miércoles, 3 de febrero de 2010

Métodos distintos para desalar agua, 3 de febrero de 2010

(Vox Populi de la Ciencia, Radio Bemba)


Fuente:
Nuestra fuente es un documento del Congreso de la Organización de la ONU para la Alimentación y la Agricultura, conocida como FAO por su nombre en inglés.
Se llama “Desalación de agua para aplicaciones a la agricultura”, se realizó el 26 y 27 de abril de 2004 en Roma. El material escrito se distingue como el “Paper 5”, que podemos traducir aquí como “Documento 5” y está fechado en Roma, en el año 2006.

Tecnologías para desalar agua:
A partir de la página 5 del documento citado se listan y discuten brevemente las tecnologías para desalar agua:

La primera de ellas fue la destilación térmica, que consiste en convertir el agua salada en vapor para condensarla posteriormente en agua pura.



Posteriormente se desarrolló el método de electro-diálisis, que consiste en aplicar campos eléctricos al agua salada para separar las moléculas de sales hacia un parte del recipiente y las moléculas de agua hacia otra.

Otro método es el de ósmosis inversa que consiste en aplicar presión sobre el agua para hacerla pasar a través de una membrana en la cual se quedan las partículas de sal. El problema con este último es que mientras más alta es la concentración de sal, más presión se requiere, con el consecuente consumo de energía eléctrica. Por ejemplo, en el caso del agua salobre que tiene entre 0.5 y 30 gramos de sal por litro, lo cual técnicamente le llaman como 0.5 a 30 partes por millar, se requieren entre 100 y 270 kilopascales de presión, en cambio, cuando se trata de agua salada, con más de 35 gramos de sal por cada litro, se necesitan desde 550 hasta 1 000 kilopascales de presión, una cantidad considerablemente superior. Por esa razón, la ósmosis inversa no es recomendada para el agua de mar, sino para aguas salobres.




Cada kilopascal es equivalente a inflar una llanta a una presión de 20.89 libras por pulgada cuadrada, de modo que una llanta de un automóvil grande, inflada a 40 libras por pulgada cuadrada, equivale a casi dos kilopascales.

Entonces 270 kilopascales es cercana a la presión de 130 llantas como las de un automóvil de ocho cilindros.

Un tercer método para desalar agua es el que se basa en la energía solar, que permite calentar el agua para después producir vapor.

Cabe agregar que hay varias formas para determinar la salinidad del agua: una de ellas es mediante la conductividad eléctrica, que disminuye conforme decrece la cantidad de sal disuelta en el agua. Otro método es el índice de refracción del agua, que aumenta con la cantidad de sal en el agua y otro es un método de conteo de los iones de cloro.

Las plantas desaladoras son clasificadas como
Plantas pequeñas, cuando producen no más de 500 metros cúbicos de agua por día.
Plantas de tamaño medio, cuando producen desde 500 hasta 5 000 metros cúbicos de agua por día.
Plantas grandes, cuando producen más de 5 000 metros cúbicos de agua por día.
A razón de un consumo de 100 litros diarios de agua por habitante, considerando que Hermosillo tiene cerca de 750 000 habitantes, y proyectando una solución para una ciudad de 1 500 000 de habitantes, estaríamos hablando de un consumo de 75 000 metros cúbicos de agua diarios, lo cual nos coloca en la necesidad de una planta catalogada como grande.

Según el documento que hemos mencionado, en el Golfo Pérsico existen plantas grandes para destilar agua de mar, con un costo de $1 a $1.50 dólares estadounidenses por cada metro cúbico, es decir, casi por cada tinaco de agua de 1 100 litros. Existen plantas que trabajan con ósmosis inversa, de tamaño medio, con costos de producción de $1 a $1.50 dólares estadounidenses por cada metro cúbico y de hasta $1 cuando son de tamaño grande.

Según el reporte, el sistema de uso de energía solar para desalar agua, combinado con el sistema de evaporación súbita en etapas múltiples, consume 3.5 kilowatts hora de energía por cada metro cúbico de agua desalada. Siempre y cuando la capacidad de las plantas sea superior a 5 000 metros cúbicos por día, es decir, debe tratarse de plantas grandes.

Siempre según el documento mencionado, el procedimiento por ósmosis inversa consume de 4 a 7 kilowatts hora de energía por cada metro cúbico de agua desalada, lo cual lo coloca entre los más caros en cantidad de electricidad consumida.

En cambio, el método de electro-diálisis puede llegar a consumir solamente 1 kilowatt hora por cada metro cúbico de agua desalada.

Aparte de las consideraciones anteriores, cabe señalar que existen gastos de instalación y de mantenimiento, que serán discutidos en otra ocasión.

También debe considerarse el impacto sobre el medio ambiente, ya que las sales extraídas se concentran en porcentajes superiores a los del agua salobre, o las del agua de mar, lo cual implica destrucción de terrenos si se depositan en lagunas, o repercuten en la modificación de la salinidad del agua de mar, con el correspondiente efecto sobre la vida marina.
Hay además uso de aditivos químicos, anticorrosivos, ruido y emisión de gases invernadero.

Datos de la fuente: http://openpdf.com/ebook/desalination-pdf.html

Water desalination for agricultural applications
Proceedings of the FAO Expert Consultation on Water
Desalination for Agricultural Applications
26–27 April 2004, Rome
Paper 5
La edición corresponde a J. Martínez Beltrán y S. Koo-Oshima
FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS
Rome, 2006

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