08 Jul DESALINIZACIÓN POR CONVECCIÓN TERMOHALINA
Un sistema efectivo de evaporación solar pasivo
El 71 % de nuestro planeta está cubierto de agua. Dispone de, aproximadamente, 1386 millones de kilómetros cúbicos de agua. El 97,5 % de esa cantidad corresponde a agua salada y sólo el 2,5 % restante es de agua dulce. Actualmente dos terceras partes de la humanidad ven restringido su acceso a esas fuentes de agua potable.
Las soluciones para normalizar el abastecimiento cuando han existido recursos económicos, han pasado por grandes sistemas activos dependientes de la energía eléctrica o combustibles. Se trata de instalaciones costosas para cubrir el abastecimiento a gran escala, en las que la sal remanente, producida mediante diferentes procesos, es un problema añadido a los inconvenientes de mantenimiento y operación que se van acumulando con el paso del tiempo y a la escasez de aportes de agua potable obtenidos considerando los insumos de entrada.
En el año 2021, España contaba con 765 plantas desaladoras ubicadas en zonas que sufren de un estrés hídrico crónico para abastecer a núcleos densos de población, campos de regadío infraestructuras turísticas o industriales. Todas ellas están ubicadas en la costa mediterránea, las islas Baleares o las islas Canarias.
- La desalinización por ósmosis inversa, proceso mediante el cual se separa el agua de la sal a través de la presión sobre el líquido, resulta ser la más efectiva en términos de gasto energético, pero necesita hasta tres veces la cantidad del agua producida.
- Pulverizando el agua de mar en una cámara refrigerada, y separando y lavando los cristales que se forman con agua normal también podemos obtener agua dulce. Se trata de la desalinización por congelación.
- Introduciendo el agua marina o salobre en gotas sobre una cámara a baja presión, éstas se convierten en vapor y se condensan. Repitiendo este proceso de “evaporación relámpago” se consigue el grado de desalación óptimo.
- La electrodiálisis, que consiste en hacer pasar una corriente eléctrica a través de una solución iónica es otro método de desalinización activa.
- Por medio de la destilación en la que la presión y la temperatura descienden en varias etapas, evaporamos el agua salada y la condensamos en agua dulce.
- Esta desalinización térmica es una alternativa conocida y utilizada, no sólo en los procesos de desalinización sino también en el tratamiento de agua contaminada al facilitar la eliminación de microorganismos o minerales pesados, pero siempre ha adolecido de problemas de colmatación por los restos de materia.
Puestos a diversificar y ahorrar energía, aunque no sean actualmente viables como instalaciones a gran escala, los sistemas de desalinización térmica por evaporación, condensación y destilación, son especialmente efectivos al aumentar las ventajas con la mínima cantidad de recursos cuando funcionan simplemente con la radiación solar.
Al margen del interés que pueda ofrecer en España ganar en autonomía y autogestión, teniendo en cuenta que buena parte de la población mundial carece de recursos económicos, se halla en zonas remotas y a menos de 100 km del mar o de fuentes de agua salobre, resulta evidente el potencial de utilizar un sistema asequible, sencillo y barato si además conseguimos solucionar el tema del reciclaje de exceso de sal remanente.
Una desaladora solar, diseñada por investigadores chinos y estadounidenses, parece haber dado en el clavo echando mano de un fenómeno físico que teníamos delante de las narices. La circulación termohalina de los océanos.
Cuando el agua se evapora por el efecto de la radiación solar, la sal se precipita aumentando la densidad del agua marina, y al aumentar la densidad se desplaza hacia el fondo empujando el flujo hacia zonas donde la temperatura hace que ascienda de nuevo, reactivando así el ciclo de manera autónoma y autosuficiente.
Las estructuras que permiten que el ciclo persista generando agua potable sin acumular residuos de sal de los que haya que estar pendiente, están alimentadas por un flujo de agua que las envuelve y alimenta por gravedad, mantenido por el efecto de vasos comunicantes y activado mediante capilaridad en unas capas expuestas al sol donde el agua salada se evapora y el fluido salobre atraviesa unas membranas de teflón o polietileno de 2,5 mm. Los agujeros son lo suficientemente grandes como para permitir una circulación conectiva natural entre la capa superior de agua más cálida y el depósito más frío debajo. Esa circulación atrae naturalmente la sal de la delgada capa superior hacia la masa de agua mucho más grande que se encuentra debajo, donde se diluye bien y ya no es un problema.
El sistema modular, según las pruebas realizadas, es extremadamente eficiente y duradero, incluso en condiciones de alta salinidad cercanas a la saturación (20%). Además, el costo del agua producida es competitivo con respecto al costo de producción del agua del grifo. Los investigadores estiman que si el Sistema se amplía hasta el tamaño de una maleta pequeña de un metro cuadrado podría producir entre 4 y 6 litros de agua potable por hora y durar varios años antes de requerir piezas de repuesto. Sin necesidad de energía eléctrica ni combustibles fósiles, y con ratios aceptables de insolación solar.
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