El precio de una planta desalinizadora completa puede ir desde unos pocos miles de dólares para una unidad doméstica pequeña hasta varios millones o decenas de millones de dólares para instalaciones industriales y municipales de gran escala. En proyectos de agua de mar por ósmosis inversa, el costo del agua producida suele situarse entre $0,5 y $5,0/m³, según la capacidad, la calidad del agua de alimentación, la energía disponible, la tecnología, la ubicación y el alcance de la infraestructura.
Una planta desalinizadora de agua de mar es un sistema completo de tratamiento de agua que convierte agua de mar de alta-salinidad en agua dulce de grado potable o industrial. La mayoría de las plantas modernas utilizan Ósmosis inversa de agua de mar (SWRO). En este proceso, la alta presión empuja el agua de mar pretratada a través membranas de ósmosis inversa para separar las sales del agua.
Rangos orientativos de precio
El precio de una pequeña unidad de desalinización doméstica oscila entre unos pocos miles de dólares y decenas de miles de dólares, mientras que una gran unidad de desalinización industrial o municipal puede costar millones de dólares.
| Tipo de instalación | Capacidad habitual | Precio orientativo |
|---|---|---|
| Pequeña planta doméstica | 100 a 500 litros por hora | 2.000 a 10.000 dólares EE.UU. |
| Planta comercial mediana | 500 a 5000 litros por hora | 50.000 a 200.000 dólares EE.UU. |
| Planta industrial o municipal grande | Decenas o cientos de miles de litros por hora | Varios millones a decenas de millones de dólares |
Las pequeñas plantas desalinizadoras domésticas son adecuadas para hogares en islas remotas o zonas costeras, y la capacidad de producción de agua suele ser de 100 a 500 litros por hora. Estas plantas son relativamente asequibles, generalmente entre 2.000 y 10.000 dólares EE.UU., dependiendo de la marca, la configuración y la capacidad de producción de agua del equipo.
Las plantas desalinizadoras comerciales de tamaño mediano son adecuadas para hoteles, complejos turísticos y pequeñas empresas industriales, y la capacidad de producción de agua suele ser de 500 a 5000 litros por hora. El precio de dichas plantas oscila entre 50.000 y 200.000 dólares EE.UU., dependiendo del tipo de tecnología, la configuración del sistema de recuperación de energía y el costo de instalación del equipo.
Las plantas desalinizadoras industriales y municipales a gran escala pueden producir entre decenas y cientos de miles de litros por hora y se utilizan principalmente en el suministro de agua urbana, plataformas de perforación marinas y grandes empresas industriales. El precio de estas plantas oscila entre varios millones y decenas de millones de dólares, dependiendo de la escala del equipo, el tipo de tecnología, el sistema de recuperación de energía y la complejidad del proyecto de instalación.
Coste del agua desalinizada por metro cúbico
El costo de la desalinización de agua de mar depende de múltiples factores, que generalmente oscilan entre $0.5 y $5.0/m³. Entre los factores que influyen en esta diferencia de precio se incluyen: la escala del proyecto, la calidad del agua bruta, las opciones energéticas, la selección de la tecnología, la logística regional y si se priorizan los costos de los equipos o el costo total del ciclo de vida.
| Escala del proyecto | Rango de costos de desalinización |
|---|---|
| Proyectos pequeños - comunidades insulares, instalaciones marinas | $2-5/m³ |
| Proyectos medianos - complejos turísticos, pueblos pequeños | $1-3/m³ |
| Grandes proyectos - abastecimiento municipal, parques industriales | $0,5-1,5/m³ |
Proyectos pequeños (comunidades insulares, instalaciones marinas): $2-5/m³. La producción a pequeña escala es menos económica, pero sigue siendo más barata que el agua embotellada o el agua dulce transportada por barco.
Proyectos medianos (complejos turísticos, pueblos pequeños): $1-3/m³. La diferencia de precio se debe principalmente a la optimización del consumo energético y al pretratamiento.
Grandes proyectos (abastecimiento de agua municipal, parques industriales): $0,5-1,5/m³. En muchas zonas ya es más barato que el agua del grifo.
Históricamente, la desalinización es una opción más cara en comparación con el tratamiento tradicional de aguas superficiales o subterráneas, con precios de aproximadamente 1 dólar EE.UU. por metro cúbico (USD/m3). Sin embargo, uno de los últimos avances en desalinización ha sido una mejora en el coste general, incluidos los gastos operativos (OPEX), así como el gasto de capital inicial (CAPEX).
En los últimos 20 años, esto se ha reducido en un 80 por ciento como resultado de los avances en tecnología y equipos. Muy recientemente, en licitaciones de proyectos en Abu Dhabi, Arabia Saudita e Israel el precio cayó por debajo de 0.50 dólares/m3 por primera vez.
Con una desalinización de agua de mar de 0.40 dólares/m3, el costo se acerca a la reutilización potable indirecta, con precios en el rango de 0.30 a 0.40 dólares.
Cuánto cuesta una planta completa
El precio de una planta desalinizadora completa varía dependiendo de muchos factores, desde un pequeño dispositivo doméstico de unos pocos miles de dólares hasta grandes equipos industriales y municipales de decenas de millones de dólares.
Por ejemplo, construir una planta SWRO de tamaño mediano de 10 MGD costaría alrededor de $80 millones y se esperaría que una planta grande, como la planta de Carlsbad SWRO de 35 MGD cerca de San Diego, costara $250 millones.
Las plantas desalinizadoras son una solución temporal para paliar la sequía, pero no son el mejor método debido a su alto precio. Según explica El Periódico de España, su construcción supone entre 50 y 200 millones de euros dependiendo de la capacidad.
El costo o precio de una planta desalinizadora depende de varios factores importantes. Estos factores son la tecnología de desalinización, la calidad del agua cruda y del producto, el tipo de entrada y salida, la ubicación de la planta o proyecto, el tipo de recuperación de energía utilizada, el precio de la electricidad, las necesidades de postratamiento, el almacenamiento, la distribución, los costos de infraestructura local y las regulaciones ambientales.
Qué incluye una planta desalinizadora
Una planta completa suele incluir ingesta de agua de mar, pretratamiento, desalinización por ósmosis inversa, post-tratamiento, sistemas de control y descarga de salmuera. Una planta desalinizadora de agua de mar es un proyecto de ingeniería a nivel de sistema. Un solo módulo SWRO por sí solo no puede completar todo el proceso.
Este sistema de proceso incluye etapas como toma de agua, pretratamiento, desalinización, recuperación de energía, post-tratamiento, automatización y tratamiento de salmuera.
| Sistema | Función | Nota del comprador |
|---|---|---|
| Toma de agua de mar | Lleva agua de mar a la planta. | La calidad de la ingesta afecta la carga previa al tratamiento. |
| Pretratamiento | Elimina sólidos en suspensión y protege las membranas. | Un pretratamiento débil aumenta el riesgo de contaminación y acorta la vida útil de la membrana de ósmosis inversa. |
| Desalinización por ósmosis inversa | Elimina sales a través de membranas. | Etapa central de producción de agua dulce; afectada por la tasa de recuperación y la calidad de la membrana. |
| Recuperación de energía | Reduce el consumo de energía. | Importante para plantas medianas y grandes; reduce los gastos operativos a largo plazo. |
| Post-tratamiento | Ajusta la calidad final del agua. | Depende del uso potable, industrial o de proceso. |
| Sistema de control | Automatiza la operación. | Afecta la confiabilidad, la seguridad, la demanda de mano de obra y la eficiencia en la resolución de problemas. |
| Descarga de salmuera | Maneja agua de mar concentrada. | Debe coincidir con el sitio y las regulaciones locales. |
1. Toma de agua de mar
Primero se extrae agua de mar cruda del punto de entrada y se transfiere al sistema de tratamiento. Durante esta etapa, se instala equipo de detección para interceptar desechos flotantes, arena, sólidos suspendidos, organismos marinos, algas y otras impurezas gruesas en el agua de mar cruda.
El objetivo no es sólo proteger tuberías y bombas, sino también estabilizar la calidad del agua de alimentación antes del pretratamiento. Una condición de entrada más estable reduce la carga de tratamiento aguas abajo y puede ayudar a reducir los costos operativos a largo plazo de la planta desalinizadora de agua de mar.
En algunos proyectos SWRO, puede reducir los costos operativos generales entre un 5% y un 30%. El diseño de la toma de agua de mar también impacta el medio marino.
Las tomas abiertas pueden arrastrar o afectar a peces pequeños, larvas, mariscos u otros organismos marinos. Las pantallas, la baja velocidad de entrada, la entrada subterránea y la ubicación adecuada de la entrada pueden ayudar a reducir este riesgo.
2. Pretratamiento
Esta etapa está diseñada principalmente para eliminar las impurezas del agua de mar antes de que ingrese a las membranas de ósmosis inversa. También se añaden productos químicos para inhibir el crecimiento microbiano, como floculantes y biocidas.
Un buen pretratamiento decide la vida útil de la membrana de RO. Tiene un impacto directo en los costos de limpieza, mantenimiento y reemplazo a largo plazo del propietario.
El sistema de pretratamiento de entrada de agua es el primer proceso de la planta desalinizadora. Su principal objetivo es eliminar partículas grandes, materia suspendida y materia orgánica del agua de mar para evitar que estas impurezas entren en el sistema central de desalinización y provoquen daños en los equipos.
El sistema de pretratamiento incluye un filtro grueso, un filtro fino, un filtro de carbón activado y un dispositivo dosificador.
3. Ósmosis inversa de alta presión
La ósmosis inversa (RO) es la tecnología dominante utilizada en las modernas plantas desalinizadoras de agua de mar. La tecnología de ósmosis inversa permite el paso de las moléculas de agua rechazando la mayoría de las sales disueltas.
La ósmosis inversa es el método de desalinización más utilizado, aunque conlleva retos económicos y medioambientales.
El sistema de ósmosis inversa es la parte central de la planta desaladora. Presiona agua de mar hacia la membrana de ósmosis inversa a través de una bomba de alta presión, elimina la sal y las impurezas utilizando la permeabilidad selectiva de la membrana y produce agua dulce.
Las membranas de ósmosis inversa y las bombas de alta presión son componentes clave del sistema. Esta etapa produce dos corrientes: agua de mar desalinizada y salmuera concentrada.
Además, también se podrán utilizar procesos de desalinización térmica en instalaciones con exceso de fuentes de calor.
4. Acondicionamiento del agua producida
El agua dulce producida por ósmosis inversa no es el producto final. Aún debe acondicionarse según la aplicación final del agua por parte del propietario, como agua potable, agua industrial o pretratamiento de alimentación de calderas para centrales eléctricas.
Los pasos de acondicionamiento comunes incluyen ajuste de pH, remineralización, desinfección y pulido adicional cuando sea necesario. Esta etapa asegura que el agua desalinizada cumpla con el estándar de calidad requerido para su uso real.
El sistema de postratamiento trata además el agua dulce para cumplir con los estándares de calidad del agua para propósitos específicos. Incluyendo el ajuste del valor del pH, la adición de minerales y un tratamiento de desinfección para garantizar que el agua producida cumpla con los estándares para agua potable o agua industrial.
5. Recuperación de energía
El dispositivo de recuperación de energía puede recuperar la energía de alta presión generada durante el proceso de ósmosis inversa y convertirla en energía eléctrica o mecánica, reduciendo el consumo energético de todo el sistema.
Esto es particularmente importante para proyectos de desalinización a gran escala y puede reducir significativamente los costos operativos.
La recuperación de energía aumenta la inversión inicial pero puede reducir significativamente el consumo de energía eléctrica a largo plazo en plantas medianas y grandes.
6. Descarga de salmuera
La ósmosis inversa produce agua dulce y salmuera concentrada. La descarga de salmuera debe seguir las regulaciones ambientales locales.
La salmuera concentrada de las plantas desalinizadoras puede ser más densa que el agua de mar, lo que podría hundirse hasta el fondo del océano y dañar los ecosistemas marinos. Por lo tanto, la salmuera puede requerir tratamiento adicional en determinadas regiones.
Los propietarios suelen emplear concentración, evaporación, cristalización o Tratamiento Descarga Cero Líquido (ZLD).
La salmuera también puede considerarse un recurso reciclable. Puede cristalizarse para producir sal industrial con una pureza de NaCl superior al 99,5%.
CAPEX: inversión inicial
CAPEX significa gasto de capital inicial y OPEX significa gasto operativo, que incluye el costo de operación y mantenimiento.
El CAPEX de un proyecto de desalinización de agua de mar se puede desglosar en los siguientes cuatro elementos: coste del equipo, instalación, logística e infraestructura.
| Componente | Porcentaje orientativo del CAPEX | Incluye |
|---|---|---|
| Equipos | 40-50% | Bombas de alta presión, módulos de membrana SWRO, dispositivos de recuperación de energía, equipos de pretratamiento y unidades de instrumentación y control. |
| Instalación | 20-30% | Construcción de la fábrica, tendido de tuberías, cableado eléctrico e instalación de equipos. |
| Logística | 5-15% | Traslado de equipos desde la fábrica hasta la obra. |
| Infraestructura | 10-20% | Captación de agua de mar, descarga de salmuera, acceso a la energía eléctrica y tanques de almacenamiento de agua. |
Los costos de equipo suelen representar entre 40 y 50% del CAPEX total. Esto incluye bombas de alta presión, módulos de membrana SWRO, dispositivos de recuperación de energía, equipos de pretratamiento y unidades de instrumentación y control.
Si bien esta es la parte que más preocupa a los clientes, los problemas suelen surgir en los tres últimos componentes. La instalación representa el presupuesto 20-30%.
Este incluye la construcción de la fábrica, el tendido de tuberías, el cableado eléctrico y la instalación de equipos. Cuanto más remoto sea el proyecto, mayor será este gasto.
La logística corresponde al modelo 5-15%. El costo del traslado de equipos desde la fábrica hasta la obra puede no parecer elevado, pero este gasto debe tenerse en cuenta en proyectos insulares y en zonas remotas.
La infraestructura suele representar entre 10 y 20%. Esto incluye proyectos de captación de agua de mar, proyectos de descarga de salmuera, acceso a la energía eléctrica y tanques de almacenamiento de agua.
El costo de esta área a menudo se subestima, especialmente en lo que respecta al acceso a la energía eléctrica.
OPEX: costes de operación y mantenimiento
A largo plazo, el costo total de una planta desalinizadora de agua de mar, el CAPEX suele representar solo entre 20 y 30%, mientras que el OPEX representa entre 70 y 80%.
Ignorar el OPEX podría significar que el dinero que se ahorra en equipos ni siquiera cubra los costos de electricidad del primer año.
| Partida | Participación o característica |
|---|---|
| Energía | 40-60% del OPEX |
| Productos químicos | 10-20% del OPEX |
| Mano de obra y mantenimiento | 5-15% del OPEX |
| Electricidad en el desglose típico de costes | 44% |
| Coste fijo | 37% |
| Reemplazo de membranas | 5% |
| Mantenimiento y piezas | 7% |
| Consumibles | 3% |
| Mano de obra | 4% |
Energía
El consumo de energía suele representar entre 40 y 60%, lo que lo convierte en el mayor gasto. La esencia de SWRO es utilizar una bomba de alta presión para extraer agua dulce, y la bomba de alta presión es el principal consumidor de energía.
Sin recuperación de energía, la ósmosis inversa de agua de mar consume entre 4 y 6 kWh/m³. Con un sistema de recuperación de energía, este consumo se puede reducir a entre 2,5 y 3,5 kWh/m³.
En el caso de los proyectos de generación de energía con diésel, comunes en las islas, esta cifra sería aún mayor.
Productos químicos y consumibles
El consumo de productos químicos puede representar entre 10 y 20%. El agua de mar requiere la adición de bactericidas, coagulantes, agentes reductores y otros productos químicos durante el pretratamiento, y se necesita un ajuste del pH y cloración durante el postratamiento.
Las distintas calidades de agua bruta requieren tipos y dosis de productos químicos muy diferentes. Las mareas rojas requieren el doble de cloro, y el agua de mar con alto contenido de sílice requiere un inhibidor de incrustaciones especial.
Estos gastos pueden parecer pequeños, pero se acumulan con el paso de los años.
Las plantas desalinizadoras a menudo requieren productos químicos para el pretratamiento, la limpieza y el mantenimiento de la integridad de las membranas. El costo de los antiincrustantes y los agentes de limpieza es un gasto operativo continuo.
Reemplazo de membranas
La esperanza de vida de una membrana de ósmosis inversa depende de la calidad del agua bruta, la eficacia del pretratamiento y el nivel de operación y mantenimiento.
Cuanto mejor sea el pretratamiento, mayor será la vida útil de la membrana. El reemplazo de membrana el costo de un proyecto de tamaño mediano puede oscilar entre 50.000 y 200.000 T.
Aunque no se reemplaza anualmente, es un gasto recurrente significativo que debe tenerse en cuenta en el costo del ciclo de vida (LCC).
Personal, mantenimiento y cumplimiento
Los gastos de mano de obra y mantenimiento representan entre 5 y 15% de los gastos operativos (OPEX). Esto incluye los salarios de los operadores, las inspecciones periódicas, el mantenimiento de los equipos y la resolución de problemas.
Cuanto mayor sea el grado de automatización en un proyecto de desalinización de agua de mar, menor será la proporción de los costos laborales.
Los operadores calificados son cruciales para optimizar el rendimiento de la planta. Se deben considerar los salarios de los operadores, el personal de mantenimiento y el personal administrativo.
Garantizar que el agua cumpla con los estándares de calidad implica un monitoreo continuo, pruebas y medidas de garantía de calidad. Esto incluye el costo del equipo de prueba, la capacitación del personal, las instalaciones de laboratorio y análisis, y el control de calidad.
Las instalaciones de desalinización también deben cumplir con las regulaciones ambientales. Los gastos continuos incluyen el monitoreo, la presentación de informes de cumplimiento y la implementación de medidas para mitigar los impactos ambientales.
Salmuera, administración y seguros
La eliminación responsable de la salmuera generada durante la desalinización es un gasto operativo continuo. El método de eliminación, ya sea mediante inyección en pozos profundos, descarga de aguas superficiales u otros medios, puede influir en los costos.
Los gastos administrativos generales, las instalaciones de oficina y los gastos generales están en curso. Los costos también deben incluir las primas de seguro para cubrir los riesgos y responsabilidades asociados con las operaciones, así como cualquier tarifa de permiso que pueda ser requerida para cumplir con los requisitos reglamentarios.
Factores que determinan el precio
El costo final depende del tipo de instalación, ubicación, calidad del agua de alimentación, capacidad, costo de mano de obra, precio de la energía, costo de financiamiento, diseño de pretratamiento, selección de materiales y método de eliminación del concentrado.
| Factor | Cómo afecta al precio |
|---|---|
| Capacidad | Una mayor capacidad requiere mayores sistemas de admisión, pretratamiento, RO, bombeo, energía y control. |
| TDS del agua de mar de alimentación | Una salinidad más alta generalmente requiere una presión operativa más alta y puede aumentar la demanda de energía. |
| Turbidez y SDI | Una mayor turbidez o SDI aumenta los requisitos de pretratamiento y el riesgo de contaminación de la membrana. |
| Calidad del agua producida | El agua potable, industrial, de pretratamiento de calderas y de proceso requiere diferentes diseños de postratamiento. |
| Pretratamiento | La filtración, coagulación, UF, dosificación química y control microbiano afectan el CAPEX y la protección de la membrana a largo plazo. |
| Bombas y membranas RO | La calidad de la membrana, el diseño de recuperación, las bombas de alta presión y el diseño del sistema afectan la producción, estabilidad y OPEX. |
| Recuperación de energía | Aumenta la inversión inicial, pero puede reducir significativamente el consumo eléctrico a largo plazo. |
| Materiales | La corrosión del agua de mar puede exigir acero inoxidable dúplex, FRP, HDPE, titanio o materiales recubiertos. |
| Instalación | Los sistemas en contenedores son más fáciles de transportar e instalar; las plantas fijas pueden ser más adecuadas para proyectos grandes o permanentes. |
| Soporte técnico | El diseño, la puesta en marcha, la capacitación, los repuestos y el servicio afectan el costo real y la confiabilidad. |
Capacidad de producción
La capacidad de producción de agua de la desaladora incide directamente en su precio. Cuanto mayor sea la producción de agua, mayor será la escala y la complejidad del equipo, y el correspondiente aumento en el costo.
Una característica clave de las plantas desalinizadoras de agua de mar es que sus costos de equipo no aumentan linealmente con la capacidad. El costo de construir una planta desalinizadora con una producción diaria de 1000 toneladas no será 10 veces mayor que el de una planta con una producción diaria de 100 metros cúbicos.
Podría ser tan solo de 5 a 6 veces mayor. Esto se debe a que muchos costos, como los sistemas de control y las obras de captación de agua, son fijos.
Amortizado por tonelada de agua, cuanto mayor sea el volumen de producción, menor será el costo unitario. En concreto, los proyectos pequeños sufren deseconomías de escala, con elevados costes de equipamiento y mano de obra por tonelada de agua, por lo que suelen optar por soluciones en contenedores.
Los proyectos a gran escala pueden emplear diseños de varias filas y sistemas de drenaje de emergencia (ERD), reduciendo así el coste fijo por tonelada de agua a un nivel extremadamente bajo.
Están empezando a surgir las economías de escala de los proyectos de tamaño mediano, lo que permite la configuración de sistemas ERD y de automatización, dando como resultado una disminución significativa del consumo unitario de energía y de los costes laborales.
Calidad del agua de alimentación
La calidad del agua de mar cambia según las estaciones, las corrientes oceánicas y las condiciones locales. Una mala planificación previa al tratamiento puede reducir rendimiento del sistema RO, aumenta la frecuencia de limpieza y acorta la vida útil de la membrana.
Las zonas de mar abierto presentan una calidad de agua relativamente estable, baja turbidez y bajos costos de pretratamiento. El agua de mar costera o de llanuras intermareales se ve afectada por las mareas y las olas, lo que provoca mayores fluctuaciones de turbidez y un aumento en los costos de pretratamiento.
En áreas muy contaminadas o afectadas por mareas rojas, las algas pueden obstruir las membranas, acortando su vida útil y aumentando la frecuencia de limpieza, lo que incrementa los costos de mantenimiento y reemplazo.
Incluso puede ser necesario agregar flotación por aire disuelto (DAF) o ultrafiltración (UF) como tratamiento previo, lo que aumenta significativamente tanto los gastos de capital (CAPEX) como los gastos operativos (OPEX).
Fuente de energía
Los precios de la energía determinan directamente si un proyecto puede utilizarse. No es que tecnología de desalinización el precio es elevado, pero se refiere al coste de la energía en sí.
Si la electricidad se suministra a través de la red a un precio más bajo, los costes energéticos son controlables, lo que la convierte en la opción ideal.
Sin embargo, si se utilizan generadores diésel, el costo es al menos 3 o 4 veces mayor. En los últimos años, la vía de reducción de costos más destacada es la solución de energía híbrida basada en energía solar, cuyo costo total del ciclo de vida ya es inferior al de las soluciones exclusivamente diésel.
Ubicación, construcción e infraestructura
La ubicación de la planta desalinizadora, incluida la proximidad a la fuente de agua, la infraestructura disponible, las condiciones geológicas y las consideraciones ambientales, pueden afectar los costos iniciales.
Los sitios remotos o desafiantes pueden requerir una inversión adicional. Las plantas desalinizadoras descentralizadas construidas cerca de la fuente y el punto de uso ofrecen una solución rentable para proporcionar agua potable a las comunidades en áreas costeras e islas remotas.
El diseño y la construcción de plantas desalinizadoras deben tener en cuenta la ubicación geográfica específica, las condiciones del agua de mar y la demanda de agua. Los costos de diseño e instalación de ingeniería incluyen la construcción de infraestructura, conexiones de tuberías, suministro de energía y puesta en servicio de equipos.
Tecnología utilizada
Existen varios tipos principales de tecnologías de desalinización, incluidos ósmosis inversa (RO), destilación de efectos múltiples (MED) y compresión de vapor (VC).
La tecnología de ósmosis inversa es la más utilizada debido a su alta eficiencia y consumo de energía relativamente bajo, y el costo del equipo es relativamente bajo.
Las tecnologías de destilación de efecto múltiple y compresión de vapor son adecuadas para grandes proyectos industriales, pero el costo del equipo y el consumo de energía son altos.
Las formas más frecuentes de desalinización pueden ser de dos tipos de tecnología: desalinización térmica, que utiliza energía térmica para separar el destilado del agua de alta salinidad, representada principalmente por la destilación de efectos múltiples (MED) y la destilación flash de múltiples etapas (MSF).
La compresión mecánica de vapor (MVC) se utiliza principalmente para desalinizar aguas residuales industriales con alto contenido de TDS (> 50,000 mg/l) con fines de reutilización y no necesariamente para usos potables.
Materiales del equipo
El agua de mar es altamente corrosiva y los componentes clave de la unidad de desalinización deben utilizar materiales resistentes a la corrosión, como acero inoxidable, aleaciones de titanio y plásticos de alta calidad.
La elección de estos materiales incide directamente en el coste del equipo. Es posible que se requiera acero inoxidable dúplex, FRP, HDPE, titanio o materiales recubiertos en diferentes secciones.
Coste según el tipo de proyecto
El tamaño de la planta, la tecnología utilizada, el lugar donde se encuentra la planta y los requisitos específicos del proyecto influyen significativamente en los costos iniciales.
| Proyecto | Coste o referencia |
|---|---|
| Planta SWRO mediana de 10 MGD | Alrededor de $80 millones |
| Planta Carlsbad SWRO de 35 MGD | $250 millones |
| Taweelah SWRO | 847 millones de dólares |
| Jubail 3A IWP | USD $650 millones |
El proyecto Taweelah demuestra que la entrega exitosa de desalinización nunca se trata solo de suministrar equipos. Requiere un equipo EPC profesional.
La planta desaladora de ósmosis inversa de Taweelah en los Emiratos Árabes Unidos, con una capacidad diaria de aproximadamente 909.200 m³/día, a menudo se cita como una de las plantas desalinizadoras de agua de mar por ósmosis inversa más grandes del mundo.
ACWA Power, promotor principal del proyecto y accionista del 40 por ciento, confirmó el cierre financiero exitoso de la planta SWRO más grande del mundo, con un costo de 847 millones de dólares y una tarifa de agua desalinizada de 49.05 centavos/m3.
Se espera que la planta entregue 909,200 metros cúbicos de agua al día.
Con un valor de inversión de USD $650 millones, la Planta de Agua Independiente (IWP) Jubail 3A generará 600,000 m3 de agua potable/día.
Comparación con otras fuentes de agua
Desalinización frente al transporte de agua
Esta es la opción más común para islas, centros turísticos y ciudades costeras que sufren escasez de agua. El costo del transporte de agua incluye: costo de adquisición de la fuente de agua, costo de transporte, instalaciones de almacenamiento, evaporación y pérdidas por fugas.
| Escala del proyecto | Rango de costos del transporte acuático | Rango de costos de desalinización |
|---|---|---|
| Pequeña escala (<100 m³/d) | $3-10/m³ | $2-5/m³ |
| Mediana escala (100-1.000 m³/d) | $2-6/m³ | $1-3/m³ |
| A gran escala (>1.000 m³/d) | $1.5-4/m³ | $0,5-1,5/m³ |
Los precios del transporte de agua fluctúan considerablemente según la distancia y las condiciones logísticas.
Para proyectos a largo plazo con un consumo diario de agua superior a 100 toneladas, la desalinización es casi siempre más económica que el transporte marítimo.
Además, los precios del transporte marítimo aumentan anualmente, y los costos de combustible, fletamento de buques y mano de obra son inciertos. Una vez que se fijan los costos operativos de la desalinización, esta se vuelve cada vez más competitiva.
Desalinización frente a aguas subterráneas
Esta es una comparación común entre proyectos de agua en el interior y proyectos de agua subterránea en zonas costeras. El costo del agua subterránea incluye: costos de perforación, consumo de energía de las bombas, mantenimiento y costos de tratamiento del agua.
La mayoría del agua subterránea, incluso la profunda y de alta salinidad, requiere algún tipo de tratamiento, o incluso tratamiento por ósmosis inversa.
Existe otro problema que a menudo se pasa por alto: el agua subterránea no es un recurso ilimitado. La sobreexplotación puede provocar el descenso del nivel freático, el deterioro de la calidad del agua e incluso el hundimiento del terreno.
Además, la calidad del agua de mar es relativamente estable, mientras que la del agua subterránea puede variar según las estaciones y la cantidad extraída. Por si fuera poco, cada vez más países y regiones regulan la extracción de agua subterránea.
Cómo reducir el coste por metro cúbico
Recuperación de energía
Para reducir el gasto energético, puede optar por instalar un dispositivo de recuperación de energía. El sistema ERD recupera la energía residual de la salmuera concentrada y la reutiliza para presurizar el agua de alimentación.
El periodo de amortización es de tan solo 12 meses, con ahorros de entre 30 y 50% en la factura eléctrica.
Para proyectos con una producción diaria superior a 1000 toneladas, el aumento de la inversión de capital (CAPEX) derivado de la instalación de un ERD generalmente se recupera con los costos de electricidad en un plazo de 12 a 18 meses, y los diez años siguientes generan ganancias netas.
Diseño modular y plantas en contenedores
Para proyectos con plazos de entrega largos y construcción compleja en el sitio, se utilizan módulos prediseñados o sistemas de desalinización por ósmosis inversa en contenedores.
El equipo se ensambla y prueba en la fábrica y solo requiere conexión a agua y electricidad en el lugar de instalación para funcionar.
Reduce el CAPEX, acorta el ciclo de suministro de agua y se puede ampliar simplemente añadiendo módulos. Adecuado para proyectos pequeños, islas, zonas remotas o suministro de agua de emergencia.
Los sistemas en contenedores son más fáciles de transportar e instalar, mientras que las plantas fijas pueden ser más adecuadas para proyectos más grandes o permanentes.
Pretratamiento optimizado
Para abordar los problemas de limpieza frecuente, menor vida útil de la membrana y costos operativos descontrolados causados por la obstrucción de la misma, se puede seleccionar una solución de pretratamiento personalizada y optimizada según la calidad del agua bruta.
Un pretratamiento adecuado puede reducir los costos operativos totales entre 15 y 25%. Para zonas marinas abiertas, “filtración de medios Se recomienda la filtración por seguridad con cartuchos.
Para aplicaciones en zonas costeras o con alta turbidez, se recomienda la sedimentación por coagulación y la filtración con medios filtrantes. Para zonas con mareas rojas o proliferación de algas, se recomienda la flotación por aire disuelto y la ultrafiltración.
Energía híbrida
Para las zonas que utilizan diésel como fuente de energía, conviene optar por un sistema híbrido que combine energía fotovoltaica y diésel.
Durante el día, la energía solar genera agua y el excedente eléctrico se almacena en baterías. Por la noche o en días nublados, la electricidad se recarga mediante baterías o combustible diésel.
Debido a componentes como paneles solares, baterías e inversores, la inversión inicial (CAPEX) de la solución de energía híbrida es mayor que la de una solución exclusivamente diésel.
Sin embargo, en regiones con abundante luz solar, como África, el sudeste asiático y Oriente Medio, el periodo de recuperación de la inversión suele ser de 3 a 6 años.
Suponiendo una vida útil del proyecto de 20 años, la década siguiente generará ahorros netos.
Información necesaria para calcular el precio
En las primeras discusiones sobre proyectos, los propietarios generalmente necesitan aclarar primero tres puntos: demanda de agua, estándar del agua producida y ruta de descarga de salmuera.
Estos tres insumos deciden el diseño del proceso para el proyecto. Sin datos reales del proyecto, cualquier presupuesto o propuesta técnica sólo puede quedar en teoría.
| Entrada del comprador | Por qué es importante |
|---|---|
| Capacidad requerida | Determina el tamaño de la planta. |
| TDS del agua de mar de alimentación | Afecta la presión de RO y el diseño de la membrana. |
| Turbidez / SDI | Afecta la selección del pretratamiento. |
| Uso del agua producida | Determina la calidad final del agua. |
| Ubicación del proyecto | Afecta el diseño del contenedor, el material y la entrega. |
| Fuente de alimentación | Afecta la bomba y la selección eléctrica. |
| Requisito de descarga de salmuera | Define si se necesita una descarga simple o un tratamiento adicional. |
Para los propietarios de proyectos, la planta debe diseñarse teniendo en cuenta la calidad del agua de alimentación, la capacidad requerida, el uso final del agua, las condiciones del sitio y el costo operativo a largo plazo.
La ubicación es sólo el punto de partida de todo el proyecto. Aún es necesario verificar la capacidad requerida, la calidad del agua final, el suministro de energía disponible, las condiciones del agua de mar de alimentación, como fluctuaciones de temperatura y proliferación de algas, y los requisitos locales de descarga de salmuera.
Para proyectos de desalinización de agua de mar a gran escala, normalmente recomendamos que los clientes comiencen con un FSR básico para evaluar la viabilidad técnica, la ruta del proceso, el alcance de la inversión, los costos operativos y los riesgos del proyecto.
Errores que aumentan el coste total
Comparando solo el precio del equipo es uno de los errores más frecuentes que vemos. Un precio inicial más bajo no significa necesariamente un costo total del proyecto más bajo.
Las configuraciones más económicas pueden generar un mayor consumo de energía, un rendimiento de pretratamiento más débil, materiales de menor calidad o soporte postventa incompleto.
Como resultado, los propietarios pueden enfrentar reemplazos de repuestos más frecuentes, operación inestable y reducción de la eficiencia de producción.
Ignorar la calidad del agua de alimentación y el diseño del pretratamiento es otro error común. Una mala planificación previa al tratamiento puede reducir rendimiento del sistema RO, aumenta la frecuencia de limpieza y acorta la vida útil de la membrana.
Pasando por alto la gestión de descargas de salmuera puede crear riesgos regulatorios y operativos. Incluso cuando el objetivo principal es la producción de agua dulce, la salmuera concentrada debe cumplir con las normas ambientales.
Descuidar la puesta en marcha y el soporte posventa es crítico. Las operaciones diarias implican el reemplazo de filtros, limpieza de membranas, mantenimiento de bombas, dosificación de productos químicos y resolución de problemas.
Aplicaciones y viabilidad económica
Las plantas desalinizadoras de agua de mar se utilizan normalmente en lugares donde un suministro estable de agua dulce es difícil, costoso o insuficiente para uso industrial. El objetivo central es lograr independencia del agua y seguridad operativa.
En industrias costeras y centrales eléctricas a menudo se utiliza la desalinización cuando el agua municipal es limitada o cara. El agua producida se puede utilizar para agua de proceso, reposición de torres de enfriamiento o pretratamiento de alimentación de calderas después de un tratamiento adicional.
Islas, hoteles y resorts instalan estas plantas para reducir la dependencia del agua dulce enviada y mantener un suministro estable de agua potable para las operaciones diarias. Esto puede reducir el transporte de agua dulce y la presión de almacenamiento.
Plataformas marinas, campamentos mineros y sitios de construcción remotos implementan proyectos de desalinización de agua de mar cuando el agua dulce local no está disponible o no es confiable.
En estos proyectos, la planta generalmente respalda el agua potable, el agua potable y las operaciones básicas del sitio. Estas regiones con recursos limitados de agua dulce aseguran su suministro de agua mediante la construcción de instalaciones.
Aunque la inversión inicial de las plantas desalinizadoras es alta, a largo plazo, al proporcionar un suministro estable de agua dulce, puede reducir significativamente el costo del uso del agua, especialmente en áreas con escasos recursos hídricos.
La aplicación de tecnología de desalinización ayuda a aliviar la escasez mundial de recursos de agua dulce, garantizar la seguridad del uso del agua por parte de los residentes y mejorar la calidad de vida.
Además, las plantas desalinizadoras desempeñan un papel importante en la respuesta a desastres naturales y en el suministro de agua de emergencia, lo que tiene un significado positivo para la estabilidad social.
Las plantas desalinizadoras modernas se centran en reducir el impacto sobre el medio ambiente durante su diseño y operación. Al adoptar tecnologías de ahorro de energía y sistemas eficientes de recuperación de energía, se reducen las emisiones de carbono y el consumo de energía.
Además, la salmuera concentrada y otros residuos generados durante el proceso de desalinización también son tratados científicamente para reducir la contaminación del medio ecológico marino.
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