Desalar agua

Desalinización solar

Los seres humanos no pueden beber agua salada, pero el agua salada puede convertirse en agua dulce, para la que existen muchos usos. El proceso se denomina "desalinización", y se utiliza cada vez más en todo el mundo para proporcionar a la gente el agua dulce que necesita.

No, ¡no nos tomes al pie de la letra! Los seres humanos no pueden beber agua salada. Pero el agua salada se puede convertir en agua dulce, que es el propósito de este destilador solar portátil e inflable (incluso se envuelve en un paquete diminuto). El proceso se denomina desalinización y se utiliza cada vez más en todo el mundo para suministrar a la población el agua dulce que necesita. La mayor parte de Estados Unidos tiene, o puede acceder a, amplias reservas de agua dulce para beber. Pero el agua dulce puede escasear en muchas partes del país y del mundo. Y, a medida que la población siga creciendo, la escasez de agua dulce se producirá con más frecuencia, aunque sólo sea en determinados lugares. En algunas zonas, el agua salada (del océano, por ejemplo) se está convirtiendo en agua dulce para beber.

El "sencillo" obstáculo que hay que superar para convertir el agua de mar en agua dulce es eliminar la sal disuelta en el agua de mar. Esto puede parecer tan sencillo como hervir agua de mar en una olla, capturar el vapor y condensarlo de nuevo en agua (destilación). Existen otros métodos, pero estos procesos tecnológicos actuales deben realizarse a gran escala para ser útiles a grandes poblaciones, y los procesos actuales son caros, consumen mucha energía e implican instalaciones a gran escala.

Las mayores desaladoras del mundo

La escasez de agua es una preocupación creciente en todo el mundo y se ve agravada por el desajuste entre la oferta y la demanda. Mientras que la mayor parte del agua dulce disponible se considera inaccesible, el agua dulce accesible se está contaminando como consecuencia de la extracción excesiva, la contaminación y la salinización. En concreto, la salinización se ha convertido en un problema común debido a la intrusión de agua salada y a la reintroducción de aguas residuales salinas en el sistema. La desalinización se ha convertido en un método común para convertir esta agua salina inutilizable en agua utilizable. Sin embargo, también se sabe que la desalinización es costosa y consume mucha energía. Para solucionar este problema, la investigación en desalinización se ha centrado en la mejora de las tecnologías existentes o en el desarrollo de otras nuevas. Más recientemente, se ha investigado la combinación de tecnologías. Sin embargo, estas investigaciones se centran principalmente en combinaciones tecnológicas específicas.

El modelo DESALT (Desalination Evaluation, Screening, And Learning for Treatment-trains) se desarrolló como parte del Nexo del Agua. Este modelo se centra en el ensayo y la comparación de trenes de tratamiento (Figura 1) como enfoque alternativo para impulsar la investigación sobre desalación y promover el uso de agua salina.

Del agua salada al agua dulce

Los procesos de desalinización del agua separan las sales disueltas y otros minerales del agua. Las fuentes de agua de alimentación pueden ser agua salobre, agua de mar, pozos, aguas superficiales (ríos y arroyos), aguas residuales y aguas de alimentación y de proceso industriales. La separación por membrana requiere fuerzas motrices como la presión (aplicada y de vapor), el potencial eléctrico y la concentración para superar las presiones osmóticas naturales y forzar eficazmente el paso del agua a través de los procesos de membrana. Como tal, la tecnología es intensiva en energía y la investigación evoluciona continuamente para mejorar la eficiencia y reducir el consumo de energía.

La desalinización del agua de mar tiene el potencial de producir de forma fiable agua potable suficiente para abastecer a grandes poblaciones situadas cerca de la costa. En la actualidad se están construyendo o planificando numerosas plantas desalinizadoras de agua de mar por filtración de membrana a lo largo y ancho de la reseca costa de California, y está previsto que la planta desalinizadora de Carlsbad, con una capacidad de 50 millones de galones diarios (mgd), entre en funcionamiento en 2016.

La ósmosis inversa (OI) y la nanofiltración (NF) son los principales procesos de membrana por presión. Las configuraciones de las membranas incluyen espirales, fibras huecas y láminas, siendo las espirales las más utilizadas. Las membranas contemporáneas son principalmente materiales poliméricos, aunque el acetato de celulosa se sigue utilizando en mucha menor medida. Las presiones de funcionamiento de la ósmosis inversa y la nanofiltración oscilan entre 3,4 y 68 bares (345 y 6.896 kPa).

Desalinización de agua en Singapur

Más del 97% del agua de la Tierra no es apta para el consumo humano debido a su salinidad. La gran mayoría (alrededor del 99%) es agua de mar, y la mayor parte del resto son aguas subterráneas salinas (US Geological Survey, 2010). La depuración de esta agua salina promete recursos hídricos casi ilimitados para las civilizaciones humanas de las regiones costeras. Sin embargo, la purificación del agua de mar es cara, consume mucha energía y suele tener grandes repercusiones negativas en los ecosistemas. A pesar de estos inconvenientes, la desalinización puede ser una opción tecnológica adecuada en determinados entornos. Los avances tecnológicos siguen reduciendo los costes económicos y medioambientales de la desalinización (OMS, 2007).

Necesidades abordadas: La necesidad de reducir los impactos de la sequía en zonas que pueden sufrir sequías debido al cambio climático. Las necesidades son especialmente elevadas en islas pequeñas y otros lugares que disponen de recursos limitados de agua dulce.

La desalinización del agua de mar es un proceso en el que se eliminan la sal y otros componentes para producir agua pura. Aproximadamente 75 millones de personas en todo el mundo dependen de la desalinización y se espera que esa cifra aumente a medida que los recursos de agua dulce se vean sometidos a presión por el crecimiento de la población y millones más se trasladen a ciudades costeras con recursos de agua dulce insuficientes (Khawaji et al., 2008). La desalinización se utiliza sobre todo en regiones áridas; más de la mitad de la capacidad mundial de desalinización (volumen) se encuentra en Oriente Medio y el norte de África. El agua de mar representa más del 50% del agua de origen de la desalinización en todo el mundo. Sin embargo, en 2005, en Estados Unidos, sólo el 7% de las plantas desalinizadoras utilizaban agua de mar. Las aguas salobres constituían la mayor parte de las aguas de origen para la desalinización, y la mayor parte del resto consistía en aguas fluviales y residuales (Gleick et al., 2006).