La energía necesaria para desalinizar agua mediante ósmosis inversa se calcula multiplicando la producción diaria de agua por el consumo específico del sistema: Consumo diario de electricidad (kWh) = Producción diaria de agua (m³) × Consumo específico de energía (kWh/m³). Para estimar el coste, se multiplica después el consumo diario de electricidad por el precio local de la electricidad.
En la desalinización de agua de mar, el consumo energético de un sistema SWRO suele situarse aproximadamente entre 3 y 6 kWh/m³ en función de la calidad del agua, la presión de operación, la tasa de recuperación, la eficiencia de las membranas y la presencia de dispositivos de recuperación de energía. En sistemas optimizados con recuperación de energía, el consumo habitual puede situarse aproximadamente entre 2,5 y 4,0 kWh/m³.
Fórmula básica para calcular el consumo eléctrico
La lógica detrás de los cálculos de consumo de energía no es complicada: Consumo diario de electricidad (kWh) = Producción diaria de agua (m³) × Consumo específico de energía (kWh/m³). Factura de electricidad = Consumo diario de electricidad × Precio local de la electricidad.
Por ejemplo, una planta que produzca 1.000 m³ de agua al día y tenga un consumo específico de 3 kWh/m³ necesitará 3.000 kWh diarios. Si el precio local de la electricidad fuera 0,15 por kWh, el coste diario de la electricidad se obtendría multiplicando 3.000 kWh por 0,15.
| Dato necesario | Unidad | Función en el cálculo |
|---|---|---|
| Producción diaria de agua | m³/día | Determina el volumen que debe tratar la planta |
| Consumo específico | kWh/m³ | Indica la energía necesaria para producir un metro cúbico |
| Consumo diario de electricidad | kWh/día | Resultado de multiplicar producción y consumo específico |
| Precio de la electricidad | moneda/kWh | Permite estimar el coste eléctrico |
Rangos de consumo según el tipo de agua
Usemos estándares reconocidos en la industria: el rango de consumo de energía para un sistema SWRO es de aproximadamente 3-6 kWh/m³, mientras que para un sistema BWRO es de aproximadamente 0,5-2 kWh/m³.
Los sistemas SWRO tratan agua de mar, mientras que los sistemas BWRO tratan agua salobre. Es importante tener en cuenta que no se pueden comparar ambos sistemas basándose únicamente en las cifras de kWh. Dado que los sistemas BWRO y SWRO tienen diferentes calidades de agua y configuraciones de pretratamiento, una comparación directa llevará a conclusiones erróneas.
| Sistema | Agua tratada | Consumo aproximado | Presión habitual |
|---|---|---|---|
| SWRO | Agua de mar | 3-6 kWh/m³ | 50 a 75 bares |
| BWRO | Agua salobre | 0,5-2 kWh/m³ | 14 bar - 21 bar |
Actualmente esta tecnología se emplea para la desalinización de aguas salobre y de agua de mar de acuerdo a los siguientes datos generales de operación: Aguas Salobres: La salinidad de este tipo de aguas es de 2000 mg/L - 10000 mg/L. En su tratamiento se utilizan presiones de 14 bar - 21 bar para conseguir coeficientes de rechazo superiores al 90 % y obtener aguas con concentraciones salinas menores de 500 mg/L, que son los valores recomendados por WHO como condición de potabilidad.
Agua de Mar: Dependiendo de la zona geográfica, la salinidad de este tipo de aguas es de 30000 mg/L - 40000 mg/L. Para conseguir condiciones de potabilidad se utilizan membranas de poliamida de tipo fibra hueca que permiten conseguir coeficientes de rechazo superiores al 99.3 % con presiones de trabajo de 50 bar - 70 bar.
Ejemplos de cálculo
Planta pequeña
Una planta que produzca 10 m³ diarios y consuma 4 kWh/m³ tendrá un consumo diario de 40 kWh. Para una producción continua de 365 días, el consumo anual sería de 14.600 kWh.
Planta de tamaño medio
Una instalación con una producción de 250 m³ diarios y un consumo específico de 3,5 kWh/m³ necesitará 875 kWh al día. Si funciona durante 365 días, el consumo anual ascenderá a 319.375 kWh.
Planta de gran capacidad
Una planta que produzca 100.000 m³ diarios con un consumo de 2,67 kWh/m³ necesitará 267.000 kWh diarios. La planta desalinizadora de Aqaba, en Jordania, logra un bajo consumo energético y un coste reducido gracias a la integración de un sistema híbrido de energía eólica, diésel y baterías.
Esta planta tiene una capacidad de producción de 109.500 m³/día, un consumo energético específico de 2,67 kWh/m³ y un coste de producción de agua de aproximadamente 1,4 T$/m³.
Consumo de la bomba a partir de su potencia
Para una instalación pequeña también puede hacerse una estimación a partir de la potencia nominal de la bomba. La bomba es el principal componente que utiliza energía, por lo que conocer su potencia nominal puede ser un buen punto de partida.
Digamos que un sistema tiene una bomba con una potencia nominal de 500 vatios. Si la bomba funciona durante 2 horas al día, puede calcular el consumo de energía de la siguiente manera: 500 vatios x 2 horas = 1000 vatios - hora o 1 kWh por día.
Por supuesto, este es un ejemplo simplificado y, en situaciones de la vida real, es posible que la bomba no funcione continuamente a plena potencia. El cálculo real debe considerar el tiempo de funcionamiento, la carga de la bomba, los variadores de velocidad y el consumo de los demás equipos auxiliares.
Por qué varía tanto el consumo energético
Principalmente porque el consumo de energía depende en gran medida de las condiciones del proyecto y de las configuraciones técnicas. El diseño de cada planta desaladora de ósmosis inversa es único y depende de muchos factores locales como por ejemplo el entorno geográfico y geológico, calidad de agua de entrada y de salida, capacidad de producción…
La compra de equipos es una inversión única. La clave de la rentabilidad reside en los costos operativos, y la electricidad suele representar más de la mitad de dichos costos.
En la práctica, los distintos proveedores pueden ofrecer cifras de consumo energético que varían hasta en un doble: algunos en 3 kWh/m³, otros en 6 kWh/m³. Comprender el consumo energético es fundamental para entender los costes operativos.
Factores que determinan la energía necesaria
Salinidad y sólidos disueltos totales
El consumo de energía de un sistema de desalinización de agua de mar depende de los siguientes factores clave: TDS. Es fácil de entender: cuanto mayor sea la salinidad del agua de mar, mayor será la presión osmótica y, por lo tanto, mayor será la presión necesaria para superarla, lo que incrementa el consumo de energía.
El nivel estándar de sólidos disueltos totales (TDS) en el agua de mar es de aproximadamente 35 000-45 000 mg/L. Si el emplazamiento de su proyecto presenta una alta salinidad, como en la región del Mar Rojo, el consumo energético será sin duda superior al valor teórico.
Por el contrario, en aguas de baja salinidad, como las del Mar Caspio (<16 000 mg/L), el consumo energético optimizado puede ser tan bajo como 1,809 kWh/m³. El impacto de los sólidos disueltos totales (TDS) es significativo.
Presión de operación
Se requiere una presión superior a la presión osmótica para forzar el paso del agua a través de la membrana. La presión de funcionamiento estándar para la desalinización de agua de mar suele ser de 50 a 75 bares.
Una mayor presión se traduce en una mayor tasa de producción de agua por unidad de tiempo, pero también en un mayor consumo de energía. Esto genera un problema de equilibrio: una presión demasiado baja impide la producción de agua, mientras que una presión demasiado alta conlleva elevados costes de electricidad.
Tasa de recuperación
Tasa de recuperación = Volumen de agua del producto / Volumen de agua de alimentación. Cuanto más concentrado esté el concentrado, mayor será la presión osmótica y, naturalmente, mayor será el consumo de energía.
Los sistemas SWRO estándar suelen tener una tasa de recuperación de 35-45 l/3 T. Por lo tanto, si encuentra un proveedor con un consumo energético excepcionalmente bajo, pregunte siempre por su tasa de recuperación.
Una tasa de recuperación baja reducirá el consumo de kWh/m³, pero aumentará el consumo total de agua, lo que conlleva mayores costes de pretratamiento.
Temperatura del agua
A medida que aumenta la temperatura del agua, disminuye su viscosidad, lo que incrementa el flujo de permeado a través de la membrana. Una temperatura adecuada puede reducir la presión de operación manteniendo el mismo caudal de permeado.
Un estudio demostró que aumentar la temperatura del agua de alimentación de 5 °C a 30 °C incrementó el caudal de permeado en 0,929 m³/h.
Eficiencia y envejecimiento de las membranas
Diferente Membranas de ósmosis inversa presentan diferente permeabilidad bajo presión unitaria. El uso de una membrana de alto flujo puede reducir el consumo de energía del sistema de ósmosis inversa a aproximadamente 2,22 kWh/m³.
Además, las membranas envejecen con el tiempo y el consumo de energía aumenta anualmente. Esto debe tenerse en cuenta durante la operación y el mantenimiento.
En una planta de ósmosis inversa las características relacionadas con las membranas (presión, pH, mantenimiento y composición) son aspectos a tener en cuenta para mejorar la eficiencia energética. Su elección dependerá del tipo de agua a tratar.
- Membranas para agua salobre.
- Membranas para agua de mar.
- Membranas de bajo ensuciamiento.
- Membranas de baja energía.
Ensuciamiento de las membranas
Un factor importante para mantener controlado el consumo energético en la desalación se centra en impedir el ensuciamiento de las membranas (fouling), el cual centra los objetivos de numerosas líneas de investigación.
El fouling afecta directamente al rendimiento energético, a la vida útil de las membranas y a la ratio de producción de agua. Mantener la membrana limpia y en buenas condiciones puede reducir la presión necesaria para que funcione el sistema, lo que a su vez reduce el consumo de energía.
Cómo funciona una planta desaladora de ósmosis inversa
El método más habitual que emplean este tipo de instalaciones para desalinizar agua es el sistema de ósmosis inversa. Mediante bombas hidráulicas, extraen agua del mar y es procesada a través de filtros para retirar algas, contaminantes y cualquier elemento dañino.
La ósmosis inversa permite eliminar del agua de mar cualquier sólido, incluyendo la propia sal. Sin embargo, para hacer funcionar una planta desaladora, es necesaria mucha energía eléctrica. Lo que encarece el proceso y lo vuelve menos sostenible.
Captación de agua
El primera paso consiste en la obtención del agua de entrada (también conocida como agua bruta) desde el mar, a través de tuberías impulsadas por bombeo que la conducen hasta la planta de tratamiento.
Pretratamiento
Una vez el agua de entrada está en la planta desaladora, hay que aplicar un pre-tratamiento global que incluirá distintos procesos físicos y químicos que varían según la calidad del agua.
Generalmente se aplica un coagulante para formar agregados de partículas que serán eliminados en el decantador. Tras este proceso de decantación, se continuará con la desinfección para eliminar la carga biológica del agua.
Posteriormente, el agua pasa a distintas presiones por un conjunto de etapas de filtración y ultrafiltración para eliminar la mayor parte de la materia en suspensión, afinando en cada una de ellas la filtración anterior.
A continuación, el agua es preparada para que tenga las condiciones fisicoquímicas óptimas para ser introducida en las membranas semipermeables.
Las membranas de ósmosis inversa actuales son muy sensibles a las variaciones en la calidad del agua, las temperaturas… por lo que con el fin de no dañarlas es fundamental que la fase de pre-tratamiento del agua sea óptima, por lo que el diseño de este sistema de tratamiento previo es un factor clave para el eficiente funcionamiento de la planta desaladora.
Membranas y separación de corrientes
En esta fase, bombas de alta presión impulsan el agua hacia las membranas de ósmosis inversa, que están dispuestas en bastidores. La presión ejercida debe superar la presión osmótica.
Tras el paso del agua por las membranas se obtienen dos corrientes diferentes: una de agua desalada (también denominada agua producto) y una corriente de lo que se conoce como salmuera (también denominado concentrado o rechazo) y que es el mismo agua de entrada con una mayor concentración de sales, al estar éstas diluidas en menor cantidad de agua.
La corriente de rechazo será nuevamente enviada al mar. Antes de eso, la mayoría de plantas desaladoras aprovechan la energía residual de la salmuera con el uso de sistemas de turbinas para disminuir el consumo energético total de la planta.
Postratamiento
La corriente de agua desalada, según su calidad inicial o su uso posterior, podrá pasar por una segunda etapa de ósmosis inversa, y finalmente entrará en la fase de post-tratamiento.
El agua desalada es conducida a un depósito de almacenaje donde es tratada de acuerdo al uso final que vaya a tener. De ser necesario es remineralizada para mejorar su calidad para el consumo humano según las normativas sanitarias vigentes.
Posteriormente, el agua desalada está lista para ser conducida a la red de abastecimiento.
Recuperación de energía de la salmuera
El sistema ERD funciona recuperando la presión del concentrado de alta presión en un sistema de ósmosis inversa y reutilizándola para aumentar el caudal del agua de alimentación, reduciendo así significativamente el consumo de energía del sistema.
Equipar un sistema SWRO con un ERD puede reducir el consumo de energía hasta en 60%, y los ERD isobáricos modernos pueden alcanzar eficiencias de más de 98%.
En los últimos años se han desarrollado sistemas avanzados de recuperación de energía que permiten aprovechar la presión propia del proceso de desalinización por ósmosis inversa y que, por consiguiente, reducen el consumo global que requiere la planta.
Principales dispositivos de recuperación
- Cámaras isobáricas: Son los sistemas de recuperación de energía más empleados en la actualidad. Evitan las pérdidas de eficiencia asociadas a la conversión de energía que se producen en los dispositivos centrífugos. Convierten la energía hidráulica en energía mecánica y su rendimiento asciende al 97%.
- Cámaras de Intercambio de Presión: son dispositivos que intercambian la presión entre dos corrientes de agua. Así, transmiten la energía potencial que tiene la salmuera al agua de mar mediante unos cilindros sin necesidad de recurrir a la energía de rotación. Su efectividad también supera el 90%.
- Turbina Pelton: es uno de los tipos más eficientes de turbina hidráulica y tiene un rendimiento del 88%. Sustituyen a las turbinas Francis, las cuales eran usadas en décadas de finales del siglo XX. Aporta un ahorro energético de entre 0.18-0.2 kWh/m3 adicional.
- Turbocharger: presenta un rendimiento del 80% y consigue una reducción del consumo de energía del 30%. En el Turbocharger, la salmuera acciona una turbina la cual impulsa, mediante un eje, una bomba centrífuga.
- Intensificadores de presión: convierten la presión de la salmuera directamente en alimentación del proceso.
Existen dos tipos: - Tipo 1: dos bombas de pistones rotativos adheridas a un motor. Trabajan respectivamente como bomba y recuperador. - Tipo 2: consta de dos cilindros enfrentados con pistones que comparten un único eje y una válvula inversora.
Límite termodinámico del consumo
La desalinización de agua de mar tiene un consumo energético mínimo teórico. Según la segunda ley de la termodinámica, en condiciones de 25 °C y una tasa de recuperación de 50 l/3 T, el consumo energético mínimo teórico para producir 1 m³ de agua dulce a partir de agua de mar estándar es de 1,1 kWh/m³.
La eficiencia energética no puede incrementarse sin límite, puesto que termodinámicamente hay un coste energético mínimo que no se puede reducir. Éste depende de las características fisicoquímicas del agua a desalar, del porcentaje de recuperación del proceso y de la salinidad.
Así, de forma teórica, el mínimo consumo energético necesario para desalar el agua de mar con una salinidad de 35 g/L y con una recuperación estándar del 45% es 1,97 kWh/m3. Con la mejor tecnología actualmente disponible, el consumo mínimo industrial está en 2,51-2,74 kWh/m3 en función de si se utilizan turbinas Pelton o cámaras isobáricas -más eficientes- para la recuperación de la presión.
El consumo energético de un sistema SWRO real suele ser de 2,5 a 4,0 kWh/m³ (con un ERD). Actualmente, se pueden construir plantas desaladoras con un consumo energético en la fase de ósmosis de 2 kWh/m3, con un índice de recuperación del 45%, que equivaldría a un consumo global de 2,5 kWh/m3.
Margen de seguridad en la estimación
Un error común es creer que las facturas de electricidad se calculan multiplicando directamente el consumo de kWh/m³ del proveedor por el precio de la electricidad. Los valores que proporcionan los proveedores suelen medirse en condiciones de funcionamiento estándar.
Se recomienda dejar un margen de 10-20% en el presupuesto del proveedor para cubrir las diferencias en las condiciones del lugar del proyecto. Este margen puede contemplar variaciones en la salinidad, temperatura, presión, calidad del agua, ensuciamiento, caudal real y rendimiento de los equipos auxiliares.
Efecto de la energía solar sobre el cálculo
Mucha gente tiene una idea equivocada al respecto, creyendo que usar energía solar reducirá el consumo energético de los equipos. Pero, sinceramente, la energía solar solo modifica la estructura de costes, no el consumo energético en sí.
La cantidad de electricidad que consume un sistema de ósmosis inversa para producir 1 m³ de agua está determinada por parámetros técnicos como la presión y la tasa de recuperación. Tanto si se conecta a la red eléctrica, como si utiliza gasóleo o energía solar, el equipo consumirá la misma cantidad de electricidad.
La ventaja de la energía solar es que le ahorra problemas a largo plazo. Los precios de la electricidad de la red y del combustible diésel fluctúan debido a las políticas y las condiciones del mercado.
Pero la generación de energía solar es intermitente; por la noche o en días nublados sin luz solar, el sistema debe depender del almacenamiento en baterías o volver a conectarse a la red eléctrica y a los generadores diésel para obtener energía de respaldo.
Fuentes renovables aplicables
Las energías renovables son importantes fuentes de energía limpias, inagotables y muy competitivas. Además, y a diferencia de los combustibles fósiles, no generan gases de efecto invernadero ni emisiones contaminantes.
- Eólica: el viento puede generar electricidad para la desalinización por ósmosis inversa. Es una opción correcta para comunidades costeras e insulares.
- Undimotriz: los mares contienen una gran cantidad concentrada de energía cinética. Esos sistemas aprovechan la energía generada por las olas para presurizar el agua y bombearla hacia una planta de tratamiento ubicada en tierra.
- Geotérmica: al generar tanto electricidad como calor, es adecuada para la desalinización térmica y la ósmosis inversa.
- Solar: es la fuente de energía renovable que presenta el mayor nivel de potencia para la desalinización sostenible a largo plazo.
Existen dos tipos: - Energía Solar Concentrada (CSP): genera calor directo y suele ser empleada para evaporar agua en el proceso de desalinización térmica. - Fotovoltaica (PV): emplea paneles solares con el objetivo de generar electricidad que alimenta a las bombas de ósmosis inversa.
Medidas para reducir el consumo energético
Dimensionamiento adecuado
Otro factor es el tamaño y la capacidad del sistema. Los sistemas más grandes que están diseñados para producir un gran volumen de agua purificada por día generalmente consumirán más energía que los más pequeños.
También puede asegurarse de que el sistema tenga el tamaño adecuado para sus necesidades. Si tiene un hogar pequeño, no es necesario adquirir un sistema a gran escala que utilizará más energía de la necesaria.
Mantenimiento y pretratamiento
El mantenimiento regular es clave. Mantener la membrana limpia y en buenas condiciones puede reducir la presión necesaria para que funcione el sistema, lo que a su vez reduce el consumo de energía.
Las membranas de ósmosis inversa actuales son muy sensibles a las variaciones en la calidad del agua, las temperaturas… por lo que con el fin de no dañarlas es fundamental que la fase de pre-tratamiento del agua sea óptima.
Variadores de velocidad
Los variadores de velocidad son unos dispositivos que controlan la velocidad y el torque de los motores eléctricos. Pueden adaptarse a un amplio abanico de aplicaciones, entre los que se encuentran los procesos de desalinización de agua por ósmosis inversa.
El control de velocidad en bombas de circulación de agua implica una adaptación, en todo momento, a factores como la carga de la instalación, el envejecimiento de las membranas o el desgaste de los equipos rotativos.
Para ello, es necesario adecuar los caudales y presiones a las necesidades puntuales de la instalación asegurando trabajar en el punto óptimo y logrando así la máxima eficiencia y ahorro energético.
Digitalización
La carrera por la innovación, así como la implementación de trabajos optimizados y la tecnología, han sido los objetivos principales para lograr la digitalización en procesos de desalinización. Big Data, sensores, blockchain, inteligencia artificial o transferencia de datos se han implementado para automatizar el proceso e incrementar la eficiencia en operación.
En la actualidad, el sistema que engloba y predomina toda funcionalidad es el PMS (Plant Management System) o sistema de gestión de plantas. Este mecanismo conlleva el correcto seguimiento de la gestión de desalinización y su respectiva información, reporte de informes o incluso sistemas de mecanismo avanzado y predicción.
Otra variante son los EMS (Energy Management Systems) o sistema de gestión de la energía, los cuales recurren a operadores de redes eléctricas para monitorear y optimizar el funcionamiento del sistema de transmisión.
Además de estos sistemas, han surgido otros como Digital Twin -gemelo digital- que aportan una imagen “virtual” de la planta de desalinización y sus ventajas son innumerables al abarcar muchos conceptos digitales como Big Data o la conectividad avanzada.
Consumo energético de la ósmosis inversa frente a la evaporación
Las tecnologías empleadas a fecha de hoy, en los procesos de desalación de agua pueden clasificarse en función de varios criterios, principalmente: Cambio de fase del agua a tratar. Tipo de energía. Proceso empleado.
En base a estos criterios de clasificación las principales tecnologías asociadas se dividen en tecnologías de evaporación y tecnologías de filtración.
En los procesos de evaporación para la obtención de agua potable a partir de agua salada, el consumo energético no depende la salinidad del agua a tratar, por lo que son más ventajosos desde este punto de vista, cuanto más salina sea el agua de entrada, con respecto a los procesos de ósmosis inversa.
Compresión mecánica de vapor
Los evaporadores al vacío por compresión mecánica de vapor (CMV) evaporan el líquido, en este caso el agua salada, en un lado de la superficie de intercambio, y se comprime lo suficiente para que condense en el otro lado y pueda así mantenerse el ciclo de destilación de agua, salvando las pérdidas del proceso y la elevación de la temperatura de ebullición del agua salada respecto a la pura.
Estos pequeños equipos son mucho más fiables y sencillos de operar que los equipos de osmosis inversa y casi no tienen mantenimiento, lo que los hace ideales para abastecer de agua dulce a pequeños núcleos de población, zonas remotas, zonas insulares, etc.
El consumo específico de estas instalaciones es más bajo que el de los otros procesos de destilación: normalmente el consumo eléctrico equivalente está sobre los 10 kWh/m3. El limitante mayor de este tipo de tecnología está en el tamaño máximo de los compresores volumétricos empleados.
Destilación por múltiple efecto y destilación súbita
En los procesos MED, el agua a tratar pasa a través de una serie de evaporadores puestos en serie. El vapor de una de las celdas se usa para evaporar el agua de la siguiente mientras que el aporte de energía primaria se hace sobre la primera de las etapas.
La destilación súbita (MSF) está indicada para aguas cuya salinidad es elevada. También lo está en aguas de temperaturas más altas y mayor contaminación. El mayor inconveniente que presentan las plantas MSF es el alto consumo energético.
Impacto ambiental relacionado con el consumo
Además, la salmuera resultante, si no se procesa adecuadamente, causa impacto en el ecosistema. Los sistemas de descarga de salmuera se diseñan para minimizar el impacto medioambiental, a través de la construcción de emisarios con difusores y dilución previa.
Resulta importante señalar que todas las plantas desaladoras están sujetas a estudios iniciales y periódicos de viabilidad e impacto medioambiental aprobados por la autoridad competente, para garantizar que su actividad no perjudica al medio ambiente.
Referencias de consumo en plantas reales
Los proyectos de distinta envergadura y ubicados en diferentes regiones presentan diferencias significativas en cuanto a consumo energético y relación coste-beneficio.
Los recursos de agua dulce son escasos en las Islas Canarias, lo que convierte la desalinización del agua de mar en la principal fuente de suministro. En 2024, la planta desalinizadora DESALO 2.0 comenzó a operar oficialmente en Gran Canaria, con una capacidad de producción de 2500 m³/d, un consumo energético específico de 1,83 kWh/m³ y un coste estimado de producción de agua de aproximadamente US$$0,55-0,80/m³.
| Instalación | Producción | Consumo específico |
|---|---|---|
| Planta desalinizadora de Aqaba | 109.500 m³/día | 2,67 kWh/m³ |
| DESALO 2.0, Gran Canaria | 2500 m³/d | 1,83 kWh/m³ |
Evolución tecnológica
El sector de la desalinización por ósmosis inversa ha logrado grandes avances tecnológicos durante las últimas décadas. Esto ha permitido mejorar en gran medida la eficiencia energética, además de reducir el impacto medioambiental de los procesos.
A día de hoy, atendemos a una disminución drástica del consumo energético en las plantas desalinizadoras de agua. El consumo energético de una planta desalinizadora de agua de mar por ósmosis inversa está por debajo de 3 kWh/m3 respecto a plantas antiguas, que en la década de los 70 superaban los 30 kW.h/m3.
Esta reducción del consumo energético ha sido un factor esencial para la implementación de la desalinización en el mundo. No obstante, cabe destacar que la cantidad de energía necesaria para generar agua desalinizada es diferente según la técnica empleada, influyendo también otros factores como la salinidad de agua de entrada.
Ósmosis inversa por lotes
Esta tecnología se basa en un sistema equiparable a un sistema de ósmosis inversa convencional que opera en batch. El porcentaje de recuperación lo determina la frecuencia de las etapas de purga que son ordenadas por un software específico, en vez del diseño mecánico y el número de etapas como sería en un sistema de ósmosis inversa convencional.
El sistema empieza realizando batchs a baja presión y va incrementando ésta gradualmente a medida que la concentración aumenta, hasta llegar al grado de recuperación indicado. Este funcionamiento hace que la presión media sea inferior a la presión constante del sistema convencional.
Mediante este tipo de operación, el consumo de energía respecto al sistema convencional se reduce en un 20-35%.
Procedimiento práctico de cálculo
- Determine si la instalación tratará agua de mar o agua salobre.
- Obtenga la producción diaria prevista en m³/día.
- Identifique el consumo específico expresado en kWh/m³.
- Multiplique la producción diaria por el consumo específico.
- Añada un margen de 10-20% para cubrir las diferencias entre las condiciones estándar y las condiciones reales del emplazamiento.
- Multiplique el consumo diario ajustado por el precio local de la electricidad.
- Repita el cálculo para distintos escenarios de salinidad, temperatura, presión y tasa de recuperación.
La respuesta final debe expresar por separado el consumo específico en kWh/m³, el consumo diario en kWh/día, el consumo anual en kWh/año y el coste eléctrico correspondiente. De este modo, el valor técnico puede relacionarse directamente con la producción de agua y con los costes operativos.
tags: #calcular #energia #para #desalinizar #por #osmosis
Publicaciones populares:
- Incumplimiento de la norma con las mascarillas Garry Galaxy FFP2
- Historia y evolución de la depuradora de Salamanca
- Características del cartucho de filtro de aire para BMW E46 M3: compatibilidad y cuidados
- Guía rápida: limpiar el filtro de la depuradora
- Guía para entender la alarma de filtro sucio en la secadora