la desalinización

7/23/2019 La Desalinizacin

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8/10/2015 La desalinizacin

http://www.cubasolar.cu/biblioteca/energia/Energia26/HTML/articulo04.htm

La desalinizacin:una opcin a tener en cuenta

Juan Francisco Ziga SantanaMster en Ciencias. Investigador Agregado

de CUBAENERGIA.Tel.: (537) 2062064.e-mail:[email protected]

La desalacin del agua de mar se proyectacomo una alternativa para la obtencin de agua potable.

La desalinizacin, tambin conocida como desalacin, es el proceso por el cual el aguade mar, que contiene 35 000 ppm (partes por milln) del total de slidos disueltos (T.S.D.),y las aguas salobres, que contienen de 5 000 a 10 000 ppm del T.S.D., se convierten enagua apta para el consumo del hombre, uso domstico y utilizacin industrial.

Sera conveniente definir qu se entiende por agua dulce y por agua potable. Losestndares para el agua dulce pueden variar en cada pas sin embargo, el estndarempleado por la Organizacin Mundial de la Salud (OMS) la define como una solucinacuosa que contiene menos de 500 ppm del T.S.D. La definicin de agua potable serabsicamente la misma, agregndole las siguientes cualidades: inodora, incolora, inspiday finalmente libre de bacterias contaminantes.

El grado de salinidad puede variar en los diferentes ocanos, pero las proporcionesrelativas de los principales constituyentes son las mismas. En la tabla 1 se muestrala composicin qumica del agua de mar, y en la tabla 2, la diferencia de salinidad en losdistintos mares y ocanos.

Tabla 1. Composicin qumica promedio del agua de mar

Sal Cantidad de sales en 1 litro de agua

Gramos (g) Total de sales (%)

Cloruro de sodio 27,213 77,758

Cloruro de magnesio 3,807 10,878

Sulfato de magnesio 1,658 4,737

Sulfato de calcio 1,26 3,6

Sulfato de potasio 0,863 2,465

Carbonato de calcioy trazas de otras sales

0,126 0,345

Bromuro de litio 0,076 0,217Total 35,003 100,00

Tabla 2. Contenido de sales en los diferentes ocanos y mares

Mar (ocano) Contenido de sales (%)

Ocano Atlntico 3,6

Ocano Pacfico 3,36

Ocano ndico 3,38

Mar Mediterrneo 3,94
mailto:[email protected]%20mailto:[email protected]%20


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Mar Adritico 3,0

Mar de Japn 3,4

Mar del Norte 3,28

Mar Rojo 4,3

Mar Blanco 3,3

Mar de Mrmara 2,5

Mar Negro 1,7

Mar Caspio 1,3Mar Bltico 0,75

Cuando se desaliniza el agua con el fin de utilizarla para beber, la sal contenida en el aguaresultante del proceso no debe exceder de 500 ppm cuando el abastecimiento de aguade esta calidad es insuficiente, la desalinizacin constituye una alternativa del transportede agua potable desde grandes distancias mediante conducciones o vehculos cisterna.

Historia de la desalinizacinQuiz la ms antigua referencia que existe sobre la desalacin del agua de mares el relato que aparece en la Biblia (xodo, captulo 15, versculo 22-25): Al mandode Moiss, los hijos de Israel partieron del mar Rojo. Avanzaron hacia el desierto del Sur

y marcharon por l tres das sin hallar agua. Llegaron a Mara, pero no podan beberel agua por ser amarga [por eso se dio a este lugar el nombre de Mara]. El pueblomurmuraba contra Moiss, diciendo: Qu vamos a beber? Moiss clam a Yav,que le indic un madero que l ech en el agua, y esta se volvi dulce.

Referencias ms concretas se encuentran ya en Tales de Mileto (624-547 a.C.)y Demcrito (460?-370? a.C.), quienes sugirieron que el agua dulce se obtena porfiltracin del agua de mar a travs de la tierra. Aristteles (384-322 a.C.) abord ensus obras diversos aspectos del problema del agua discuti acerca de la naturalezay propiedades del agua de mar y la posibilidad de su desalacin. Plinio (23-79 d.C.),en su gran enciclopedia sobre historia natural describe varios mtodos para desalar agua.

Alejandro de Afrodisias (193-217 d.C.), al comentar la Meteorolgica de Aristteles,

describe por primera vez el procedimiento de destilacin como mtodo de obtencinde agua dulce a partir de agua de mar.

En la Edad Media varios autores trataron el problema de la desalacin del agua de mar,entre los que se puede citar a John Gaddesden (1280-1361), que en su obra Rosamedicine describe cuatro mtodos para la desalacin del agua de mar.

Principios de la electrodilisis. (a) Conjunto de celdasseparadas por membranas selectivas a los cationes C

o a los aniones A, antes de pasar la corriente elctrica.(b) Despus de pasarla corriente.

En la Edad Moderna se multiplican las observaciones cientficas debido a losdescubrimientos geogrficos, la expansin del comercio y los largos viajes a travsde los mares. Ello implica un nuevo avance en el problema de la desalacin del agua,especialmente en lo que se refiere al abastecimiento de las tripulaciones de los buques.


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Andrs Laguna (1499-1560), mdico personal del rey de Espaa, Carlos I, en suscomentarios escritos sobre la materia mdica, de Dioscrides, cita diferentes mtodosde desalacin. Giovan Battista Della (1535-1615) public en 1589 la segunda edicinde su Magiae naturalis en veinte tomos y en el ltimo describe los mtodos de obtencinde agua dulce a partir de agua salina conocidos en la poca. Este autor tiene el mritode haber hecho un estudio crtico de dichos mtodos y comprobar experimentalmentealgunos.

Balance del agua en el hombre.

A comienzos del siglo XIX ya eran conocidos los principios de los mtodos de desalacinque podemos llamar naturales, concretamente la evaporacin solar, la destilaciny la congelacin. El uso industrial de estos principios tuvo en cambio un lento desarrollo,excepto en las instalaciones de destilacin para barcos, cuyo crecimiento fuerelativamente rpido. La destilacin tuvo un primer impulso de desarrollo en el ao 1884,

cuando James Weir cre, con destino a barcos, una planta de evaporacin que utilizabala energa residual del vapor de salida de la caldera. Desde 1884 hasta 1956 el tipo dedestilacin de tubos sumergidos sirvi de base a la mayora de las instalaciones marinasde esta naturaleza, y en la poca final a instalaciones terrestres.


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Invernadero destilador.

Las primeras instalaciones de este tipo, de las que se tiene noticias, son una en Egipto,instalada en 1912, cuya produccin era de 75 m3/da otra en Stears, Kentucky (EstadosUnidos), montada en 1917 con una produccin de 150 m3/da, y otras en las islas de

Aruba y Curazao, de 6 500 m3/da, instaladas en el perodo 1956-1958. Fue precisamenteel aumento de capacidad de estas plantas terrestres lo que llev al abandono del principiode tubos sumergidos, ya que el sistema era difcilmente adaptable a capacidadesmayores.

El desarrollo de la evaporacin sbita se inicia con el fin de las instalaciones de tubossumergidos, a las que prcticamente viene a sustituir. El punto de comienzo de la eraindustrial de la evaporacin sbita se puede enmarcar en 1956, en que la compaaWestinghouse comenz la instalacin en Kuwait de una planta de 2 273 m3/da.

Aunque se ha clasificado el procedimiento de congelacin como uno de los de basenatural, pues entre los esquimales es la forma habitual de obtencin de agua, la realidades que no se desarroll sino mediante estudios de laboratorio independientes de dichascondiciones naturales. El desarrollo industrial de este mtodo tiene su iniciacin en losltimos aos de la dcada de los cincuenta.

Los sistemas de compresin de vapor y de tubos verticales largos pueden considerarsevariaciones de los mtodos bsicos de destilacin. El nacimiento de su desarrollocoincide tambin con la dcada de los aos cincuenta.

El empleo de los sistemas de membranas se inicia a partir de los estudios en laboratoriossobre la naturaleza y comportamiento de aquellas, con los trabajos realizados sobremembranas fabricadas con resinas por Juda y Kressman en 1949, aunque las propiedadesde semipermeabilidad y selectividad eran conocidas desde principios del siglo XIX.

Las primeras instalaciones de tipo industrial se reportan a partir de 1950. Los sistemas deintercambio de iones eran conocidos desde el siglo xix, aplicados en multitud de industriasqumicas y para desmineralizar aguas que no tuvieran ms de 1,5 g/L de sales disueltassin embargo, su desarrollo comienza en la dcada de 1950.

La desalacin ha contado con una larga prehistoria de ideas y mitos, y una historia inferiora un siglo de realizaciones prcticas.

Por qu la desalinizacin?

Se estima que la cantidad de agua en la Tierra


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es aproximadamente de 1 386 x 1015 m3 deella, 1 349 x 1015 m3 (97,5 %) se encuentranen los ocanos, y el resto, o sea, 37 x 1015 m3(2,5 %), es agua dulce se observa una muybaja proporcin del agua dulce con respectoa la de mar, lo que da una idea de la pocacantidad que se halla disponible para serempleada por el hombre en forma directa.

Algunas regiones del mundo tienen acceso

reducido al agua potable y en otras regionessu uso est limitado por la contaminacin.Inclusive, muchas reas hmedas sufrenla escasez del agua debido a los deficientessistemas y prioridades de distribucin.El resultado de todo esto es que el aguaescasea y los servicios de suministroy saneamiento son insuficientes.

En el informe mundial sobre el desarrollo delos recursos hdricos de las Naciones Unidas,Agua para todos, agua para la vida delplaneta, se plantea que muchos pasesy territorios se encuentran ya en una situacincrtica en lo que respecta a la cantidadde recursos renovables de agua disponiblespor habitante.

Distribucin del agua en la Tierra.

Los pases y territorios del mundo ms pobres en agua son: Kuwait (10 m3 anualespor habitante), la faja de Gaza (52 m3), los Emiratos rabes Unidos (58 m3), las islasBahamas (66 m3), Qatar (94 m3), las islas Maldivas (103 m3), la Jamahiriya rabe Libia(113 m3), Arabia Saudita (118 m3), Malta (129 m3), y Singapur (149 m3).

Los territorios y pases que ms agua poseen son: la Guyana francesa (812 121 m3anuales por habitante), Islandia (609 319 m3), Guyana (316 689 m3), Suriname(292 566 m3), Congo (275 679 m3), Papua Nueva Guinea (166 563 m3), Gabn(133 333 m3), las Islas Salomn (100 000 m3) y Canad (94 353 m3).

Las enormes reservas de agua de mar y aguas salubres de distintas procedencias,al mismo tiempo que las dificultades planteadas en muchos pases ante la escasezde agua dulce, han obligado a tomar en consideracin las posibilidades de su tratamiento

econmico, y actualmente existe un creciente inters en la realizacin de programasde investigacin-desarrollo relativos a los distintos mtodos de desalinizacin.Los mtodos empleados hasta la actualidad, son los siguientes:

a) Procesos de evaporacin: evaporacin multiflash (MSF), evaporacin multiefecto(MED), evaporacin y recompresin de vapor evaporacin solar.b) Procesos de cristalizacin: congelacin, formacin de hidratos.c) Procesos que emplean membranas selectivas: smosis inversa, electrodilisis.d) Procesos varios: cambio de ion, extraccin con disolventes, absorcin.

Los procesos de desalinizacin ms importantes en cuanto a la extensin de suutilizacin, son los de evaporacin y la smosis inversa.


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La desalinizacin en CubaLa desalinizacin del agua de mar en el pas se realiza utilizando el mtodo de smosisinversa existen seis plantas desalinizadoras que emplean dicho mtodo, cuatro de ellastienen un caudal mayor o igual a 180 m3/da y dos son de caudal pequeo (tabla 3).

Tabla 3. Plantas desalinizadoras instaladas en Cuba.

Nombre de laplanta

Provincia Operada por Objetivo

CayoLargo.

FrancesaACUASET Cayo Largo INRH Abasto-turismo

Cayo Largo.ItalianaPROTECNO

Cayo Largo INRH Abasto-turismo

Planta deJibacoa

La Habana Turismo Abasto-turismo

Planta deCovarrubia

Las Tunas Turismo Abasto-turismo

Planta dePeriquillo

Villa Clara Turismo Abasto-turismo

Planta deGuamoEmbarcadero

Granma INRH Abasto-poblacin

En Cuba la desalinizacin de agua de mar es una opcin que se debe tener en cuentapara solucionar la escasez de agua potable no slo en la regin oriental del pas, sinotambin en los cayos debido al creciente desarrollo del turismo.

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