MECHEROS, LLAMA Y COMBUSTION

OBJETIVOS  * Identificar y comprender cada una de las partes del mechero, al igual que determinar los principios   de   su   funcionamiento   básico   en   laboratorio.   *   Comprender   básica   y   prácticamente   los   diferentes   tipos   o   clases   de   combustiones existentes.   * Realizar un perfil de la  llama para identificar y conocer sus partes y tipos de estas que existen.Generalidades

Varias operaciones del laboratorio necesitan una fuente de calor de fácil manejo y de simple construcción. Los tipos de mecheros utilizados para estos fines son el Bunsen, Meker y Fisher. El manejo de estos tipos de mecheros es semejante. El    gas llega al mechero a través de un tubo  de   goma o  plástico  desde   la   llave  de  gas   situada  en   la  mesa  del   laboratorio   (llave amarilla). El gas entra por la base por un orificio pequeño, casi siempre fijo. La entrada del aire también en la base es regulable de modo diverso; se produce a través de un collar (o mango giratorio). En la parte inferior del tubo del mechero se mezclan el gas y el aire. La cantidad de aire y gas que entra se regula ajustando el collar y la base del mechero respectivamente. La mezcla aire-gas que fluye a través del mechero se enciende acercando un fósforo encendido a la parte superior del tubo del mechero.

Llamados   tambien   encendedores,es   un equipo   de   laboratorio   que   constan   de   un   tubo metálico con una  entrada regulable de aire en su base y una  boquilla de variados diseños en su parte superior.USOS:   Este   objeto    genera   energía   calorífica   mediante   la   quema   de combustible   (gas propano,butano,alcohol,etc.)  En el   laboratorio  se  usan  los   llamados de BUNSEN,  con   los  cuales  se  consigue el  mayor rendimiento   térmico   en   la   combustión   del   gas,son   usados   como   calentadores   para  acelerar las reacciones quimicas de las sustancias o con el color de la llama distinguir algun elemento.

Clases de Mechero

MECHERO BUNSEN

El mechero Bunsen es una de las fuentes de calor más sencillas del laboratorio y es utilizado para obtener temperaturas no muy elevadas. Consta de una entrada de gas sin regulador, una entrada de aire y un tubo de combustión. El tubo de combustión está atornillado a una base por donde entra el  gas combustible a través de un tubo de goma, con una  llave de paso. Presenta   dos   orificios   ajustables   para   regular   la   entrada   de   aire. 

                                                       

El Mechero Bunsen está constituido por un tubo vertical que va enroscado a un pie metálico con  ingreso para el  flujo del  combustible,  el  cual  se regula a través de una  llave sobre  la mesada de trabajo. En la parte inferior del tubo vertical existen orificios y un anillo metálico móvil o collarín también horadado. Ajustando la posición relativa de estos orificios (cuerpo del tubo y collarín  respectivamente),   los  cuales  pueden ser  esféricos  o rectangulares,  se  logra regular el flujo de aire que aporta el oxígeno necesario para llevar a cabo la combustión con formación de llama en la boca o parte superior del tubo vertical

Breve Reseña histórica: Este mechero debe su nombre a ROBERT WILHELM BUNSEN (1811-

1899). Sin embargo fue un colaborador de su laboratorio .Peter Desdega., quien en realidad mejoró   un   diseño   previo   realizado   por   MICHAEL   FARADAY.Características de la llama del Mechero de Bunsen, en principio se debe señalar que la llama del mechero, se produce por combustión del gas propano (metano o butano), la cual se realiza por la presencia de oxígeno en el aire. La reacción que sucede es:

COMBUSTIÓN COMPLETA:

PROPANOC3 H8 502                                                         3CO2 +4 H2OBUTANO2C4H1O13O2                                                 8CO2   10 H2O

COMBUSTUÓN INCOMPLETA:PROPANOC3+H8 +302                                                     3C +2CO + 4H2OBUTANOC4H10   + 6 O                                 2C +2CO + 5H2O 

 ➢ Combustión incompleta:La combustión es incompleta cuando la cantidad de O2 no es suficiente para quemar de modo completo al combustible. Los productos de la combustión incompleta varían según la cantidad de oxígeno disponible. Generalmente se forma monóxido de carbono (CO).Otro producto de una combustión incompleta es el carbón, sólido, que por acción del calor se pone incandescente y da ese color amarillo-anaranjado a la llama, que por eso se le dice llama luminosa o fuliginosa. Este carbón, finamente dividido, se eleva por el calor que desprende la combustión, y se va enfriando a medida que se aleja de la fuente de calor, formando humo negro, que se deposita en los objetos cercanos formando lo que se conoce como hollín.También se produce agua, en estado de vapor, como otro producto más de una combustión incompleta.

Una ecuación que representa la combustión incompleta del hexano (principal componente de las naftas livianas) es:

C6H14 + 4 O2 --------------- CO + 5 C + 7 H2Ohexano oxígeno monóxido carbón aguade carbono (hollín)

    ➢ Combustión completa:

Se produce cuando hay suficiente cantidad de oxígeno, este consume casi en su totalidad las partículas de carbono incandescentes, adquiriendo la llama de color azul.

Toda combustión completa libera, como producto de la reacción, dióxido de carbono (CO2) y agua en estado de vapor (H2O); no importa cuál sea el combustible a quemar.

El calor de la reacción se libera, por eso se dice que es una reacción exotérmica.Esa energía calórica hace evaporar el agua, o sea los productos de una combustión completa están en estado gaseoso.La combustión completa presenta llama azul pálido, y es la que libera la mayor cantidad de calor.

Combustible + O2 --------------- CO2 + H2O + energía (luz y calor)

MECHERO TECLÚ

El Mechero Teclú está constituido por un tubo vertical ensanchado en su zona baja con forma de campana, el cual va enroscado a un pie metálico con ingreso para el flujo de combustible, el cual se regula a través de una llave ubicada a la salida del reservorio del mismo. En la parte inferior  presenta una roldana ajustable.  Modificando,  por giro,   la  posición de esta roldana respecto a  la  parte ancha del  tubo se  logra regular  el  flujo de aire que aporta el  oxígeno necesario para llevar a cabo la combustión con formación de llama en la boca o parte superior del tubo vertical. .

Breve   Reseña   histórica:   Este   mechero   debe   su   nombre   a   NICOLAE   TECLÜ   (1839-1916)

MECHERO MECKER

Un mechero Meker-Fisher, llamado a veces simplemente mechero Meker, es un tipo de mechero o quemador que forma parte del equipamiento de laboratorio y cuya función 

principal es la de calentar recipientes, de modo similar a los más frecuentes mecheros Bunsen. 

Su   forma   y   tamaño   recuerdan   las   del  mechero   Bunsen   pero   el   quemador   es   de  mayor diámetro para conseguir una llama de base más amplia.1  La llama de gas producida es más abierta   y   uniforme   que   en   otro   tipo   de  mecheros   de   laboratorio,   aunque   sus   usos   son similares:   para   calefacción,  esterilización,   y  combustión.   Se   utiliza   cuando   el   trabajo   de laboratorio requiere una  llama más caliente de  lo que sería posible utilizando un mechero Bunsen.

La producción de calor del mechero Meker-Fisher puede ser de más de 13.000 kJ (12.000 BTU) por   hora   utilizando  gas   licuado   del   petróleo   (GLP),2  aunque   también   son   posibles   otros combustibles como propano/butano o gas natural.3 4 La llama puede alcanzar temperaturas de hasta 1100-1200 ºC. Una tapa de rejilla de 30 mm de diámetro, con 100 orificios y fabricada en acero inoxidable, asegura un calentamiento uniforme. Poseen un parallamas para evitar la retrogresión de la llama.5

El mechero Meker-Fisher se fabrica con un cuerpo de latón cromado y la base hecha a base de zinc-aluminio. Una válvula de aire y una válvula de flujo de gas (visible por debajo del conducto central, en la fotografía adjunta) permiten el control de la altura de la llama y de su intensidad.

Otros modelos de mecheros de gas que se emplean en laboratorio son el mechero de Tirril, o el de Amal.

El Mechero Mecker tiene un diseño básico similar al Mechero Bunsen, diferenciándose de éste en que presenta una placa en criba en su boca. Esta placa multi horadada permite una llama generada por un número de llamas tipo Bunsen igual al número de orificios presente en la placa usada  .  Este  artificio permite una calefacción más uniforme y un trabajo a mayores temperaturas

LLAMA

Las llamas se originan en reacciones muy exotérmicas de combustión y están constituidas por mezclas de gases incandescentes. Son las fuentes más comunes de calor intenso.

En general, la reacción de combustión se transmite a una región de la masa gaseosa a partir de un punto de ignición; al proseguir la propagación, la mezcla reaccionante va diluyéndose, la reacción cesa gradualmente y la llama queda limitada a una zona del espacio.

La llama más utilizada en el laboratorio es la producida por la combustión de un gas (propano, butano o gas ciudad), con el oxígeno del aire.

La combustión completa (con exceso de oxígeno) produce agua y dióxido de carbono, una llama poco luminosa y de gran poder calorífico.

La combustión incompleta produce, además de dióxido de carbono y agua, carbono, nonóxido de  carbono y  otros  productos   intermedios,  da  origen  a   llamas  de  bajo  poder  calorífico  y altamente   luminosas   (debido   a   la   incandescencia   de   las   partículas   de   carbono   que   se producen).

Para controlar las llamas se utiliza el mechero de laboratorio que, a pesar de existir diversos tipos,   el   mecanismo   de   funcionamiento   es   similar   en   todos   ellos.

Esencialmente constan de un tubo, llamado cañón, a cuya base llega la entrada de gas a través de un pequeño orificio (chiclé).

En esta zona existen unas aberturas, regulables mediante una anilla (virola), que permiten la entrada del aire al cañón.

La expansión del gas a través del pequeño orificio succiona el aire exterior produciéndose, de este modo, una mezcla gas-oxígeno que asciende por el cañón hasta la boca del mismo que es donde se produce la llama.

Tipos de LLama

1. Llama luminosa, se produce cuando la combustión es incompleta, y cuando el aire que entra en el mechero es insuficiente originándose pequeñas partículas de carbón por la descomposición del gas, la que encandece originándose la llama luminosa. Con esta clase de llama generalmente se tiene temperaturas relativamente bajas y no son muy empleadas   –  2. Llama no luminosa, se produce cuando la producción es completa y se consigue debido a un cpntacto íntimo entre el agua y el aire de tal manera que casi no hay partículas   sólidas   incandeccentes.   En   esta   clase   de   llama   puede   distinguirse   las siguientes zonas, tal como muestran en el siguiente esquema:

CONO EXTERIOR.                                       Zona superior de oxidación (1480C).                                                    Zona superior de reducción.CONO INTERIOR.             Zona de fusión o de mayor temperatura (1560 C)ZONA INF. DE REDUCCIÓN                                                       Zona inferior de oxidación.ZONA DE GASES NO QUEMADOS                             Base de la flama o zona de menor   (300 C).QUEMADOR.

COMBUSTION

La combustión es una  reacción química de  oxidación, en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de  energía,  en forma de  calor  y  luz,  manifestándose visualmente como fuego.

En   toda   combustión   existe   un   elemento   que   arde   (combustible)   y   otro   que   produce   la combustión  (comburente),  generalmente  oxígeno  en  forma de O2 gaseoso.  Los  explosivos tienen oxígeno ligado químicamente por lo que no necesitan el oxígeno del aire para realizar la combustión.

Los tipos más frecuentes de combustible son los materiales orgánicos que contienen carbono e hidrógeno.   En   una   reacción   completa   todos   los   elementos   tienen   el   mayor   estado   de oxidación. Los productos que se forman son el dióxido de carbono (CO2) y el agua, el dióxido de azufre  (SO2) (si el combustible contiene azufre) y pueden aparecer  óxidos de nitrógeno (NOx), dependiendo de la temperatura y la cantidad de oxígeno en la reacción.

En la combustión incompleta los productos que se queman pueden no reaccionar con el mayor estado de oxidación, debido a que el comburente y el combustible no están en la proporción adecuada, dando como resultado compuestos como el  monóxido de carbono  (CO). Además, pueden generarse cenizas.

El proceso de destruir materiales por combustión se conoce como incineración.

Para iniciar la combustión de cualquier combustible, es necesario alcanzar una temperatura mínima, llamada temperatura de ignición, que se define como, en °C y a 1 atm, temperatura a la que los vapores de un combustible arden espontáneamente.

La  temperatura de inflamación, en °C y a 1 atm es aquella a la que, una vez encendidos los vapores del combustible, éstos continúan por si mismos el proceso de combustión.

SISTEMAS DE MEDICIÓN Generalidades

LongitudLa   longitud  es  una  de   las  magnitudes  físicas  fundamentales,   en   tanto  que  no  puede   ser definida  en   términos  de  otras  magnitudes  que  se  pueden  medir.   En  muchos   sistemas  de medida, la longitud es una unidad fundamental, de la cual derivan otras.

La longitud es una medida de una dimensión (lineal; por ejemplo m), mientras que el área es una  medida   de   dos   dimensiones   (al   cuadrado;   por   ejemplo  m²),   y   el volumen es una medida de tres dimensiones (cúbica; por ejemplo m³).

Masa y Peso

Todos los cuerpos están hechos de materia. Algunos tienen más materia que otros. Por ejemplo, pensemos en dos pelotas de igual tamaño (igual volumen): una de golf (hecha de un material duro como el caucho) y otra de tenis (hecha de goma, más blanda).

Aunque se vean casi del mismo tamaño, una (la de golf) tiene más materia que la otra.

Como la masa es la cantidad de materia de los cuerpos, diremos que la pelota de golf tiene más masa que la de tenis.

Lo mismo ocurre con una pluma de acero y una pluma natural. Aunque sean iguales, la pluma de acero tiene más masa que la otra.

La UNIDAD DE MEDIDA de la MASA es el KILOGRAMO (kg)

La masa se mide usando una balanza

El kilogramo (unidad de masa) tiene su patrón en: la masa de un cilindro fabricado en 1880, compuesto de una aleación de platino-iridio (90 % platino - 10 % iridio), creado y guardado en unas condiciones exactas, y que se guarda en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas en Sevres, cerca de París.

La  masa es   la  única  unidad  que  tiene este  patrón,  además  de  estar  en Sevres, hay copias en otros países que cada cierto tiempo se reúnen para ser regladas y ver si han perdido masa con respecto a la original.

No   olvidemos   que   medir   es   comparar   algo   con   un   patrón   definido universalmente.

¿Y el peso?

De nuevo, atención a lo siguiente: la masa (la cantidad de materia) de cada cuerpo es  atraída por  la   fuerza de gravedad de  la  Tierra.  Esa  fuerza de 

Kilogramo patrón.

Una balanza mide solo   cantidad   de masa.

atracción  hace  que  el   cuerpo   (la  masa)   tenga  un peso,  que  se  cuantifica  con una  unidad diferente: el Newton (N).

La UNIDAD DE MEDIDA DEL PESO ES EL NEWTON (N)

Entonces, el peso es la fuerza que ejerce la gravedad sobre una masa y ambas magnitudes son proporcionales entre sí, pero no iguales, pues están vinculadas por el factor aceleración de la gravedad.

Para que entiendas que el concepto peso se refiere a la fuerza de gravedad ejercida sobre un cuerpo, piensa lo siguiente:

El mismo niño del ejemplo, cuya masa podemos calcular en unos 36 kilogramos (medidos en la Tierra,  en una balanza),  pesa (en  la Tierra,  pero cuantificados con un dinamómetro)  352,8 Newtons (N).

Temperatura

La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio,  frío que puede   ser  medida,   especificamente,   con   un  termómetro.   En   física,   se   define   como   una magnitud escalar  relacionada con la  energía interna  de un sistema termodinámico, definida por   el  principio   cero   de   la   termodinámica.   Más   específicamente,   está   relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como "energía cinética", que es la energía   asociada   a   los   movimientos   de   las   partículas   del   sistema,   sea   en   un   sentido traslacional,  rotacional,  o en forma de vibraciones.  A medida de que sea mayor  la energía cinética de un sistema, se observa que éste se encuentra más "caliente";  es decir,  que su temperatura es mayor.

En  el   caso  de  un   sólido,   los  movimientos  en   cuestión   resultan   ser   las  vibraciones  de   las partículas en sus sitios dentro del sólido. En el caso de un gas ideal monoatómico se trata de los movimientos traslacionales de sus partículas (para los gases multiatómicos los movimientos rotacional y vibracional deben tomarse en cuenta también).

Dicho   lo  anterior,   se  puede  definir   la   temperatura   como   la   cuantificación  de   la  actividad molecular de la materia.

El desarrollo de técnicas para la medición de la temperatura ha pasado por un largo proceso histórico, ya que es necesario darle un valor numérico a una idea intuitiva como es lo frío o lo caliente.

Multitud de propiedades fisicoquímicas de los materiales o las sustancias varían en función de la temperatura a la que se encuentren, como por ejemplo su estado (sólido, líquido, gaseoso, plasma), su volumen, la solubilidad, la presión de vapor, su color o la conductividad eléctrica. Así  mismo es  uno  de   los   factores  que   influyen  en   la   velocidad  a   la  que  tienen   lugar   las reacciones químicas.

La temperatura se mide con termómetros, los cuales pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que dan lugar a unidades de medición de la temperatura. En el  Sistema Internacional   de   Unidades,   la   unidad   de   temperatura   es   el  kelvin  (K),   y   la   escala correspondiente es la escala Kelvin o escala absoluta, que asocia el valor "cero kelvin" (0 K) al "cero absoluto", y se gradúa con un tamaño de grado igual al del grado Celsius. Sin embargo, 

fuera del ámbito científico el uso de otras escalas de temperatura es común. La escala más extendida  es   la  escala  Celsius  (antes   llamada   centígrada);   y,   en  mucha  menor  medida,   y prácticamente sólo en los  Estados Unidos,  la escala  Fahrenheit.  También se usa a veces la escala  Rankine  (°R)  que establece su punto de referencia  en el  mismo punto de  la  escala Kelvin, el  cero absoluto, pero con un tamaño de grado igual al de la Fahrenheit, y es usada únicamente en Estados Unidos, y sólo en algunos campos de la ingeniería.

Volumen.

El volumen es una magnitud escalar definida como el espacio ocupado por un cuerpo. Es una función derivada ya que se halla multiplicando las dimensiones .

En matemáticas el volumen es   una   medida   que   se   define   como   los   demás conceptos métricos a partir de una distancia o tensor métrico.

En física, el volumen es una magnitud física extensiva asociada a la propiedad de los cuerpos físicos de ser extensos o materiales.

La unidad de medida de volumen en el Sistema Internacional de Unidades es el metro cúbico, aunque temporalmente también acepta el litro, que se utiliza comúnmente en la vida práctica.

Desalinización del Agua

La desalinización es un proceso mediante el cual se elimina la sal del agua de mar osalobre. 

Las plantas desalinizadoras (coloquialmente   conocidas   como desaladoras,   ver   nota 

terminológica) son instalaciones industriales destinadas a la desalinización, generalmente del 

agua de mar o de lagos salados con el propósito de la obtención de agua potable.

El agua del mar es muy salada porque tiene sales minerales disueltas que precipitan cuando el 

agua se evapora. Debido a la presencia de estas sales minerales, el agua del mar 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  desalinización  del  agua  del  mar   se 

obtiene agua dulce apta para el abastecimiento y el regadío. Las plantas desalinizadoras 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   desalinizadora   en España se   ubicó   en   Lanzarote   en   1965   y 

actualmente existen más de 700 en todo el país.

Las plantas desalinizadoras 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   desalinizadoras   más 

competitivas, menos contaminantes y que utilicen fuentes de energía renovables.

Nota Terminológica

La  denominación  más   correcta  para   el   proceso  es desalinización,   puesto  que desalación se 

define más genéricamente como el proceso de quitar la sal a cualquier producto, no sólo al 

agua salada.1

Motivación de la producción de agua dulce

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 desalinización

La  desalinización  puede  realizarse  por  medio  de  diversos  procedimientos,  entre   los  que  se 

pueden citar:

Ósmosis inversa   

Destilación   

Congelación   

Evaporación relámpago   

Formación de hidratos   

Desalinización por ósmosis inversa (oi)

Ósmosis inversa (OI) es el proceso de la separación de una cantidad de agua dulce del agua 

salada. Lapresión necesaria para la OI depende de la cantidad de sólidos disueltos y del grado 

de desalinización que se quiera obtener. La inversión de energía en el proceso resulta en un 

aumento de entropía.

Del mar proviene una fuente ilimitada del agua salada. Una planta usando ósmosis inversa va 

a necesitar hasta tres veces la cantidad del agua producida. Por eso el diseño de los pozos o 

sistema de captación debe considerar este factor para su capacidad.

Proceso de producción

El  pozo se   llena por  gravedad al  nivel  del acuífero marino.  Se  transporta  el  agua del  pozo 

impulsado por las bombas de alimentación al sistema de desalinización. En la entrada de las 

bombas   de   alimentación   llega   el   suplemento   de   químicos   administrado   por   las   bombas 

dosificadoras.  Así   el   agua  está  preparada  para  pasar   cuatro  tipos  de  filtros  que   retienen 

partículas mayores a cuatro micras. El paso principal de la producción de agua es la separación 

de H2O de la mezcla de sales y minerales presente en el agua del mar. Este paso se realiza en la 

etapa de ósmosis inversa precipiten (cristalicen) las sales dentro de los módulos de OI, o que 

partículas de diatomeasy microalgas lleguen a las membranas. Para eso existen tres pasos de 

filtración por arena más un 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 del las membranas.

Como todos los aspectos de la operación son automatizados, el trabajo de los operadores es la 

supervisión y el mantenimiento.

Regulación de alta presión y recuperación de energía

El   concentrado   de   rechazo   es   55%  del   agua   bruta   (aunque  depende   de   la   tecnología   de 

desalinización empleada). Mientras que el 45% del agua ganada 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   invertida en   las 

bombas de alta presión. Es necesario obtener el rendimiento más alto de recuperación de esta 

energía. Una parte de la energía recuperada puede volver al mismo ciclo de desalinización y 

recuperación más de una vez.

Mientras que la planta está en el modo de producción se controla la presión de la 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

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  se requiere,  se agrega 

también fluoruro de sodio e hipoclorito según las regulaciones municipales para uso del agua 

potable.

Energía eléctrica

Los   requerimientos   energéticos   de   la   desalinización   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 entre 3 y 4 kWh/m³.2 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 

Almacenamiento y distribución del agua producida

El agua desalada pasará por bombeo al tanque de almacenamiento de agua potable arriba de 

un cerro natural. Allá conecta a la red de distribución local.

Desalinización por destilación

La desalinización 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 salmueraresultante.   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.

Desalinización por congelación

Para la desalinización 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.

Desalinización mediante evaporación relámpago

En el  proceso de desalinización  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 desalinización deseados. Estas plantas 

pueden contar más de 24 etapas de desalinización relámpago. A este proceso se le conoce 

como MSF (evaporación multietapa).

Desalinización mediante formación de hidratos

En la desalinización por formación de hidratos,  no utilizada a gran escala.  hidratos es una 

molécula de hidrógeno con algún metal.

Electrodiálisis

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.

Desalinización del Agua: ¿Es realmente una alternativa viable?

Por Günther Ketterer el 03-01-2010

 

1

Flickr.com

El proceso de desalinización del agua consiste en eliminar la sal contenida en el agua de mar,

para transformarla finalmente en agua dulce.  Por esta razón las plantas desalinizadoras o 

desaladoras permiten distintos procesos que son indispensables para la elaboración de ciertas 

industrias y conglomerados urbanos, precisamente de aquellos que están cerca de desiertos o 

lugares donde el agua potable es un bien escaso, aunque existen reservas o fuentes de agua 

salada importante.

La desalinización del agua acarrea varios problemas, entre los que destacan:

El alto costo de su proceso

La contaminación para con el planeta

Los requerimientos de energía a gran escala

Una dependencia aún mayor de las conocidas energías fósiles

Al criterio de varios expertos, como Carlos Fernández de la Unesco, la desalinización solo debe 

proceder   respecto de  las aguas "business",  es  decir,  de aquellas  aguas que presentan una 

relación de costo-beneficio al corto plazo muy conveniente.

Lamentablemente debido a factores cruciales como la gran cantidad de energía que se requiere 

paradesalinizar el agua y el impacto ambiental negativo a que conlleva este proceso, no le 

permiten ser  una solución de  largo plazo,  pero sí  una alternativa viable para un problema 

urgente.

Las desventajas asociadas a los procesos de desalinización radican en:

La interrupción del ecosistema, pues se ve interrumpido el ciclo natural de muchos 

organismos marinos

Introducción de nuevos contaminantes al ambiente que se ve en contacto con el 

proceso

Por ello es preciso que los países que utilicen este sistema además implementen una política 

regulatoria de la nueva contaminación a la que hay que hacer frente.

Cada  uno  de   los  procesos  que   involucra   la  desalinización  poseen  una   relación  directa  con 

distintos componentes químicos, que más allá de dejar salmuera luego de haber desalinizado, 

provocan   otros   inconvenientes   al   equilibrio   establecido,   por   lo   que   es   menester   de   los 

encargados   el   identificarlos   y   adoptar  medidas   que   excluyan   los   efectos   indeseados   que 

producen.

Existe, hoy en día, una primera central o planta desalinizadora en España, la que instalada en 

el año 1965 en Lanzarote, marcó la pauta de las más de 700 plantas que hoy recorren todo el 

país y que para el año 2005 logró producir la misma cantidad que se utiliza en un par de horas 

de agua dulce de forma natural.

Algunos ejemplos en el mundo pueden ser el del Golfo Pérsico, y en Sudamérica la que está 

emprendiendo Chile, país en vías de desarrollo que tiene un clima desértico amplio en el norte y 

que necesita de agua para todos sus proyectos cupríferos. Gracias al informe desarrollado por 

COCHILCO (Comisión Chilena del Cobre), que las reservas de agua dulce para los planes que 

comienzan  en  el  2010  y   se  proyectan  hasta  el  2020,   la  actividad  minera  está   seriamente 

amenazados por  la escasez de agua,  lo que hace  imperioso el  realizar un proyecto serio a 

través del cual se evalúe la implementación de una planta desalinizadora con fines industriales.

De   acuerdo   a   las   estimaciones   esbozadas   en   el   informe  antes   aludido,   se   espera   que   la 

producción chilena de cobre alcance una proyección de unos 5,38Mt para el año 2009, llegando 

a   los   7,38Mt   en   el   2020,   aumentando   asimismo   todo   lo   relativo   a   la   producción   de 

concentrados de3,27Mt en el 2009 a los 5,74Mt en el 2020, mientras que los cátodos caerían 

de los actuales 2,1Mt a los 1,64Mt para el mismo año 2020. Conforme a esto, el aumento en la 

producción de concentrados agravan la escasez de agua, pues se necesita una mayor cantidad 

de este recurso para conseguir el aumento de su extracción.

De esta forma la frase que afirma "sin agua no hay minería", termina por sentenciar a Chile a 

buscar   iniciativas  abiertas  para  la   implementación urgente  de una planta  o  varias  plantas 

desalinizadoras  en  el   norte  del   país,   de  esta   forma el   informe  de  COCHILCO  vislumbra   la 

implementación de una de estas plantas en la segunda región (zona minera más activa en el 

país), pues necesitará un consumo del 57% del agua que utiliza la industria cuprífera entre la 

primera y  cuarta región.  Así,  en el  desglose de necesidades de agua en  la zona norte nos 

encontramos con los siguiente: La primera región consumirá un 18%, la tercera región un 17% y 

la cuarta región un 8%.

De esta forma es previsible el aumento de esta tecnología, aunque tomando las medidas del 

caso,  para evitar  que de esta  forma se produzcan problemas en  la   implementación de  las 

nuevas plantas desalinizadoras.