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Descripción

La desalinización es el proceso de eliminar la sal del mar o del agua salobre para que sea utilizable para una variedad de propósitos "aptos para su uso", incluido el consumo de alcohol. Por lo tanto, puede contribuir a la adaptación al cambio climático en todas aquellas circunstancias en las que la escasez de agua se produce gravemente y puede exacerbarse en el futuro, también debido al cambio climático. Sin embargo, la desalinización es un proceso intensivo en energía; para evitar una mala adaptación, es esencial que la desalinización se realice utilizando energías renovables. Además, la desalinización produce un subproducto, la salmuera (una solución salina concentrada) que debe eliminarse adecuadamente para evitar efectos adversos en el medio marino. Por lo tanto, la desalinización solo debe aplicarse si no se dispone de otras opciones más sostenibles desde el punto de vista medioambiental (por ejemplo, restricciones y racionamiento del agua, reutilización del agua) o no pueden aplicarse. 

Las técnicas de desalinización incluyen: 

  • Tecnologías accionadas eléctricamente; La ósmosis inversa es la técnica más utilizada. Consiste en filtrar agua con membranas de ósmosis que separan la sal del agua (SWRO). El agua de alimentación es forzada a través de la membrana enrollada a alta presión. Otras tecnologías accionadas eléctricamente incluyen la compresión mecánica de vapor (MVC) y la diálisis eléctrica (EDR). 
  • Tecnologías impulsadas térmicamente; El proceso de desalinización térmica utiliza energía para evaporar el agua y posteriormente condensarla de nuevo. Las tecnologías impulsadas térmicamente incluyen: destilación flash multietapa (MSF), destilación multiefecto (MED), compresión térmica de vapor (TVC) y destilación de membrana (MD).  

Actualmente hay alrededor de 16.000 plantas desaladoras en todo el mundo, con una capacidad operativa global total de aproximadamente 95,37 millones de m3/día y una producción de salmuera de 141,5 millones de m3/día. En la actualidad, la desalinización se utiliza en gran medida en Oriente Medio y el norte de África (70% de la capacidad mundial), en los Estados Unidos, cada vez más en Asia, y solo hasta cierto punto en Europa (alrededor del 10% de la capacidad mundial). Sin embargo, varios países del sur de la UE están utilizando la desalinización para ayudar a cubrir las necesidades de agua dulce (Jones et al., 2019). 

En la UE, una pequeña fracción de agua dulce se obtiene a través de la desalinización de agua de mar. Las instalaciones de la UE pueden suministrar hasta 2 890 millones de m3 de agua desalada al año (capacidad activa). El 71 % del agua producida se utiliza para el suministro público de agua (2 000 millones de m3, el 4,2 % del agua total empleada en el suministro público). El 17 % del agua desalada producida en la UE se utiliza para aplicaciones industriales, el 4 % en centrales eléctricas y el 8 % para riego. Las plantas de desalinización de la UE se encuentran principalmente en los países mediterráneos, donde se necesitarán principalmente en el futuro: unas 1 200 plantas ofrecen una capacidad de 2 370 millones de m3 (82 % de la capacidad total de desalinización de la UE) (Magagna et al., 2019). 

Detalles de adaptación

Categorías del IPCC
Estructural y físico: Opciones tecnológicas
Participación de las partes interesadas

De acuerdo con la legislación de la UE, en ausencia de EIA obligatoria no existe un proceso formal de consulta para la construcción de una planta desalinizadora. A nivel de los países, la participación de las partes interesadas en los proyectos de desalinización puede ser requerida por la legislación nacional específica vigente o activada a través de procesos informales, por ejemplo, para identificar conjuntamente la mejor ubicación de una planta.

Éxito y factores limitantes.

La desalinización sigue siendo el método de tratamiento de agua más intensivo en energía y, para evitar una mala adaptación, debe combinarse con el uso de fuentes de energía renovables y el aumento de la eficiencia en el uso de energía. 

Los requisitos de electricidad varían según la tecnología de desalinización, la salinidad de la fuente de agua y el nivel deseado de pureza del agua desalada al final del tratamiento. En general, las tecnologías de desalinización de membranas como la ósmosis inversa (RO) tienen requisitos de energía más bajos que las tecnologías térmicas como el flash multietapa (MSF). Los sistemas MSF requieren aproximadamente 83-84 kWh/m 3 de energía, mientras que los sistemas RO a gran escala requieren 3-5 kWh/m 3 para agua salina y 0.5-2.6 kWh/m 3 para agua salobre (Olsson, 2012 en Magagna et al, 2019). Como resultado, los costos operativos son altos. La Agencia Internacional de la Energía ha estimado que, a escala mundial, se espera que el consumo de energía de la desalinización se multiplique por ocho de aquí a 2040, debido al aumento de la demanda de agua dulce (Agencia Internacional de la Energía, 2016). 

La investigación se centra en aumentar la eficiencia energética del proceso de desalinización y en aumentar el uso de energía limpia. Las prácticas que combinan la desalinización con energías renovables incluyen: 

  • Combinación de desalinización y generación de energía térmica, donde el calor residual de la central eléctrica se utiliza como fuente de calor para el proceso de desalinización. 
  • desalinización accionada por energía solar; esta opción es especialmente adecuada para regiones más secas y soleadas, como Oriente Medio, el norte de África y la Europa mediterránea. En julio de 1988, se instaló el primer sistema de destilación solar multiefecto en la Plataforma Solar de Almería, un centro de investigación solar situado en el sureste de España (García-Rodríguez y Gómez-Camacho, 2001). 
  • desalinización accionada por el viento; por ejemplo, en la isla griega de Milos, donde funciona desde 2007 una unidad de desalinización a base de viento. La unidad tiene una capacidad de 3.000 m 3/día. 
  • Plantas de desalinización alimentadas con energía generada por el mar; se prevé, por ejemplo, un sistema de desalinización impulsado por olas para Cabo Verde, frente a la costa occidental de África. El desarrollador afirma que la llamada planta Wave20 producirá agua potable a un tercio del precio de los sistemas convencionales. 
  • Plantas de desalinización que utilizan energía geotérmica; Esta fuente de energía puede generar electricidad y calor, por lo que es adecuada tanto para la desalinización térmica como para la ósmosis inversa. Un proyecto en la isla de Milos (Grecia), demostró la viabilidad de la energía geotérmica para la desalinización, produciendo 1.920 m 3/día de agua dulce para la comunidad local a costos muy bajos. 

La descarga de salmuera puede afectar negativamente a los ecosistemas marinos locales, ya que aumenta los niveles de salinidad en el agua de mar. La salmuera producida por el proceso de desalinización contiene sustancias químicas utilizadas durante la fase de pretratamiento. Como la salmuera es más pesada que el agua de mar normal, se acumula en el fondo marino, amenazando a las especies que son sensibles al nivel de salinidad. (AEMA, 2012). La investigación está investigando la mejor manera de resolver o minimizar los problemas ambientales causados por la descarga y gestión de salmuera. Por ejemplo, el proyecto LIFE ZELDA demostró la viabilidad técnica y económica de las estrategias de gestión de salmuera basadas en el uso de la metatesis de electrodiálisis (EDM) y los valiosos procesos de recuperación de compuestos con el objetivo final de alcanzar un proceso de descarga líquida cero (ZLD). La salmuera también puede convertirse en productos químicos que pueden reutilizarse en el propio proceso de desalinización (Kumar et al., 2019). 

Costos y beneficios

Los principales factores determinantes de los costes son la tecnología utilizada, el coste energético, el tamaño y la configuración de la planta, la calidad del agua de alimentación y del agua desalinizada y los requisitos de cumplimiento medioambiental. La mayoría de estos factores son de naturaleza específica del sitio. Los costos de transporte y distribución de agua también son importantes, y existen ventajas de costos para las plantas ubicadas cerca de la costa y en tierras bajas (debido a las menores necesidades de energía para el transporte hacia arriba; un ascensor vertical de 100 metros es tan costoso como un transporte horizontal de 100 kilómetros). 

En general, las tecnologías de desalinización térmica, en particular las plantas de MSF, requieren más capital que las SWRO. Sin embargo, los costes de mantenimiento y explotación de las plantas SWRO para cada unidad de producción son el doble que los de las plantas MSF y el triple que los de las plantas MED. Para ambas tecnologías, pero particularmente para las plantas térmicas, la energía es de lejos el mayor elemento de costo recurrente. La calidad del agua de origen (como la salinidad, la temperatura y los elementos de bioincrustación) afecta a los costes, el rendimiento y la durabilidad, pero también a la calidad del agua que puede lograrse a través del proceso de desalinización. 

Tiempo de implementación

El tiempo de ejecución de las plantas de desalinización suele oscilar entre 3 y 6 años, incluidas todas las fases, desde la planificación hasta la explotación. 

Vida

La vida útil es variable y depende de la tecnología utilizada; en el caso de los ejemplos, las marcas deben sustituirse cada dos o tres años.

Información de referencia

Sitios web:
Referencias:

Magagna D., et al., (2019). Nexo agua-energía en Europa. Oficina de Publicaciones de la Unión Europea, Luxemburgo 

Agencia Internacional de la Energía, (2016). Nexo de energía hídrica. OCDE/AIE 

Banco Mundial, (2019). El papel de la desalinización en un mundo cada vez más escaso de agua. Banco Mundial, Washington, DC 

Jones E., (2019). El estado de la desalinización y la producción de salmuera: una perspectiva global. Science of the Total Environment, 657, págs. 1343 a 1356. 

AEMA, (2012). Hacia un uso eficiente de los recursos hídricos en Europa. Informe de la AEMA no 1/2012 

Publicado en Clima-ADAPTAR: Nov 22, 2022

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