La máquina para potabilizar agua de mar permite transformar el agua salada en agua dulce mediante procesos de desalinización. Esta tecnología resulta especialmente útil en embarcaciones, islas, zonas costeras, instalaciones en alta mar y regiones donde las reservas de agua dulce son insuficientes.
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. 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.
Qué es una máquina para potabilizar agua de mar
Una máquina desalinizadora de agua de mar compacta es un dispositivo especializado para el tratamiento de agua de mar, montado en una maleta relativamente pequeña y fácil de transportar para mayor comodidad.
La desalinización de agua es el proceso que elimina las sales disueltas y otros compuestos del agua marina. La desalinización es el proceso por el cual se eliminan las sales minerales disueltas en el agua.
Estos equipos convierten el agua de mar en agua potable de alta calidad, apta para el consumo humano y animal. 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.
Cómo funciona una desalinizadora marina
Las máquinas desalinizadoras de agua de mar tipo maleta emplean principalmente dos tecnologías de desalinización distintas: ósmosis inversa (OI) y destilación térmica. Sin embargo, la OI es la más popular y eficaz.
Un fabricante de agua para botes funciona utilizando el proceso de ósmosis inversa que se enfoca específicamente en las impurezas en el agua, como la sal y los minerales, y las excluye del agua del producto terminado.
Esto se hace mediante el empleo de bombas de presión, que empujan el agua no tratada a través de elementos de membrana semipermeable que utilizan poros pequeños para filtrar estos contaminantes no deseados que pasan junto con el agua.
Se requiere el uso de bombas de alta presión para operaciones de tratamiento con respecto al agua de mar ya que posee mayores grados de sal y otros contaminantes.
Etapas principales del tratamiento
Antes de eliminar la sal, el agua debe limpiarse.
Durante esta fase se eliminan arenas, algas, sólidos en suspensión y materia orgánica.
En primer lugar, el agua de mar se pretrata mediante filtros de sedimentos para extraer los sólidos en suspensión.
A continuación, se aplica presión al agua de entrada y, al pasar por las membranas de ósmosis inversa, las perforaciones microscópicas retienen las sales disueltas y dejan pasar las moléculas de agua.
Después, los contaminantes se eliminan con un chorro de agua y el agua recién purificada se mantiene y está lista para ser utilizada.
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.
La ósmosis inversa industrial es el corazón de la mayoría de procesos de desalación. Estas membranas retienen sales, bacterias y contaminantes, dejando pasar solo el agua pura.
Una planta desaladora trabaja en varias etapas bien definidas. 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).
Aquí se produce la separación física de sales. El agua entra a alta presión en los módulos de membrana.
Ósmosis inversa frente a destilación
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 ósmosis inversa 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.
Otros procesos utilizan membranas de nanotubos de mayor permeabilidad que las de la ósmosis inversa, lo que permite procesar más agua en menos espacio usando menos energía.
También existe un método que 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.
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 | Funcionamiento | Característica principal |
|---|---|---|
| Ósmosis inversa | El agua pasa por membranas semipermeables bajo alta presión | Es la más popular y eficaz |
| Destilación térmica | El agua de mar hierve, se evapora y después se condensa | Consume grandes cantidades de energía |
| Membranas de nanotubos | El agua atraviesa membranas de mayor permeabilidad | Procesa más agua en menos espacio usando menos energía |
| Membranas cargadas eléctricamente | Atrapan los iones de sal disueltos | Permiten extraer agua dulce |
Filtros especiales activados con energía solar
¿Cómo se puede convertir agua salada en potable de manera sustentable y en poco tiempo? Utilizando un filtro especial de alta tecnología y energía solar.
Un equipo de investigación global desarrolló una tecnología pionera que puede hacer que grandes volúmenes de agua de mar sean seguros para beber en menos de 30 minutos.
El filtro especialmente diseñado puede generar cientos de litros de agua potable por día y solo requiere luz solar directa para purificarlos, lo que hace que el proceso sea energéticamente eficiente, de bajo costo y sostenible.
Para la fabricación del filtro se utilizan compuestos organometálicos (MOF, por sus siglas en inglés), que constan de iones metálicos que forman un material cristalino.
Durante el proceso de desalinización, el filtro, que lleva el nombre de PSP-MIL-53, primero adsorbe (atrae y retiene en su superficie moléculas o iones de otro cuerpo) las sales del agua y luego se coloca bajo la luz del sol para regenerarse.
Ese proceso demora menos de cuatro minutos, antes de que el filtro pueda adsorber la sal del agua nuevamente.
La Organización Mundial de la Salud sugiere que el agua potable de buena calidad debe tener un sólido disuelto total (SDT) menor a 600 miligramos por litro (mg/l).
Los investigadores pudieron lograr un SDT de menos de 500 mg/l en solo media hora y regenerar el filtro MOF para su reutilización bajo la luz solar.
Este proceso pudo filtrar partículas dañinas del agua y generar 139,5 litros de agua limpia por kilogramo de MOF por día.
La energía solar para filtrar se ha utilizado durante mucho tiempo, donde el agua se evapora y se condensa para producir agua dulce. Pero se necesitan muchas horas para producir suficiente agua para uso doméstico.
Nosotros utilizamos la luz solar para reciclar nuestro material, y solo toma unos minutos.
Este adelanto tecnológico podría proporcionar agua potable a millones de personas en todo el mundo utilizando la energía de manera más eficiente que las prácticas actuales de desalinización.
Las comunidades remotas podrían ser las más beneficiadas.
Características de las máquinas de ósmosis inversa
Los sistemas de ósmosis inversa de agua de mar cuentan con un diseño compacto único e innovador que permite una fácil instalación en cualquier tamaño de área.
El marco con recubrimiento de polvo resistente a la corrosión de alto grado presenta un diseño modular que permite que el sistema se divida en múltiples conjuntos para facilitar el montaje.
Estos equipos pueden estar equipados con una bomba de alta presión de tipo centrífugo SS dúplex para alto rendimiento y resistencia a la corrosión, un controlador de computadora programable con muchas características integradas y carcasas de membrana de fibra de vidrio de 1000 psi para mayor durabilidad.
Las máquinas desalinizadoras de agua de mar portátiles y compactas, que caben en maletas, son dispositivos prácticos, especialmente para asentamientos en zonas con escasez de agua cerca del mar.
La máquina de filtro de agua de mar portátil con maleta admite altos niveles de TDS de hasta 45 000 ppm y elimina diversas impurezas indeseables, como residuos, sólidos en suspensión y sales disueltas.
El pequeño sistema de ósmosis inversa es portátil, ligero y fácil de usar. La máquina está disponible con diversas opciones de alimentación, por ejemplo, 220 V/110 V y CC 24 V/12 V.
La característica más destacada de las máquinas desalinizadoras de agua de mar para embarcaciones es su fácil manejo, tamaño compacto, ligereza y portabilidad.
Una desalinizadora de maleta para uso doméstico puede funcionar con energía solar, lo que ofrece comodidad a hogares en islas o zonas aisladas.
El equipo de desalinización de agua de mar tipo maleta está diseñado sobre la base de un sistema portátil de ósmosis inversa alimentado por energía solar.
La ventaja destacada es el uso de un dispositivo de recuperación de energía, que ahorra energía.
Capacidades de producción
La serie SWC está disponible con capacidades que van desde 380 GPD hasta 10,000 GPD y un TDS máximo de agua de alimentación de 42.000 ppm.
Estos sistemas de desalinización marina entregan grandes volúmenes de agua dulce potable con capacidades que oscilan entre 380 y 10,000 GPD.
La capacidad de tratamiento de agua por hora de las desalinizadoras de maleta se puede personalizar según sus necesidades.
Por término medio, por cada 100 litros de agua extraída del mar, un desalinizador produce 10 litros de agua dulce para la tripulación.
Una desalinizadora puede producir entre un 10% y un 30% más de agua, dependiendo del tamaño del producto.
| Tipo de equipo o sistema | Capacidad o dato técnico |
|---|---|
| Serie SWC | 380 GPD hasta 10,000 GPD |
| Agua de alimentación | TDS máximo de 42.000 ppm |
| Máquina portátil tipo maleta | TDS de hasta 45 000 ppm |
| Filtro PSP-MIL-53 | 139,5 litros de agua limpia por kilogramo de MOF por día |
| Producción media a bordo | 10 litros de agua dulce por cada 100 litros de agua de mar |
| Filtro solar MOF | Agua potable en menos de 30 minutos |
Uso en barcos, yates y plataformas marinas
Ideal para embarcaciones comerciales, casas en islas, plataformas petrolíferas, hoteles o yates grandes.
Estos potabilizadores convierten el agua salada en agua dulce y brindan servicio dondequiera que se necesite agua limpia, pura y dulce.
Antes de los avances tecnológicos, tener una potabilizadora a bordo de un barco de crucero se consideraba un artículo de lujo deseable.
Hoy en día, la mayoría de los veleros llevan un sistema de ósmosis inversa, que mejora la experiencia general de zarpar, específicamente en áreas donde no hay agua dulce disponible.
Si bien es posible que no se requieran fabricantes de agua para los barcos cerca del muelle, los navegantes que navegan por lugares en alta mar dependen del fabricante de agua del velero para la hidratación diaria.
Los viajes de larga duración en el mar se hacen mucho más convenientes con una potabilizadora de calidad a bordo y son posibles para los navegantes que sueñan con vivir fuera de la red.
Una aplicación que depende únicamente del uso de un productor de agua marina para la producción de agua dulce son las instalaciones en alta mar.
Si bien el océano proporciona una cantidad abundante de agua a los barcos de agua marina, contiene concentraciones extremadamente altas de sal, lo que lo hace inutilizable en prácticamente cualquier aplicación, incluido el consumo.
Para remediar este problema, los propietarios de embarcaciones que buscan pasar una gran cantidad de tiempo en alta mar, asegúrese de llevar a bordo un productor de agua marina para convertir el agua de mar en agua dulce purificada.
La desalinización del agua de mar | AFP Animé
Aplicaciones en zonas remotas y situaciones de emergencia
La obtención de agua dulce se da por sentado en muchas ubicaciones geográficas, como en las zonas urbanas de los países desarrollados.
Sin embargo, estos lugares no brindan a las personas la facilidad de obtener suministros de agua dulce en cantidades suficientes para beber y usar en otras aplicaciones.
Por ejemplo, las zonas cálidas / áridas y las islas remotas de todo el mundo proporcionan muy pocas fuentes de agua a las personas que habitan estas regiones específicas.
Su creación resulta esperanzadora frente al problema de escasez de agua que se vive en distintos lugares del mundo en donde los recursos económicos son limitados.
Desarrollado por el start-up londinense Hydro Wind Energy, es el primer dispositivo desalizador portátil y de bajo costo (€50).
La idea inicial era crear un desalizador para situaciones de emergencia, excursionistas, aventureros, etc.
Pero descubrieron que puede ser una solución para las personas que viven al lado del mar, pero que no tienen acceso a agua potable.
Es un dispositivo que combina un sistema hidráulico, pre-filtración triple y una pequeña membrana ósmosis inversa para desalinizar el agua salada y transformarla en agua dulce, utilizando energía manual.
La primera filtración elimina los sedimentos y partículas más dañinas.
El sistema puede filtrar micro sólidos, bacterias, virus, parásitos y microplásticos.
La compañía ha prometido que, con cada venta, donará un dispositivo adicional a organizaciones humanitarias en pro del cuidado del agua.
Esta iniciativa respalda su compromiso con encontrar soluciones para solventar la crisis mundial del agua.
Cuando se dispone de los medios necesarios, lo mejor es utilizar dos recipientes, al igual que se hace en el caso de la olla.
Una vez con agua, se deben cubrir ambos recipientes con papel film transparente o con una bolsa de plástico, que quede bien sujeta para que no se escape el calor.
Una vez que ese agua pase del estado gaseoso al líquido, podrás gozar de agua dulce para su consumo en casos de supervivencia.
Potabilización doméstica mediante evaporación
Una de las formas más sencillas de potabilizar agua de mar es hirviendo este líquido.
Para ello, necesitas unos cuantos utensilios que seguro que tienes en casa.
Dentro de la olla o cazo se debe introducir un recipiente más pequeño.
Una vez preparado todo, es momento de hervir el agua, siempre con la tapa de la olla puesta en todo momento, pero colocada del revés.
Aunque se trata de un proceso largo, el objetivo es conseguir que el agua condensada acabe depositada sobre el recipiente pequeño.
Aunque el agua que consigas tras el proceso anterior es dulce, sigue sin ser potable.
El anterior método para potabilizar el agua de mar es perfecto para llevar a cabo en casa pero, ¿cómo potabilizar agua de mar en situaciones de supervivencia?
Mantenimiento de una potabilizadora marina
Los potabilizadores se han ganado la reputación de volverse difíciles de mantener durante un período de tiempo, pero a lo largo de los años la maquinaria ha cambiado y, en general, el mantenimiento diario se ha simplificado mucho.
Sin embargo, mantener su potabilizadora pulida para un rendimiento de calidad es fundamental.
Una potabilizadora para embarcaciones que se opera en puertos contaminados conducirá inevitablemente a piezas obstruidas y requerirá ajustes frecuentes del medio filtrante.
Los navegantes pueden sobrevivir si tienen más filtros a bordo, pero no es aconsejable.
El clima es mucho más seguro en mar abierto y fondeaderos aislados.
Recuerde también la poca profundidad del agua donde está anclado, ya que a menudo se producirán movimientos de marea que agitarán pequeñas partículas y sedimentos.
Esto también puede dar lugar a ajustes adicionales en el filtro e incluso puede afectar a otras partes.
Una descarga automática de agua dulce es una buena opción que limpiará la parte de la membrana del productor de agua marina después de su uso.
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
La desalinización y los riesgos en la salud deben valorarse junto con el consumo de energía, el mantenimiento y la gestión de los residuos.
El profesor Wang, del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Monash, defiende la desalinización como una opción viable para solucionar la falta de agua en el mundo.
Debido a la disponibilidad de agua de mar y salobre - aquella que tiene más sales disueltas que el agua dulce, pero menos que el agua de mar-, y a que los procesos de desalinización son confiables, el agua tratada puede integrarse dentro de los sistemas acuáticos existentes con riesgos mínimos para la salud.
Pero los procesos de desalinización térmica por evaporación y otras tecnologías, como la ósmosis inversa -que utiliza una membrana semipermeable para eliminar iones, moléculas y partículas más grandes-, tienen una serie de inconvenientes, incluido el alto consumo de energía y el uso de productos químicos en la limpieza y decloración de membranas.
Por su bajo consumo de energía y sin necesidad de productos químicos durante el proceso, Wang dice que esta nueva tecnología con luz solar puede ser parte de las futuras soluciones de agua limpia.
Además, muchos procesos de desalinización requieren calentar el agua, presurizarla o ambas cosas, lo que tiene un elevado coste energético.
La solución en este caso consiste en emplear energías renovables, como la solar, para reducir el consumo de las desalinizadoras.
Salmuera e 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”.
La elección de una máquina desalinizadora debe considerar el consumo energético, la gestión de la salmuera, la protección de las membranas y la calidad del agua obtenida.
Coste y disponibilidad
Al ser consultado por el costo de este nuevo dispositivo, el profesor dijo que aún queda camino por recorrer para que sea asequible para la población.
El material sintetizado en el laboratorio no es barato. Se espera que el costo de su producción disminuya significativamente cuando se fabrique a gran escala.
Esperamos que el material esté ampliamente disponible y sea asequible después de más investigación y desarrollo.
En la última década, los precios de los sistemas de desalinización en general han bajado considerablemente.
Esto se debe principalmente a los avances tecnológicos y a la competencia.
Sin embargo, las distintas máquinas tienen precios diferentes debido a las diferencias en materiales, diseño, capacidad de producción y especificaciones operativas.
Muchos clientes requieren sistemas de ingeniería personalizados.
Cómo elegir una máquina para potabilizar agua de mar
Las máquinas desalinizadoras de agua de mar portátiles y compactas son dispositivos prácticos para asentamientos en zonas con escasez de agua cerca del mar.
La capacidad de tratamiento de agua por hora se puede personalizar según sus necesidades.
Las máquinas convierten el agua de mar en agua potable de alta calidad, apta para el consumo humano y animal.
La ósmosis inversa es la tecnología más popular y eficaz entre las máquinas desalinizadoras tipo maleta.
El pretratamiento protege las membranas frente a arenas, algas, sólidos en suspensión y materia orgánica.
La alimentación puede adaptarse a diferentes instalaciones, incluyendo 220 V/110 V y CC 24 V/12 V.
Los sistemas destinados a embarcaciones deben incorporar materiales resistentes a la corrosión.
La utilización de energía solar puede reducir el consumo de las desalinizadoras.
Una descarga automática de agua dulce puede limpiar la parte de la membrana después de su uso.
La máquina debe seleccionarse de acuerdo con el caudal necesario, el espacio disponible, la calidad del agua de entrada y las condiciones de operación.
El planeta está cubierto de agua, pero casi toda no se puede beber. La respuesta está en la combinación correcta de filtración y desalinización.
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