría Quí­mi­ca. Su prin­ci­pal lí­nea de in­ves­ti­ga­ción es la desa­li­ni­za­ción y tra­ta­mien­to de aguas para su em­pleo en rie­go agrí­co­la, agua po­ta­ble y pro­ce­sos pro­duc­ti­vos.

 

TAGS: #AguaPotable #EscasezHídrica #RecursosNaturales #Usach Desalinización del Agua

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cristián barría jara

24 de septiembre

Considero que su artículo es muy bueno, desde el punto de vista de la difusión, como desde el punto de vista del tema. Lamentablemente los intereses económicos involucrados { incluso en este blog }, no permiten una mejor difusión y discusión. Considero personalmente que la desalinización del agua de mar es la única alternativa viable para que Chile no colapse como estado nación. Lo que sí estimo conveniente ahondar es en las problemáticas relacionadas con el vertido de las sales sobrantes { que es el principal reparo que ponen los ecologistas y las comunidades adyacentes a las instalaciones }, el costo de instalación y operación { en este punto se debe tener muy presente la política del hidrógeno verde } y el militarismo chileno { reflejado en las concesiones marítimas otorgadas por ¡el ministerio de defensa y la marina de guerra! }; lo cual lo considero inaceptable desde el punto de vista jurídico, social y económico.

05 de octubre

Si bien la desalinización es útil, produce contaminación y daña el medio ambiente, por eso, existe otra alternativa mejor y viene de la economía circular, es decir, aprovechar que el agua es reciclable y es posible transformar el agua de alcantarilla(negras y grises) en una fuente segura de agua potable

Aprovechemos que el agua es un recurso recuperable

cristián barría jara

07 de octubre

Don Fernando es grato volver a debatir con usted; lo que usted señala es cierto, pero, con matices en mí opinión: a} las aguas recicladas no producen un volumen suficiente como para enfrentar el problema del agua, por ese motivo, solo son un paliativo, además producen los «barros», que no son más que los excrementos y otras cosas { como los papeles higénicos }, que han sido sanitizados lo mejor posible y que se depositan en vertederos, generando un espantoso hedor por su concentración y contaminación por los líquidos percolados que todavía contienen, para que una vez que estén «secos» se utilicen como fertilizantes agrícolas. b} La contaminación por el vertido de las sales residuales del proceso de desalinización, es cierta, pero eso como lo señala el artículo, se puede enfrentar bastante bién con un buen proceso de utilización y descarga de esas sales. Las sales por su concentración se pueden usar como materia prima para extraer los minerales que se contienen en ella, como el litio y la descarga puede regularse por cantidad y lejanía de la zona de obtención { en este punto es esencial tener claro conocimiento de las corrientes costeras }.

07 de octubre

Si, es un tema interesante, pensando que pronto tendremos los racionamientos y deberemos mirar la experiencia de Ciudad del Cabo para aprender.

Ahora sobre la Desalinización, no solo es un proceso que genera contaminación ambiental y destruye el medio ambiente con la salmuera resultante, Hay otras limitaciones y son sus elevados costos de producción y transporte, los que limitan su utilización en zonas rurales. Agregando que consume mucha energía eléctrica, uno de sus mayores costos operacionales. En cambio, el reciclaje es económico y más eficiente energéticamente que la desalinización de agua de mar

Lo otro, los humanos bebemos entre 4 y 6 litros de agua al día, por lo mismo, el objetivo de reciclar el agua es para ser utilizada principalmente en la agricultura y la industria.

Otro efecto positivo del reciclaje es que las zonas rurales obtengan sistemas de saneamiento, piense que parte importante de las aguas residuales se vierten al medio ambiente sin ningún tipo de tratamiento. Los residuos que produce el reciclaje sirven para generar biogás y extraer fertilizantes.

Y para vencer el obstáculo emocional y psicológico que significa beber agua reciclada, pensemos en los astronautas de la Estación Espacial, ellos llevan bebiendo la misma agua, que ha sido reciclada incontables veces y ninguno se ha enfermado.

Para terminar, la respuesta no es si uno o el otro, hay que utilizar ambos, pero, conociendo sus fortalezas y debilidades.

Saludos.

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