El agua es uno de los recursos más preciados del planeta y, según la ONU, su escasez afecta ya a más del 40 % de la población mundial. Un dato que ha hecho saltar las alarmas y que impulsa la búsqueda de soluciones.
El agua cubre el 70 % de nuestro planeta y es fácil pensar que hay más que suficiente. Sin embargo, el agua dulce es escasa en el mundo -solo lo es el 3 %- y dos tercios no están disponibles, ya que se encuentran en forma de hielo o son inaccesibles.
Unos 1.100 millones de personas en todo el mundo carecen de acceso a agua dulce y unos 2.700 millones sufren escasez durante al menos un mes al año. La desalinización es una necesidad creciente a medida que disminuyen las reservas de agua dulce en el mundo.
Qué es la desalinización del agua de mar
La desalinización es el proceso por el cual se eliminan las sales minerales disueltas en el agua.
La desalinización de agua es el proceso que elimina las sales disueltas y otros compuestos del agua marina.
La desalación del agua de mar es el proceso de eliminación de sales y sólidos disueltos del agua de mar.
Una de ellas, y no precisamente nueva, es la desalinización, que consiste en eliminar los minerales (mayoritariamente sal) del agua del mar mediante procesos físicos y químicos.
La desalinización se produce de forma natural durante el ciclo del agua: la evaporación del agua del mar deja detrás la sal y forma nubes que dan lugar a la lluvia.
En realidad lo que hemos hecho en este experimento con agua salada es recrear a menor escala lo que sucede en la atmósfera con la acción del sol.
Por qué es necesario desarrollar proyectos de desalinización
El mundo necesita agua dulce. El agua es fundamental para la vida, pero los recursos sostenibles de agua dulce son cada vez más limitados en cantidad y calidad.
La potabilización de agua de mar permite disponer de un suministro constante e independiente de la lluvia.
También garantiza una calidad estable, algo esencial en procesos industriales, agrícolas y municipales.
La desalinización de agua de mar se ha convertido en una de las soluciones más eficientes para garantizar el acceso a agua potable de alta calidad en regiones costeras con escasez hídrica.
A medida que las desaladoras de agua se expanden a nivel mundial, se les exige que minimicen su impacto ambiental y maximicen su sostenibilidad.
La desalinización en el mundo
Durante los siglos posteriores, la desalinización del agua del mar se usó sobre todo en barcos y submarinos para proveer de agua dulce a la tripulación durante largas travesías.
En la antigüedad, muchas civilizaciones usaban este proceso en los barcos para convertir el agua de mar en agua potable.
Hoy en día, las plantas de desalinización se utilizan para convertir el agua de mar en agua potable en los barcos y en muchas regiones áridas del mundo.
También se utiliza la destilación en áreas donde el agua está contaminada por contaminantes naturales y no naturales.
En el mundo, según el último estudio realizado al respecto por investigadores del Instituto para el Agua, el Medio Ambiente y la Salud de la Universidad de Naciones Unidas (UNU-INWE) en 2019, hay aproximadamente 16.000 plantas de desalinización operativas -repartidas en 177 países- y en conjunto generan unos 95 millones de m3 al día de agua dulce.
| Indicador | Dato |
|---|---|
| Plantas desalinizadoras operativas | aproximadamente 16.000 |
| Países donde están repartidas | 177 países |
| Producción conjunta | unos 95 millones de m3 al día de agua dulce |
El primer país en adoptar este proceso de forma masiva fue Australia, un país muy árido donde la llamada Sequía del Milenio, entre 1997 y 2009, causó estragos.
Arabia Saudí es el primer país desalinizador por volumen y le sigue Emiratos Árabes Unidos, ambos países son desérticos y muy dependientes de este proceso.
Otros países de Oriente Medio, como Kuwait y Qatar, también han apostado por esta técnica.
Los países que más agua desalada consumen se encuentran en Oriente Medio (principalmente Arabia Saudita, Kuwait, Emiratos Árabes Unidos, Qatar y Bahrein).
Estos países representan alrededor del 70% de la producción mundial de agua desalinizada.
En Estados Unidos, tercero en este particular ranking, hay microplantas de desalinización cerca de casi todas las instalaciones de gas natural para aprovechar el calor residual.
Estados Unidos está en segundo lugar. SA per cápita desaliniza más, pero EE. UU. desaliniza más agua en general.
El desafío hídrico en España
La vulnerabilidad de nuestro país al cambio climático se intensifica por múltiples factores: temperaturas cada vez más extremas, zonas áridas en expansión y precipitaciones cada vez más irregulares.
Esta situación afecta especialmente a zonas costeras, regiones turísticas y áreas industriales, donde la continuidad del suministro de agua es vital para la actividad económica.
Ante esta realidad, a través de la desalinización transformamos el agua del mar en un recurso estratégico que asegura su suministro los 365 días del año, sin depender de factores climáticos.
La desalinización de agua de mar se ha convertido en una de las soluciones más eficientes para garantizar el acceso a agua potable de alta calidad en regiones costeras con escasez hídrica.
Principales tecnologías de desalación
Hay dos tipos principales de tecnologías de desalación de agua de mar: basadas en membranas (RO) y térmicas (MED, MVC).
Ósmosis inversa
La ósmosis inversa industrial es el corazón de la mayoría de procesos de desalación.
La desalación por ósmosis inversa (RO) utiliza el principio de la ósmosis para eliminar la sal y otras impurezas mediante la transferencia de agua a través de una serie de membranas semipermeables.
Es el proceso más usado y consume menos energía que el resto al basarse en el uso de membranas semipermeables que dejan pasar el agua, pero no la sal.
Estas membranas retienen sales, bacterias y contaminantes, dejando pasar solo el agua pura.
La ósmosis inversa industrial es el corazón de la mayoría de procesos de desalación.
Aquí se produce la separación física de sales.
El agua entra a alta presión en los módulos de membrana.
Destilación térmica
La destilación, consistente en hacer hervir el agua de mar en un alambique, recoger el vapor y condensarlo para obtener agua dulce, es el método más evidente para eliminar la sal, pero no el más efectivo ya que consume grandes cantidades de energía.
Imitando el ciclo del agua, consiste en evaporar agua de mar en grandes instalaciones con cubiertas donde se condensa y se recoge en forma de agua dulce.
La desalinización por destilación es una de las primeras formas de las que el ser humano ha tratado el agua en la historia.
De hecho, este sistema de potabilización del agua se sigue utilizando en muchas partes de todo el mundo.
El desarrollo tecnológico ha producido grandes avances en cuanto a la desalinización del agua.
En cualquier caso, la desalinización del agua del mar está generalmente asociada a un gran gasto de energía.
Membranas de nanotubos
Es un proceso que emplea membranas de nanotubos de mayor permeabilidad que las de la ósmosis inversa, lo que permite procesar más agua en menos espacio usando menos energía.
Electrodiálisis
Consiste en mover el agua salada a través de membranas cargadas eléctricamente que atrapan los iones de sal disueltos en el agua, permitiendo extraer agua dulce.
Hidratos gaseosos
Los hidratos gaseosos son cristales sólidos que se forman al combinar el agua con un gas, por ejemplo, propano, a alta presión y baja temperatura.
| Tecnología | Principio de funcionamiento |
|---|---|
| Ósmosis inversa (RO) | Transferencia de agua a través de membranas semipermeables |
| Destilación | Evaporación del agua y condensación del vapor |
| Membranas de nanotubos | Procesamiento de agua mediante membranas de mayor permeabilidad |
| Electrodiálisis | Separación de iones de sal mediante membranas cargadas eléctricamente |
| Hidratos gaseosos | Formación de cristales sólidos al combinar agua con un gas |
Etapas de una planta desalinizadora
Una planta desaladora trabaja en varias etapas bien definidas.
1. Captación del agua de mar
El agua marina se conduce hasta la instalación para iniciar el tratamiento.
2. Pretratamiento y filtración
Antes de eliminar la sal, el agua debe limpiarse.
Durante esta fase se eliminan arenas, algas, sólidos en suspensión y materia orgánica.
Esta es la etapa crítica para proteger las membranas.
Se usan filtros de cartucho de alta eficiencia, filtros de arena o bolsas para retener partículas y reducir el índice de densidad de sedimentos (SDI).
La respuesta está en la combinación correcta de filtración y desalinización.
3. Separación de sales
La ósmosis inversa industrial es el corazón de la mayoría de procesos de desalación.
El agua entra a alta presión en los módulos de membrana.
Estas membranas retienen sales, bacterias y contaminantes, dejando pasar solo el agua pura.
4. Tratamiento posterior
El agua resultante es tan pura que debe ajustarse para su uso final.
Se corrige el pH y se remineraliza cuando el destino es el consumo humano.
5. Automatización y control
La automatización del sistema de tratamiento de agua permite controlar la secuencia operativa, monitorear parámetros clave en tiempo real y facilitar la operación por parte del personal.
Proyecto Chala: ejemplo de planta desalinizadora modular
El Proyecto Chala consiste en una planta desalinizadora instalada en cuatro contenedores de 40 ft High Cube, especialmente adaptados para albergar todos los equipos necesarios para la producción de agua potable.
La planta cuenta con tres trenes de ultrafiltración, cada uno conformado por 8 módulos, capaces de filtrar hasta 130 m³/h de agua de mar.
El tren de ósmosis inversa está compuesto por 17 portamembranas y 85 membranas para agua de mar, diseñadas para reducir la salinidad y producir agua apta para consumo humano.
La automatización del sistema de tratamiento de agua permite controlar la secuencia operativa, monitorear parámetros clave en tiempo real y facilitar la operación por parte del personal.
| Elemento del proyecto | Características |
|---|---|
| Configuración | cuatro contenedores de 40 ft High Cube |
| Ultrafiltración | tres trenes |
| Módulos por tren | 8 módulos |
| Capacidad de filtración | hasta 130 m³/h de agua de mar |
| Ósmosis inversa | 17 portamembranas |
| Membranas | 85 membranas para agua de mar |
Cada aplicación exige un diseño distinto.
En Peiró desarrollamos soluciones de filtración para sistemas de agua de mar y procesos de desalación.
Un sistema bien filtrado no solo produce mejor agua.
Reduce paradas, alarga la vida de los equipos y mantiene el rendimiento de la planta.
Consumo energético y sostenibilidad
Además, muchos procesos de desalinización requieren calentar el agua, presurizarla o ambas cosas, lo que tiene un elevado coste energético.
La destilación, consistente en hacer hervir el agua de mar en un alambique, recoger el vapor y condensarlo para obtener agua dulce, es el método más evidente para eliminar la sal, pero no el más efectivo ya que consume grandes cantidades de energía.
La solución en este caso consiste en emplear energías renovables, como la solar, para reducir el consumo de las desalinizadoras.
IDE garantiza que nuestras desaladoras se ajusten a los objetivos económicos y ambientales de nuestros clientes.
Mejoramos continuamente la eficiencia energética para minimizar los gastos operativos y la huella de carbono de las plantas.
La salmuera y el impacto ambiental
El proceso de desalación del agua no está libre de impacto, ya que el residuo resultante del proceso es la salmuera, agua residual con una alta concentración de sal y contaminantes, que en muchos casos se vierte al mar y afecta a los ecosistemas.
En concreto, el estudio cifraba la descarga de salmuera en 142 m3 al día.
Manzoor Qadir, coautor del estudio, propone "convertir un problema ambiental en una oportunidad económica".
A medida que las desaladoras de agua se expanden a nivel mundial, se les exige que minimicen su impacto ambiental y maximicen su sostenibilidad.
Aplicaciones del agua desalinizada
La potabilización de agua de mar permite disponer de un suministro constante e independiente de la lluvia.
También garantiza una calidad estable, algo esencial en procesos industriales, agrícolas y municipales.
Hoy en día, las plantas de desalinización se utilizan para convertir el agua de mar en agua potable en los barcos y en muchas regiones áridas del mundo.
También se utiliza la destilación en áreas donde el agua está contaminada por contaminantes naturales y no naturales.
Experimento: cómo construir una desalinizadora casera
¿Te habías preguntado alguna vez cómo se obtiene agua dulce del agua salada?
Te lo enseñamos a través de un experimento casero muy fácil de llevar a cabo en el que aprenderás a construir tu propia desalinizadora casera.
- Disuelve la sal en un bol lleno de agua.
- Cubre con film de plástico el bol y asegúrate de que está sellado del todo.
- Pon una piedra o un objeto similar en el centro del plástico.
- Asegúrate de que se crea una pequeña depresión provocada por el peso del objeto.
Observarás que con el efecto del sol el agua se ha evaporado y se ha condensado en la depresión creada por la piedra.
El agua ha pasado del estado líquido al estado gaseoso para acabar finalmente pasando de nuevo al estado líquido.
Verás que el vaso que estaba vacío ahora está lleno de agua.
Hemos construido una desalinizadora casera para convertir el agua del mar en agua limpia apta para el consumo humano.
En nuestra desalinizadora casera, hemos creado una especie de efecto invernadero para que esto pudiera pasar.
El vapor de agua entonces sube a una mayor altitud, que es lo que da lugar a las nubes.
Es ahí donde las gotas condensadas se van uniendo entre ellas poco a poco, ocasionando finalmente la precipitación, que cuando, por acción de la gravedad, el agua vuelve de nuevo a la Tierra de forma líquida.
Desalinización del agua experimento casero
Diseño y operación de un proyecto de desalinización
Cada proyecto y cada cliente tiene sus requisitos y retos únicos que IDE se esfuerza por abordar.
IDE lidera la industria del agua con algunas de las desaladoras térmicas y de membrana más avanzadas del mundo.
Hemos proporcionado soluciones de desalación rentables a pequeñas y grandes en más de 500 plantas en 50 países durante más de 6 décadas.
Un sistema bien filtrado no solo produce mejor agua.
Reduce paradas, alarga la vida de los equipos y mantiene el rendimiento de la planta.
La automatización del sistema de tratamiento de agua permite controlar la secuencia operativa, monitorear parámetros clave en tiempo real y facilitar la operación por parte del personal.
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