desalinización
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Planta desaladora Shevchenko BN350 en la costa del Mar Caspio.
La desalación es un proceso mediante el cual se elimina la sal del agua de mar o salobre. Las plantas desaladoras (también conocidas como desalinizadoras, ver nota terminológica) son instalaciones industriales destinadas a la desalación, generalmente del agua de mar o de lagos salados para obtener agua potable.
El agua del mar tiene sales minerales disueltas. Debido a la presencia de estas sales, el agua del mar es salobre y no es potable para el ser humano y su ingestión en grandes cantidades puede llegar a provocar la muerte. El 97,5% del agua que existe en nuestro planeta es salada y sólo una cantidad inferior al 1% es apta para el consumo humano. Conseguir potabilizar el agua del mar es una de las posibles soluciones a la escasez de agua potable. Mediante la desalación del agua del mar se obtiene agua dulce apta para el abastecimiento y el regadío. Las plantas desaladoras de agua de mar han producido agua potable desde hace muchos años, pero el proceso era muy costoso y hasta hace relativamente poco sólo se han utilizado en condiciones extremas. Actualmente existe una producción de más de 24 millones de metros cúbicos diarios de agua desalada en todo el mundo, lo que supone el abastecimiento de más de 100 millones de personas. La primera planta desaladora en España se ubicó en Lanzarote en 1965 y actualmente existen más de 700 en todo el país.
Las plantas desaladoras también presentan inconvenientes. En el proceso de extracción de la sal se producen residuos salinos y sustancias contaminantes que pueden perjudicar a la flora y la fauna. Además, suponen un gasto elevado de consumo eléctrico. Con el fin de evitarlo, actualmente se están realizando estudios para construir plantas desaladoras más competitivas, menos contaminantes y que utilicen fuentes de energía renovables.
Índice
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1 Nota Terminológica 2 Motivación de la producción de agua dulce 3 Procedimientos de desalación
o 3.1 Desalación por ósmosis inversa (oi) 3.1.1 Proceso de producción 3.1.2 Regulación de alta presión y recuperación de energía 3.1.3 Calidad del agua producida 3.1.4 Energía eléctrica 3.1.5 Almacenamiento y distribución del agua producida
o 3.2 Desalación por destilación o 3.3 Desalación por congelación o 3.4 Desalación mediante evaporación relámpago o 3.5 Desalación mediante formación de hidratos o 3.6 Electrodiálisis
4 Plantas desaladoras en España 5 Referencias 6 Enlaces externos
Nota Terminológica[editar · editar código]
El DRAE define la desalinización cómo un término más preciso que desalación. Puesto que desalación se define más genéricamente, el proceso de quitar la sal a cualquier producto, no sólo al agua salada.1 Sin embargo, desalación parece ser bastante común. Desalación —y no desalinización— forma parte del nombre Asociación Española de Desalación y Reutilización. También es el término usado en la Universidad Nacional Autonoma de México.2
Motivación de la producción de agua dulce[editar · editar código]
El agua es el componente de todo sistema biológico que permite la vida a las plantas, animales y humanos. El agua dulce de fuentes naturales es un recurso muy limitado (menos del 2% del agua de la Tierra es dulce) y así define límites al aprovechamiento de los otros recursos como el espacio y el alcance de condiciones para la agricultura.
El mar contiene el 98% del agua del planeta. Entre 25.000 y 45.000 ppm (2,5 a 4,5%) del agua del mar son sólidos disueltos, también conocidos como TDS por las siglas de la expresión inglesa total dissolved solids. Se considera agua dulce aquella cuyo contenido en sal es inferior a 1000 ppm.
Procedimientos de desalación[editar · editar código]
La desalación puede realizarse por medio de diversos procedimientos, entre los que se pueden citar:
Ósmosis inversa Destilación Congelación Evaporación relámpago Formación de hidratos
Desalación por ósmosis inversa (oi)[editar · editar código]
Componentes del diseño de una planta de desalación por ósmosis inversa.
La Ósmosis inversa (OI) es un proceso en el que se obtiene agua dulce del agua salada. La ósmosis natural es un fenómeno que consiste en que, si hay una membrana semipermeable separando dos soluciones con el mismo disolvente, el disolvente pasa a través de ella, pero no las sales disueltas, desde el lado donde la concentración es más baja hacia la más alta, hasta que a ambos lados de la membrana las soluciones tienen la misma concentración. Este proceso se realiza sin aporte de energía exterior, y se genera mediante la que se llama presión osmótica.
La ósmosis inversa consiste en hacer pasar por la membrana semipermeable el disolvente (en este caso agua) desde el lado donde está la solución más concentrada (el agua de mar, con sales disueltas), hacia el lado contrario, sin que pasen las sales. En este caso se requiere energía, en forma de presión, que será ligeramente superior a la presión osmótica que haría pasar el solvente de baja concentración hacia el lado de la alta concentración. La presión
necesaria para conseguir la ósmosis inversa depende de la cantidad de sales disueltas y del grado de desalación que se quiera obtener. Del empleo de energía en el proceso resulta un aumento de la entropía.
El mar es una fuente ilimitada de agua salada. Una planta de ósmosis inversa necesita procesar un volumen de agua de mar de hasta tres veces mayor que la cantidad total de agua desalada que se obtendrá al final. Por eso el diseño de los pozos o sistema de captación debe considerar este factor para su capacidad.
Proceso de producción[editar · editar código]
Generalmente se emplea un gran depósito o balsa que se llena por gravedad al nivel del mar, previo un filtrado grosero. Se transporta el agua de la balsa mediante las bombas de alimentación al sistema de desalación. A la entrada de las bombas de alimentación llega un suplemento de productos químicos mediante bombas dosificadoras. Así se prepara el agua para pasar cuatro tipos de filtros que retienen partículas mayores de cuatro micras. El paso principal de la producción de agua es la separación del H2O de la mezcla de sales y minerales presente en el agua del mar. Este paso se realiza en la etapa de ósmosis inversa consiguiendo que las sales no atraviesen las membranas de los módulos de OI. Ppreviamente ha de conseguirse las partículas de diatomeas y microalgas no lleguen a las membranas y para eso existen tres pasos previos de filtración por arena antes del último paso de micro filtración usando cartuchos de fibra sintética. El éxito de filtración también depende de la apropiada introducción de coagulantes. De acuerdo a la calidad de filtración se genera el ciclo de cambio de las membranas entre 2 y 5 años. Los dispersantes químicos introducidos antes de la micro filtración previenen la precipitación de minerales dentro de las membranas.
Como todos los aspectos del proceso están automatizados, el trabajo de los operadores es la supervisión y el mantenimiento.
Regulación de alta presión y recuperación de energía[editar · editar código]
La salmuera rechazada es un 55% del agua bruta (aunque depende de la tecnología de desalación empleada). Mientras que el 45% del agua obtenida sale a presión atmosférica, debe asegurarse una contrapresión regulada en el flujo de rechazo. Este flujo de rechazo siempre contiene algo así como el 55% (100% - % ganada) de la energía de presión proporcionada por las bombas. Y es muy conveniente la recuperación de esta energía para obtener un rendimiento mayor. Una parte de la energía recuperada puede volver al mismo ciclo de desalación y recuperación más de una vez.
Mientras que la planta está en el modo de producción se controla la presión de salida por una válvula de regulación. Se usan convertidores ‘Pressure Exchanger’ y con ellos en el intercambio de presión se puede recuperar hasta el 95% de la energía del flujo de rechazo directamente por medio de bombeo usando desplazamiento positivo. Esa bomba de recuperación de energía aumenta el flujo de más agua bruta a la entrada de las membranas. La planta usa las unidades 'Pressure Exchanger' cerca de cada grupo de tubos de elementos de ósmosis inversa.
Calidad del agua producida[editar · editar código]
El agua osmotizada o el permeado de los módulos de ósmosis inversa debe ser acondicionada para cumplir con ciertas características de alta calidad, ya que, el agua producida tiene un pH ácido y un bajo contenido de carbonatos, lo que la convierte en un producto altamente corrosivo. Esto exige su preparación antes de su distribución y consumo. El pH se ajusta con carbonato de calcio a un valor de 7,7. Adicionalmente, si así lo requieren las normas municipales para uso del agua potable, se agrega también fluoruro de sodio e hipoclorito.
Energía eléctrica[editar · editar código]
Los requerimientos energéticos de la desalación varían en función de la tecnología empleada, aunque hay una tendencia hacia su reducción, gracias a los avances tecnológicos.
Empleando sistemas de ósmosis inversa y contando que el líquido producto debe ser bombeado a los lugares de destino, el gasto energético es de entr 3 y 4 kWh/m³.3 Se prevé que, con una mejora de la tecnología, pueda obtenerse agua desalada con un gasto energético de unos 2,9 kWh/m³ hacia el año 2010.3
Almacenamiento y distribución del agua producida[editar · editar código]
El agua desalada pasará por bombeo al depósito de almacenamiento de agua potable que puede estar encima de un cerro natural o a nivel del terreno, en cuyo caso se le dará la necesaria presión con bombas de caudal variable. Luego se reparte por la red de distribución local.
Desalación por destilación[editar · editar código]
La desalación por destilación se realiza mediante varias etapas, en cada una de las cuales una parte del agua salada se evapora y se condensa en agua dulce. La presión y la temperatura van descendiendo en cada etapa lográndose concentración de la salmuera resultante. El calor obtenido de la condensación sirve para calentar de nuevo el agua que hay que destilar. En esta tecnología se basa el Seawater Greenhouse, un invernadero para zonas costeras áridas que usa agua salada para el riego.
Desalación por congelación[editar · editar código]
Para la desalación por congelación, se pulveriza agua de mar en una cámara refrigerada y a baja presión, con lo que se forman unos cristales de hielo sobre la salmuera. Estos cristales se separan y se lavan con agua normal. Y así se obtiene el agua dulce.
Desalación mediante evaporación relámpago[editar · editar código]
En el proceso de desalación por evaporación relámpago, en inglés Flash Evaporation, el agua es introducida en forma de gotas finas en una cámara a presión baja, por debajo de la
presión de saturación. Parte de estas gotas de agua se convierten inmediatamente en vapor, que son posteriormente condensadas, obteniendo agua desalada. El agua residual se introduce en otra cámara a presiones más bajas que la primera y mediante el mismo proceso de calentamiento, pulverización y evaporación relámpago se obtiene más agua desalada. Este proceso se repetirá, hasta que se alcancen los valores de desalación deseados. Estas plantas pueden contar más de 24 etapas de desalación relámpago. A este proceso se le conoce como MSF (evaporación multietapa).
Desalación mediante formación de hidratos[editar · editar código]
En la desalación por formación de hidratos, no utilizada a gran escala. hidratos es una molécula de hidrógeno con algún metal.
Electrodiálisis[editar · editar código]
Consiste en el también conocido fenómeno mediante el cual, si se hace pasar una corriente eléctrica a través de una solución iónica, los iones positivos (cationes) migrarán hacia el electrodo negativo (cátodo), mientras que los iones negativos (aniones) lo harán hacia el electrodo positivo (ánodo). Si entre ambos electrodos se colocan dos membranas semiimpermeables que permiten selectivamente solo el paso del Na+ o del Cl-, el agua contenida en el centro de la celda electrolítica se desaliniza progresivamente, obteniéndose agua dulce.
Plantas desaladoras en España[editar · editar código]
España es el quinto país en número de desaladoras del mundo con un total de 900 plantas que tienen una capacidad de 1,45 millones de metros cúbicos al día.4 Debido a su función, las desaladoras deben instalarse cerca de una fuente de agua, en concreto, del mar. Se dedican a desalar agua marina, a una distancia de entre unas pocas decenas de metros a 3 kilómetros. Cuanto más lejos esté de la costa, mayor será la presión necesaria para captar el agua y, por lo tanto, el consumo energético será superior, lo que encarecerá todo el proceso.
La primera desaladora de España (y Europa) fue construida en 1965 en Lanzarote con la tecnología de evaporación,a través de la energía solar , que hoy apenas se utiliza, y que ha sido sustituida por la de ósmosis inversa. En Las Palmas de Gran Canaria se construyó la primera desaladora de España con el método de ósmosis inversa en 1971[cita requerida]. Actualmente la gestiona Emalsa [cita requerida]. Entre las de construcción más reciente destaca la de El Prat de Llobregat en la muy poblada región metropolitana de Barcelona, afectada por sequías intermitentes y con aguas superficiales de la cuenca del Llobregat relativamente contaminadas.
Referencias[editar · editar código]
1. Jump up ↑ Ver las definiciones del DRAE para desalar y desalinizar 2. Jump up ↑ UNAM México. «Implusa» (en español). Consultado el 3 de octubre de 2012.
3. ↑ Jump up to: a b Torres Corral, Miguel (octubre 2004): Avances Técnicos en la Desalación de Aguas, en ambienta. Centro de Estudios Hidrográficos (CEDEX)
4. Jump up ↑ «Viaje a las entrañas de una desaladora» (en español). Consultado el 21 de septiembre de 2010. «Betl Ibérica Analistas de Prevención».
Enlaces externos[editar · editar código]
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Proceso de desalinización Enviado por Oscar David Martinez
1. Introducción 2. Qué es agua salobre 3. Industrias de desalinización 4. Desalinización en México 5. Motivación para desalar el agua 6. Procedimientos de desalación 7. Conclusiones 8. Referencias
Introducción
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En este proyecto de investigación se podrá conocer la importancia del proceso de desalinización, aunque el agua es el liquido mas abundante en el mundo no toda sirve para el hombre, ya que en el mundo, de un total del 100% del agua existente, un 97.5% es salada y sólo el 2.5% es dulce. Y del agua dulce el 69.7% está retenida en casquetes polares un 30% está almacenada subterráneamente y sólo un 0.3% es la cantidad disponible para el consumo humano. Así que, este proceso nos beneficia en manera de que podamos convertir el agua salada en agua dulce y potable. La calidad del agua desalinizada es garantizada. Científicos afirman que la desalinización es el proceso de una nueva cultura sobre el agua y que podrá terminar completamente los problemas de su distribución. La desalación de aguas marinas no es algo nuevo, incluso cuenta con antecedentes históricos.
Qué es agua salobre
Es aquel tipo de agua que tiene sales disueltas, en la cual se encuentra entre 0,3 y 0.5 gramos de sal por un litro de agua lo que la hace imbebible.
Que es desalinización
Es un proceso de mucha importancia en el mundo y cada vez se vuelve mas necesario en los países pequeños, este proceso es para separar la sal del agua de mar son el único fin de obtener agua para riego o fines industriales como también para consumo humano y actividades comerciales. Desalinización es el proceso que trata de eliminar la sal presente en el agua del mar y así convertirla en agua potable que pueda ser utilizada para procesos del hombre, a través de un proceso físico-químico se busca eliminar los minerales que podemos encontrar en el agua y así hacerla apta para las necesidades humanas.
A través de la desalinización se puede terminar con los problemas que se encuentran a nivel mundial donde el agua es fundamental y a veces su distribución y su adquisición es muy difícil para algunas personas, el hombre siempre está buscando nuevas fuentes para obtener agua, una de estas fuentes es
el agua salobre. La desalinización es la tecnología que promete el suministro del preciado elemente que es el agua a millones de personas en todo el mundo.
Industrias de desalinización
Las plantas desaladoras de agua de mar han producido agua potable desde hace ya muchos años, pero el proceso era muy costoso. Actualmente se puede producir un aproximado de 24 millones de metros cúbicos de agua desalada diarios en todo el mundo lo que abastece a mas de 100 millones de personas.
El proceso de desalinización se lleva a cabo en fábricas conocidas como desaladoras en ellas la sal marina llega de esa manera y sale como agua totalmente bebible y utilizable. En los últimos años el uso del proceso de desalinización ha incrementado notablemente obligando de esta manera que se tengan que construir más desaladoras en variados puntos a nivel mundial. En el mundo los países que cuentan con más de estas fábricas y que utilizan más este proceso son España con un total de 900 plantas e Israel que con solo 3 plantas puede producir 300 millones de metros cúbicos en un año.
Las plantas desaladoras también tienen inconvenientes como por ejemplo, que en el proceso quedan residuos salinos que puede afectar en la fauna y la flora, también estas plantas tienen un gran consumo de energía eléctrica por lo cual en los últimos años se busca construir en diferentes países plantas menos contaminantes y mas productivas que utilicen fuentes de energía naturales y renovables.
España fue de los primeros países en adoptar estos métodos de desalación la primera planta desaladoras en España estaba ubicada en Lanzarote en el año de 1965 actualmente en este país existen mas de 700 plantas a lo largo de todo el país.
Desalinización en México
México enfrenta muchos problemas debido a la falta de abastecimiento y a la mala distribución de agua a lo largo del país el abastecimiento de agua en el país es un tema en nuestro país, dadas las condiciones de escases que existen en la actualidad.
La problemática que se encuentra en México se puede definir en 3 grandes partes:
a) Distribución inequitativa
b) Escasez
c) Contaminación
La baja en los niveles de disponibilidad del agua en el país tendrá que ser detenida a través de la fabricación y el uso de plantas desaladoras en diferentes puntos del país, esto se debe a que por el crecimiento de la población y el turismo ha aumentado el consumo de agua y disminuido se distribución.
Actualmente en México existen 435 plantas desaladoras de las cuales la mas grande se encuentra en Los cabos, Baja California Sur.
Motivación para desalar el agua
El agua es el componente más importante para la vida de las plantas, los animales y los seres humanos y su abastecimiento a todas las regiones no ha sido completamente cubierto. Esto ha llevado a todos los países a instalar fabricas desaladoras para poder producir mas agua, utilizando agua salada y convirtiéndola en dulce, para así poder abastecer a todo su territorio.
Procedimientos de desalación
a) Osmosis inversa.- Es el proceso de separar un cantidad de agua dulce del agua salada, el agua de la Osmosis Inversa (OI) tiene que ser acondicionada
para cumplir con las características que la avalen como un agua de alta calidad, tiene que ser preparada antes de su consumo. Este método es el mas utilizado.
b) Destilación.- El agua por destilación pasa por varias etapas donde el agua salada se evapora y se condensa en agua dulce.
c) Congelación.- Se congela el agua de mar en una cámara refrigerada y de baja presión para que se formen unos cristales de hielo sobre el agua los cuales se retiran para que se conserve solo el agua dulce.
d) Evaporación relámpago.- En este proceso el agua es introducida en cámaras de presión baja para ir alcanzando el nivel de desalación deseado este proceso se repite un poco mas de 24 veces.
e) Formación de hidratos.- Este proceso no es muy utilizado.
Conclusiones
En conclusión nos damos cuenta de que no toda el agua del planeta, conocido como el planeta azul por su gran cantidad de agua, se puede beber. La desalación es el futuro prometedor para las próximas generaciones, el agua que tenemos no durara para siempre y este proceso servirá para que podamos seguir distribuyendo agua a lo largo de los países y del mundo asi sea a los lugares avanzados como a las pequeñas comunidades. También nos hemos dado cuenta
que la desalinización es un proceso que en los últimos años ha sido de mucha ayuda para la mayor obtención de agua en los distintos países del mundo y como el agua es indispensable para procesos industriales se ha hecho obligatorio construir mas de estas fabricas. Aun aunque existan las fabricas desaladoras hay que cuidar el agua. El agua es la base para la vida pero desgraciadamente en el planeta, aunque haiga demasiada agua, no siempre estará disponible para beber así que la desalación es el método que hará sobrevivir a las próximas generaciones.
Aunque las plantas desaladoras pueden ser muy costosas, contaminantes entre otras cosas, prácticamente son el futuro del agua. Dentro de unos años será un método que abastezca de agua a países enteros en todo el mundo.
El planeta esta repleto de agua desgraciadamente no toda se puede beber ni usar para actividades productivas por este y muchos motivos mas la desalación es el presente y futuro del agua para el hombre, los animales y las plantas.
"Miles de personas han sobrevivido sin amor; ninguna sin agua". W.H.Auden.
Referencias
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b6/PlantaSchemaFiction.png/550px-PlantaSchemaFiction.png
http://es.wikipedia.org/wiki/Agua_salobre
http://www.bing.com/images/search?q=desalaci%C3%B3n&FORM=HDRSC2
http://es.wikipedia.org/wiki/Desalinizaci%C3%B3n#Motivaci.C3.B3n_de_la_producci.C3.B3n_de_agua_dulce
http://es.wikipedia.org/wiki/Desalinizaci%C3%B3n#Almacenamiento_y_distribuci.C3.B3n_del_agua_producida
http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2008/06/12/177702.php?page=3
http://www.oomsapaslc.gob.mx/publico/desalinizadora/index.aspx#3
http://www.altonivel.com.mx/18958-mexico-tendra-que-desalinizar-el-agua.html
http://www.ossesj.com.ar/ElAgua/ElAguaenelMundo.aspx
http://www.muyinteresante.es/10-frases-sobre-el-agua
http://burica.wordpress.com/2007/03/22/25-es-dulce-y-975-es-agua-salada-en-el-mundo/
http://es.wikipedia.org/wiki/desalinizaci%C3%B3n.
http://ciencias.jornada.com.mx/noticias/desarrollan-plantas-desaladoras-en-mexico
Irazoque, Glinda y José Antonio López Tercero. La química de la vida y el ambiente, SEP/ Santillana, México, 2002 pp. 32-33.
Autor:
Oscar David Martínez Almaguer
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