La tecnología transformadora puede hacer que la escasez de agua sea cosa del pasado
La desalinización por ósmosis inversa de agua de mar (SWRO, por sus siglas en inglés) ha aumentado en la última década. La sequía asociada al cambio climático y el aumento de la demanda de agua han contribuido a la escasez de agua en todo el mundo, lo que hace que la desalinización sea una solución más atractiva. El aumento de los costes de la energía ha empujado a la desalinización térmica, la competencia ineficiente de SWRO, más cerca de la obsolescencia. Al mismo tiempo, los avances han mejorado la eficiencia de SWRO. Hoy en día, la ósmosis inversa es el proceso de desalinización dominante a nivel mundial. Exploremos esta tecnología transformadora.
Relación costo-eficiencia de ósmosis inversa de agua de mar
La SWRO se ha considerado demasiado costosa en muchos escenarios, particularmente debido al alto requerimiento de energía, pero también al costo de mantenimiento y reemplazo de la membrana. Sin embargo, la pregunta de si esta tecnología de desalinización es demasiado costosa, debe responderse con otra pregunta: “¿Comparado con qué?”
En la mayoría de los casos, la SWRO es ciertamente más costosa que el bombeo de fuentes tradicionales de aguas superficiales o subterráneas, pero en algunos casos, los recursos hídricos tradicionales se han agotado o se han contaminado. El acceso al agua que queda es a menudo muy competitivo y caro, lo que cambia radicalmente el cálculo de la viabilidad económica de SWRO.
Dado un suministro prácticamente infinito de agua de mar, la elección a menudo se reduce a dos opciones. Una de ellas es competir por el agua dulce que queda en la región, lo que puede dar lugar a conflictos y litigios entre empresas públicas y privadas. La otra opción es adoptar la ósmosis inversa, equilibrando sus costos con los costos reales de la extracción de agua superficial o subterránea en el entorno actual de escasez de agua.
En nuestro mundo con estrés hídrico, un análisis honesto de costo-beneficio a menudo inclinará la balanza a favor de SWRO como una solución sostenible. A veces, las empresas o industrias acumulan un exceso de capacidad para compartir con las empresas de servicios públicos, cambiando el guión de una historia de confrontación a una de confianza y apoyo mutuos.
Entendiendo cómo funciona la desalinización SWRO
La SWRO funciona forzando el agua de mar presurizada a través de membranas con poros diminutos (0,001-0,0001 micras) que rechazan la sal y otras impurezas. El agua desalinizada, también conocida como permeado, es entonces fresca y está lista para su uso, pero una planta SWRO tiene varias otras etapas para apoyar el proceso de ósmosis inversa y mitigar los impactos.
Entrada de SWRO: Primero, el agua de mar ingresa a la planta a través de una toma de mar abierto (captación) o pozo de playa. El proceso de preselección se realiza con una malla simple y un rastrillo mecánico. Una pantalla, o a veces un filtro de medios granulares, elimina los sólidos grandes e insolubles, incluidas las plantas, los peces, las larvas de percebes, las conchas marinas y los microorganismos. Las bajas velocidades de succión pueden minimizar la interacción de los organismos marinos con la pantalla a través del arrastre (los organismos más grandes se fijan contra la pantalla) y el impacto (los organismos más pequeños pasan a través de la pantalla y entran en el equipo). Seven Seas ha desarrollado innovaciones en las tomas de agua de mar para excluir a las tortugas y otras especies marinas.
Pretratamiento SWRO: El agua de alimentación tamizada pasa al pretratamiento, que es vital para la vida útil de la membrana. Los procesos convencionales incluyen la floculación y la dosificación química con antiincrustantes para evitar la bioincrustación de la membrana, pero el pretratamiento basado en membranas con microfiltración, ultrafiltración y nanofiltración también es efectivo.
Bombeo y presurización SWRO: El agua se presuriza con bombas que alimentan sistemas de presión alta y baja. Los recipientes de ósmosis inversa presurizados contienen múltiples elementos de membrana donde finalmente se elimina la sal. Gestionan los caudales, superando la presión osmótica natural para empujar el agua de alimentación a través de los poros de la membrana de ósmosis inversa semipermeable.
Dispositivos de recuperación de energía SWRO: Dispositivos de recuperación de energía (ERD, por sus siglas en inglés) luego recuperan y reutilizan la energía del exceso de presión de agua en la corriente de salmuera que de otro modo se desperdiciaría después de que la salmuera se rechaza de la etapa de membrana y se descarga.
Descarga de salmuera y protección del medio ambiente: La descarga de salmuera debe planificarse cuidadosamente porque es hipersalina y contiene productos químicos que pueden causar impactos ambientales inaceptables, especialmente en los ecosistemas del fondo marino. Los estudios de impacto ambiental informan sobre la ubicación de los emisarios de salmuera lejos de los ecosistemas más sensibles, y los difusores diluyen y esparcen la descarga de salmuera para que sea menos impactante. Los programas de monitoreo de salmuera independiente en las plantas de Seven Seas permiten a los operadores controlar las descargas para minimizar el impacto.
Post-tratamiento SWRO: En el permeado destinado al uso humano, se pueden aplicar fases posteriores al tratamiento como la remineralización, la desinfección y el ajuste del pH. Por ejemplo, debido a que la ósmosis inversa desmineraliza el agua, el permeado que se utilizará para el agua potable podría remineralizarse.
Innovaciones en ósmosis inversa de agua de mar
La tecnología SWRO ha experimentado avances significativos que mejoran tanto la eficiencia como la rentabilidad. Los principales aspectos son los siguientes:
Dispositivos de recuperación de energía: Los ERD de alta eficiencia son un avance relativamente nuevo que captura y reutiliza la energía en forma de exceso de presión de las corrientes de salmuera, lo que reduce drásticamente el consumo de energía y reduce drásticamente el costo total de SWRO.
Membranas de ósmosis inversa avanzadas: Las mejoras en la tecnología de membranas son continuas. Las membranas compuestas de capas delgada de hoy en día han reducido el costo y el uso de energía.
Estos avances tecnológicos no solo refuerzan la eficiencia y la viabilidad económica de la ósmosis inversa de agua de mar, sino que también sientan las bases para abordar los impactos ambientales asociados con los procesos de desalinización. A medida que continuamos perfeccionando estas tecnologías, es crucial considerar cómo se pueden optimizar aún más para minimizar su huella ecológica.
Consideraciones ambientales de SWRO
Seven Seas se encarga de minimizar los impactos ambientales de SWRO. Las tomas de aire están diseñadas para minimizar el arrastre y el impacto de la vida marina. Los sistemas de descarga de salmuera se basan en estudios de impacto ambiental en la etapa de planificación y están cuidadosamente diseñados para diluir adecuadamente la salmuera en el desagüe para neutralizar sus impactos. Muchos impactos en los ecosistemas acuáticos pueden prevenirse ubicando las plantas lejos de los ecosistemas más sensibles.
El proyecto Seven Seas Water Group en Point Fortin, Trinidad, sirve como un ejemplo clave de equilibrio entre la eficiencia tecnológica y la gestión ambiental frente a la grave sequía y la escasez de agua. En asociación con la Autoridad de Agua y Alcantarillado de Trinidad y Tobago, Seven Seas aceleró la construcción de una planta desalinizadora que ahora suministra 7,2 MGD (27.252 m³/d) de agua dulce. Este proyecto, completado en solo 14 meses a pesar de los desafíos significativos, como un ecosistema marino sensible y el descubrimiento inesperado de un pozo petrolero, mejoró drásticamente la disponibilidad de agua, proporcionando un suministro continuo a los residentes que antes estaban limitados al acceso semanal.
Además de abordar la escasez de agua, Seven Seas implementó un programa integral de gestión ambiental para monitorear y mitigar el impacto de la salmuera de ósmosis inversa en el ambiente marino. En colaboración con empresas independientes, el proyecto garantiza constantemente la alta calidad de los efluentes y la protección de la vida marina. Destacada por un estudio de Harvard por su excepcional calidad de agua dulce y su impacto positivo en la comunidad, esta iniciativa no solo muestra el compromiso de Seven Seas con la protección del medio ambiente, sino que también establece un punto de referencia para integrar las tecnologías SWRO con responsabilidad ecológica en futuros esfuerzos de desalinización.
SWRO en todos los sectores
La desalinización por ósmosis inversa de agua de mar tiene aplicaciones en los sectores municipal, comercial, industrial e incluso agrícola, proporcionando un salvavidas para las comunidades y economías que enfrentan los riesgos de sequía y escasez de agua.
Si bien el costo de energía de SWRO es más alto que el bombeo de fuentes tradicionales, el suministro de agua inadecuado o incluso la falta de agua conlleva costos considerablemente más altos. SWRO no se trata solo de producir agua dulce; se trata de remodelar nuestro enfoque de sostenibilidad hídrica para las generaciones venideras. La historia de Seven Sea Water Group con la desalinización comenzó hace medio siglo, y nos hemos convertido en un proveedor global de SWRO. Sigamos explorando juntos el impacto transformador de SWRO en el futuro de los recursos hídricos.
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