Plantjficacicn. como ~edme uzar' en el camyo con- el iij}r'ume.n.tv del orc.u2o.

ALQUIBLA Plant¿ftcacion. como ~ed.eve 11ZM' en el c~o "' . e cm.- el iijlr'ume:nl:o del arwl.o. "·

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DESALINIZACIÓN DE AGUAS SALOBRES Y DE MAR COMO ALTERNATIVA DE ABASTECIMIENTO

DANIEL PRATS RICO*

Resumen En este trabajo se mencionan inicialmente algunos aspectos relativos

a las distintas actuaciones posibles para incrementar los recursos hídri-cos en regiones deficitarias, como son las del Sureste español: gestión apropiada de los recursos disponibles, trasvase desde regiones deficita-rias, reutilización de aguas residuales y utilización de aguas salobres y agua del mar. Posteriormente se revisan las distintas técnicas empleadas para la desalación de aguas salobres o agua de mar: destilación súbita multietapa, evaporación múltiple efecto, evaporación con compresión de vapor, destilación solar, ósmosis inversa y electrodiálisis, exponiendo la situación mundial y nacional de estas alternativas de abastecimiento. Finalmente se revisan los costes y los problemas ambientales asociados al empleo de la desalinización.

Abstract Tbe first part of this study mentions so me possible actions in arder to

increase the water resources in areas where there is a lack of it) such as the south-east of Spain. Tbese actions include appropriate management of the available resources) transfer of water from areas with an excess to areas where there is a lack of it) and possible use of sea or recycled water.

Tbe second part studies the dif.ferent techniques used to desalinate seawater: multi-stage distillation) evaporation) solar distillation) osmosis and electro-dialysís) explaining the national and world situation of alter-native water supplies.

Final/y we take into consideration the costs and the environmental problems caused by desalínation.

l. IN1RODUCCIÓN

Dentro de la Península son sin duda las comarcas del Sureste las que

* Director del Instituto Universitario del Agua y de las Ciencias Ambientales. Universidad de Alicante.

59

DESAUNIZACIÓN DE AGUAS SALOBRES Y DE MAR COMO AtTERNATJVA DE ABASTECIMIENTO

con mayor intensidad acusan el déficit hídrico como un factor limitante del desarrollo y de la calidad de vida. Las causas, aunque conocidas, son difícil-mente evitables: el aumento de las superficies de regadío basándose en expectativas de dotaciones no cubiertas posteriormente (ejemplo trasvase Jucar-Segura), el aumento de la población y su concentración en grandes núcleos urbanos ubicados preferentemente en el litoral (turismo estacional y establecido permanentemente), la desaparición y deterioro de bosques (menor aprovechamiento de las precipitaciones), los efectos negativos de la sobreexplotación de acuíferos (salinización y aumento de los costes de extracción), el creciente deterioro por contaminación de la calidad de las aguas subterráneas (fundamentalmente por fertilizantes y fitosanitarios agrí-colas) y superficiales (deposiciones y vertidos líquidos y sólidos incontrola-dos o insuficientemente tratados). Además, en el Sureste español son recu-rrentes los períodos de sequía prolongada y se constata una evidente y progresiva desertización. Todo esto lleva a estas regiones a situaciones críti-cas con efectos negativos en la agricultura (pérdida o bajo rendimiento de cultivos, cambios de cultivos a variedades poco rentables, abandono de tierras agrícolas), en la industria (limitando el establecimiento de industrias con altos consumos de agua), en el turismo (actividades recreativas) y en el medio ambiente (deterioro de cauces por falta de caudales ecológicos, la disminución de lluvias provoca más incendios y acelera la desertización) y calidad de vida (mala calidad del agua de abastecimiento, restricciones). A todas estas causas es posible que a medio plazo se deban añadir otras más inciertas derivadas del cambio climático.

Para incrementar los recursos hídricos se pueden realizar las siguientes actuaciones:

• Gestión apropiada de los recursos disponibles. • Trasvase desde regiones deficitarias. • Reutilización de aguas residuales. • Utilización de aguas salobres y agua del mar.

La gestión apropiada pasa por minimizar las pérdidas (tanto en conduc-ciones de abastecimiento urbano o industrial como en canales y sistemas de distribución de aguas de regadío) y racionalizar los usos (concienciación ciudadana, modernización de regadíos, etc.). Todas estas medidas requie-ren un esfuerzo continuo desde el punto de vista económico y social.

El trasvase desde regiones excedentarias es una actuación con tremenda complejidad y repercusión social, ambiental, económica e incluso política. Socialmente, los beneficiarios de caudales de agua en exceso se resisten a ceder gratuitamente sus derechos y tienden a magnificar sus necesidades futuras. Ambientalmente las conducciones y regulaciones necesarias alteran

60

ALQUIBLA- W 6- 2000

inevitablemente ecosistemas naturales; por otra parte se produce consumo energético derivado de los materiales de construcción y de la operación de transporte de caudales. Económicamente los costes son muy elevados (expropiaciones, construcción, mantenimiento, operación). Políticamente los trasvases son también utilizados como elementos de confrontación entre partidos distintos. Todas estas dificultades son, sin duda, el motivo funda-mental del retraso en la formulación del Plan Hidrológico Nacional que contemple el trasvase intercuencas. A otra escala menor también se puede apreciar la complejidad. Baste indicar que al proyectado trasvase Jucar-Vinalopó, que afecta a una única cuenca y a una única Comunidad, se llevan presentadas mas de mil alegaciones en el actual periodo de exposi-ción pública. En consecuencia, este tipo de actuación para incrementar los recursos del Sureste, si llega, será a medio y largo plazo.

Con la reutilización de aguas residuales se conseguirá un ahorro para el nuevo uso. Si la reutilización es total prácticamente se duplicará el caudal inicial del recurso. Además se reducirá el riesgo de contaminación del medio receptor. Complementariamente sería también posible recuperar parte de los costes de la depuración si se revierten sobre el nuevo uso del agua. Las aguas residuales de procedencia urbana representan los caudales recuperables más fácilmente después de su uso. Su reutilización se puede realizar en el entorno de su generación para regadío agrícola, creación de espacios verdes, reforestación, riego de calles, limpieza de inodoros, recar-ga de acuíferos, etc. Ahora bien, para que la reutilización sea posible es imprescindible que el agua residual se trate hasta que reúna las característi-cas de calidad apropiadas a su nuevo uso. Se comprende que para cual-quier aplicación relacionada con el contacto o la alimentación humana o animal el agua debe estar exenta de microorganismos patógenos y de sustancias tóxicas, para la recarga de acuíferos debe tener las características de un agua mineral, para el regadío puede contener nutrientes y cierta materia orgánica aunque no debe contener metales ni oligoelementos en concentraciones tóxicas, etc. Para conseguir los objetivos de calidad el agua residual debe someterse a tratamiento de depuración mediante una serie de procesos de carácter físico, químico o biológico, tal como se muestra en la figura l.

La depuración no se consigue en una sola etapa o proceso, sino en una serie de operaciones complejas en las que se va reduciendo la concentra-ción de los distintos contaminantes presentes, llevando el agua al nivel de calidad deseado, y generándose una corriente de lodos que contienen la mayor parte de las sustancias contaminantes eliminadas. Atendiendo a la calidad del agua a tratar y la calidad necesaria para la reutilización, se selec-cionan los procesos aplicar. Hay que indicar que las estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas eliminan una serie de contaminantes pero no

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ÜESALINIZACIÓN DE AGUAS SALOBRES Y DE MA.R COMO l\LTERNATIVA DE ABl\STECIM!ENTO

Procesos seleccimados en función de 1 a calidad del afluente y efluente

Lodos (contaminantes

separados)

estabilizados Medio ambiente Lodos {

(subproducto) Validación

Figura l. Esquema simplificado del tratamiento de aguas residuales.

todos. Si el agua a tratar contiene mucha salinidad, o concentración tóxica de metales pesados o boro, por ejemplo, las depuradoras convencionales no llevarían el agua a la calidad necesaria para su reutilización en regadíos. En estos casos será necesario un tratamiento adicional, lo que puede hacer económicamente inviable la reutilización. Además, siendo la generación de aguas residuales un proceso continuo en el tiempo, habrá que establecer condiciones apropiadas de acumulación y regulación para los distintos reusas posibles.

Otra forma de incrementar los recursos es utilizar aguas que tradicional-mente no han tenido aplicación por su alta salinidad, o sea las aguas salo-bres continentales y el agua del mar. Para ello se debe eliminar la sal en exceso.

Las cuatro opciones que se han indicado son válidas para optimizar los usos del agua y para incrementar los caudales disponibles. Ninguna de estas opciones debe ser descartada a priori en regiones como el Sureste español. En este artículo se describirán los aspectos más relevantes relacio-nados con la opción de desalación, o desalinización, de aguas salobres -y agua del mar.

11. TECNOLOGÍAS PARA lA DESAIACIÓN

Para separar las sales que están disueltas en una solución salina es imprescindible aportar una cierta cantidad de energía, que, al menos, debe ser equivalente a la energía mínima que se desprende al disolver dichas sales en agua pura:

W= RTln a,

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ALQUIBLA- W 6- 2000

siendo Runa constante, T la temperatura y a la actividad de las sales en la solución.

Aplicando esta ecuación resultan unos consumos mínimos del orden de 0,88 kWh/m3 para el agua de mar de 35 g/L de sales, y de 0,30 kWh/m3 para aguas salobres de 15 g/L. En la práctica los consumos son mucho mayores, de 5 a 20 veces, según la técnica y diseño aplicado. Este hecho marca significativamente lo que constituye actualmente el princi-pal problema con el que se enfrenta la desalación, cuál es su elevado coste energético. La necesidad de aproximar los consumos reales a los mínimos teóricos ha sido la principal motivación para los avances tecno-lógicos que se han experimentado en este campo desde su inicio, hace unos 30 años.

Actualmente se emplean industrialmente a gran escala dos tipos de tecnologías basadas en procesos distintos, separación mediante cambio de estado, evaporación, y separación mediante membranas. Hay una diferen-cia substancial entre unas y otras tecnologías en relación con la fuente ener-gética que se usa para realizar el proceso de separación de sales. Mientras en la evaporación se emplea la energía térmica, en los procesos de membrana la energía necesaria para realizar la desalación se aplica median-te un gradiente de presión o mediante un campo eléctrico.

l. Técnicas de evaporación

Las técnicas de evaporación consisten en evaporar agua de la solución salina y condensar el vapor resultante. El esquema general del proceso puede verse en la figura 2.

Existen diversas técnicas que se diferencian fundamentalmente en la forma de recuperar la energía necesaria para la evaporación. Las principales son evaporación súbita multietapa (MSF), destilación de múltiple efecto (MED) y destilación con compresión de vapor (VC). Además cabe mencio-nar la destilación solar, cuya fuente de energía es exclusivamente la radia-ción solar.

Evaporación súbita multietapa Se basa en someter a la corriente salina a una temperatura superior a la

de ebullición, para la presión del evaporador, con el fin de provocar una ebullición violenta. El vapor se condensa en las paredes de un serpentín por el que circula el agua de mar, que de esta forma se va calentando. Las condiciones de sobrecalentamiento se consiguen manteniendo el apropiado gradiente de presiones entre los evaporadores conectados en serie. En la figura 3 se muestra un esquema del proceso.

63

DESAUNIZACIÓN DE AGUAS SALOBRES Y DE MAR COMO ALTERl"\iATNA DE ABASTECIM!El\i'TO

SEPARADOR DE NIEBLA

AGUA DE MAR

¡.,NO>.,tN8J>

1· ••• ····

VAPOR

._ _____ ..... CONDENSADO

RETORNO A CALDERA

Figura 2. Esquema general de un proceso de evaporación.

ENTRADA

Como se observa en la figura deben eliminarse el aire y todos los gases incondensables de las cámaras de vapor, pues si se les deja acumu-lar, la presión ascendería rápidamente y se detendría el proceso de ebullición.

La cantidad de agua dulce producida aumenta casi en proporción direc-ta con el número de efectos. Es decir que cuanto mayor es el número de efectos, menores son las necesidades de energía por unidad de agua producto, pero al aumentar el número de efectos se incrementa la inver-sión, con lo que hay que emplear el número de etapas apropiado basándo-se en un compromiso económico.

Evaporación de múltiple efecto Este proceso se basa en colocar varios evaporadores en serie, dentro de

una misma unidad, de modo que cada evaporador trabaje a una presión ligeramente inferior al anterior. Entonces, como el punto de ebullición disminuye al hacerlo la presión, se puede utilizar el vapor generado en cada evaporador como medio de calentamiento del siguiente evaporador, y así sucesivamente. Evidentemente las temperaturas de ebullición y las presiones en los distintos evaporadores no puede ser las mismas. Un esque-ma se muestra en la figura 4.

64

Separador de vapor

Salmuera

Agua de mar

Agua dulce

Figura 3. Evaporación súbita multietapa (PI< P2 < PJ).

P¡

¡ 1111111 lllll111

Salmuera

Figura 4. Evaporación de múltiple efecto (PI > P2 > p,).

65

ALQUIBLA - N° 6 - 2000

Agua de mar ----..

11111111 Precalentamíento deaguademar y condensación

de vapor

Aguadtüce

-

DESALINIZACIÓN DE AGUAS SALOBRES Y DE MAR COMO ALTERNATIVA DE ABASTECIMIENTO

Como en las instalaciones de MSF deben eliminarse el aire y todos los gases incondensables de las cámaras de vapor y la cantidad de agua produ-cida por unidad de cantidad de vapor aumenta casi en proporción directa con el número de efectos, aunque, lógicamente, al aumentar el número de efectos aumenta el coste de inversión. Generalmente se emplean unos 20 -30 efectos.

Compresión de vapor La compresión mecánica de vapor se basa en que si se comprime

mecánicamente un vapor, su temperatura de saturación aumenta; por tanto, si el vapor producido por el agua a desalinizar es aspirado por un cómpresor que aumenta su temperatura de saturación, se puede introdu-cir en un haz de tubos en contacto con el agua a tratar y, al condensar en estos tubos, cederá el calor que sirve para provocar la ebullición del agua salobre. La salmuera concentrada y el destilado condensado se bombean fuera del evaporador y servirán para precalentar el agua alimento por medio de cambiadores de calor. En la figura 5 se muestra un esquema del proceso.

Compresor

1

Figura 5. Evaporación con compresión de vapor.

Agua de mar

l Precalentamiento de agua de mar y condensadón

de vapor

La compresión puede realizarse también mediante eyectores de vapor y en tal caso se denomina compresión térmica. El vapor es comprimido térmicamente con el aporte de vapor procedente de una caldera. Este

66

ALQUIBLA - N° 6 - 2000

procedimiento permite trabajar a temperaturas inferiores, pero el rendimien-to de compresión de los eyectores es bajo.

Frente a los sistemas anteriores que son apropiados para grandes insta-laciones, la compresión de vapor permite realizar instalaciones modulares de cualquier capacidad a partir de unos 400m3/día. Los módulos pueden ser de hasta 1500 m3/día, y colocando sucesivos elementos en paralelo se alcanzan las capacidades deseadas.

Destilador solar tipo cubeta A efectos ilustrativos interesa mencionar tambien el destilador solar

tipo cubeta, que consume únicamente energía solar. Se basa en el efecto invernadero sobre una superficie negra aislada mediante una cubierta transparente y sobre la que incide la radiación solar, tal como se mues-tra en la figura 6. El agua sobre la superficie negra se calienta y satura el aire en contacto con ella, el cual asciende hasta la cubierta que se encuentra a menos temperatura y sobre la que va condensando el agua evaporada.

En este evaporador los costes energéticos son nulos pero la productivi-dad es muy baja, 2 a 4 L/m2.día, y los costes de instalación (necesidades de mucha superficie) y de mantenimiento son elevados. En consecuencia únicamente es económicamente viable en regiones aisladas y con pocos requerimientos de agua.

Radiación solar

Sentido de circulación del aire húmedo

Figura 6. Destilador solar tipo cubeta.

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Cubierta transparente

Agua dulce

Fondo negro

DESALINIZACIÓN DE AGUAS SALOBRES Y DE MAR COMO ALTERl'iATIVA DE ABASTECIMIENTO

2. Técnicas de membranas

Para la desalinización de agua salobre o la desalación de agua del mar se utilizan dos técnicas de membrana: ósmosis inversa (OI) y electrodiálisis reversible (EDR). En la OI la separación de sales se realiza mediante membranas semipermeables, cuya característica es que permiten el paso a su través del agua y limitan el paso de los iones disueltos. En el proceso de EDR las membranas no dejan pasar determinados iones en función de su carga electrostática, o sea, son selectivas respecto a iones de carga determi-nada.

Al realizarse la desalación sin cambio de estado del líquido el consumo energético es menor que en las técnicas de evaporación.

Ósmosis inversa El fundamento de la ósmosis inversa es aplicar a una solución salina una

presión superior a su presión osmótica con el fin de forzar al agua a pasar a través de una membrana semipermeable, separándola así de las sales que contiene.

Observemos la figura 7 en la que se pone en contacto a través de una membrana semipermeable agua con agua salobre en solución concentrada.

Desciende el nivel

Membrana

a) ÓSMOSIS NATURAL

Membrana

b) EQUILIBRIO

Figura 7. Ósmosis inversa.

CJ Agua FZJ Solución diluida ~ Solución concentrada

Prota! = Pneta + []

Membrana

e) ÓSMOSIS INVERSA

68

ALQUIBLA - W 6 - 2000

Inicialmente el potencial químico, que es una medida de la energía interna de un sistema, del agua es mayor que el de la solución concen-trada, por lo que el agua tenderá a pasar hacia la solución más salobre, produciéndose el fenómeno de ósmosis natural (fig. 7 a), diluyéndola, y aumentando su potencial químico. Las alturas en cada vaso se van desequilibrando, la presión hidrostática de la solución salobre aumenta y la presión hidrostática del lado del agua disminuye, con lo que los potenciales químicos se van igualando. El flujo neto entre ambas soluciones se hace igual a cero cuando se alcanza el equilibrio osmótico, es decir,. cuando se igualan los potenciales químicos de ambas soluciones. A partir de entonces se producirá un transporte de agua hacia los dos lados de la membrana de forma equilibrada (fig. 7 b). A la diferencia de presión hidrostática que se establece entre ambos compartimentos se conoce como presión osmótica, n, de la solución salina en cuestión.

La ósmosis inversa aprovecha este fenómeno en sentido contrario. Si queremos que el agua de una solución salobre concentrada fluya hacia el agua pura o solución diluida para separarla de las sales, debemos aumentar mecánicamente su potencial químico. Esto se puede realizar aplicando una presión superior a la presión osmótica, con lo que se conseguirá que pase agua a través de la membrana en sentido inverso al descrito anteriormente (fig. 7 e). En un proceso industrial se aplica una presión que se empleará en parte en vencer la contrapresión osmótica y el resto en compensar la pérdi-da de presión que ocurre en el sistema por la fricción del agua en codos, tuberías, membranas y por ensuciamiento.

Las instalaciones de ósmosis inversa para aguas salobres con un conteni-do en sales de unos 5 g/L, pueden necesitar presiones del orden de 12 kg/cm2, mientras que las de agua de mar pueden requerir hasta los 70 kg/cm2•

Electrodiálisis La electrodiálisis es un proceso que permite separar los componentes

iónicos de una solución mediante el empleo de membranas semipermea-bles provistas de carga iónica. Estas membranas impiden el paso de iones de la misma carga y permiten el paso de iones con carga opuesta: unas aniónicas que sólo dejan pasar los iones negativos pero rechazando los positivos, y otras catiónicas, de características opuestas a las anteriores. La fuerza imp\.llsora es un potencial eléctrico que se hace circular entre dos electrodos situados en los lados opuestos de la célula electrolítica y que atraviesa la solución. Estas membranas se colocan de forma alternativa formando un 11sandwich o pila11 • De esta forma se obtendrán dos tipos de

69

DESAUNIZACIÓN DE AGUAS SALOBRES Y DE M .. 'lli COMO ALTERNATIVA DE ABASTECIMIENTO

compartimentos. En unos el agua estará casi desprovista de iones y en los otros tendremos una salmuera, tal como se muestra en la figura 8.

Agua con sales

Salmuera

Figura 8. Electrodiálisis.

Membranas con carga negativa

Membranas con carga positiva

Agua dulce

m. EVOLUCIÓN IDSTÓRICA Y SI1UACIÓN DE lA DESAIACIÓN EN EL MUNDO

A escala mundial se producen actualmente unos 30 hm3 1 día de agua potable a partir de agua salobre, 14 hm3/día, y agua de mar, 16 hm3/día. La distribución por regiones y paises se muestra en la figura 9.

La evolución hasta el año 1996 se puede observar en la figura 10. Las primeras instalaciones de desalación se empiezan a construir a prin-

cipios de la década de los 60 y su crecimiento se produce inicialmente a un ritmo moderado del 5-7 o/o anual. En el período 1974-1984 se produce un importante auge, con crecimientos por encima de dichos porcentajes. Posteriormente el crecimiento vuelve a ser más lento, hasta los últimos tres o cuatro años en los que podría decirse que es vertiginoso, superándose todas las expectativas.

Durante estos años el desarrollo de cada tecnología ha sido diferente. Hasta 1970 las tecnologías de vapor constituyen casi la única fuente de suministro de agua desalada, y posteriormente comienzan ha implantarse, cada vez con más fuerza, las tecnologías de membrana.

70

ALQUIBLA - W 6 - 2000

1!11 Países árabes mediterráneos 7o/o

Oriente Medio 61o/o

131

Figura 9. Distribución de la producción a escala mundial.

o Resto del Mundo 6o/o

Es significativo que la mayor producción se encuentre en Arabia Saudita con un 26,8% del total, seguida de Estados Unidos con el15,7 %, Emiratos Arabes con elll,l% y Kuwait con el8,1 %, países productores de petróleo, por tanto con unos costes energéticos muy bajos, y tres de ellos muy áridos. En los países árabes se trata fundamentalmente de plantas de agua de mar para abastecimientos urbanos. En EEUU, que no tiene en general tantos problemas de aridez, las instalaciones son preferentemente de agua salobre y tanto para usos urbanos como industriales.

Así pues, en países con una escasez importante de agua y con importan-tes recursos energéticos, la desalación se ha implantado extensamente como fuente de abastecimiento de agua (por ejemplo en Bahrain, Kuwait, Qatar o Emiratos Arabes este suministro supone más de 600 L/h/día).

71

DESALINIZACIÓN DE AGUAS SALOBRES Y DE MAR COMO ALTERNATIVA DE ABASTECIMIENTO

22

20

18

16

-~ 14

'"C 12 -(") 10 E ..e 8

6

4

2

o

Afio

Figura 10. Evolución de la producción.

IV. lA DESAIACIÓN EN ESPAÑA

Hasta hace pocos años la historia de la desalación en España ha estado directamente relacionada con las necesidades y desarrollo turístico de Cana-rías, concentrándose allí casi todas las instalaciones de agua de mar (también las primeras instalaciones de desalinización de aguas salobres para la agricultura se montaron allí). En años recientes el crecimiento ha sido muy importante en la península, fundamentalmente en el Sureste y Balea-res. En la figura 11 se muestra la distribución de la desalación en España en 1998 y la previsión para el 2002. En la figura 12 se muestra la evolución con el tiempo.

Conviene destacar los elevados caudales que se destinan a la industria, así como la expansión que se viene produciendo en las aplicaciones a la agricultura.

En conjunto la desalación de aguas salobres y de mar suponen en nuestro país una aportación diaria al ciclo hidrológico de más de 200 hm3/año, de los que el 40 o/o provienen de agua del mar y el resto de aguas salobres.

V. COSTES DE lA DESAIACIÓN

En el cálculo de los costes de obtención de agua dulce a partir de agua salobre o agua del mar influyen múltiples variables. Los aspectos a conside-rar son:

72

\)

~ i fr dan arias

ALQUIBLA- W 6-2000

Figura 11. Distribución de la desalación por regiones en España, actual y previsiones para el

2002.

600000

500000

400000

.~ "C 300000 -

DESALINIZACIÓN DE AGUAS SALOBRES Y DE 1\lAR COMO ALTERNATNA DE ABASTECIMIENTO

• Calidad del agua de aporte. En todas las técnicas y sobre todo en las de membrana, la salinidad del agua y la presencia o no de sustancias contaminantes (materia orgánica, microorganismos, metales, etc.), esta relacionada con el pretratamiento a aplicar y con el consumo energético requerido. Estos factores influyen en los costes de instalación y de opera-ción.

• Tecnología utilizada. Las distintas tecnologías conducen a costes distintos. En general las técnicas de evaporación requieren costes de inver-

. sión más elevados que las técnicas de membranas y también hay diferen-cias en los costes de operación, fundamentalmente en los derivados de la energía.

• Calidad requerida en el producto. Evidentemente no es lo mismo obtener un agua de abastecimiento con la calidad de potable (que requeri-rá cumplir la normativa vigente) que un agua para regadío o un agua para uso industrial. En cada caso los componentes de la instalación pueden variar y el postratamiento del agua desalada dependerá del uso a que esté destinada.

La distribución de los costes se puede agrupar en las siguientes partidas:

Costes fijos • Amortización de la instalación. • Personal. • Potencia eléctrica contratada. • Tasas e impuestos.

Costes variables en función de la producción • Reactivos químicos (pretratamiento, limpieza, postratamiento). • Consumo de energía. • Reposición de membranas. • Reposición de elementos consumibles. • Mantenimiento.

La estimación de cada una de estas partidas para una instalación proyec-tada puede hacerse actualmente con bastante exactitud, ya que se tiene una amplia experiencia. A efectos ilustrativos, en la figura 13 se presentan de forma comparativa los costes medios para una instalación que produzca 20.000 m3 de agua potable a partir de agua del mar. Se ha considerado un coste de inversión de 165.000 ptas/m3 para MSF y MED y de 170.000 ptas/m3 para CV y de 120.000 ptas/m3 para OI, con un criterio de amortiza-ción de 10% en 15 años. Se estima un coste para la energía eléctrica de 9 ptas/kWh. La técnica de electrodiálisis no se ha incluido porque no es posi-ble utilizarla para altas salinidades.

74

200 ... - - . - - . . - - - . - - - ...... - . - - . 180 160 140 120 100 80 60 40 20 o

MSF MED cv 01

ALQUIBLA - W 6 - 2000

El Membranas

~Mantenimiento

O Personal

fll Reactivos

mil Energía

11 Amortización

Figura 13. Costes para la obtención de agua potable a partir de agua de mar.

En el caso de aguas salobres las técnicas utilizadas son en todos los casos de membranas. Los costes se reducen sustancialmente tanto en la inversión como en el consumo energético. Para una salinidad de unos 5 giL, los costes finales son de 30 a 40 ptas/m3.

VI. PROBLEMAS AMBIENTALES DE LA OBTENCIÓN DE AGUA DULCE A PARTIR DE AGUA SALOBRE O AGUA DEL MAR

Los principales problemas asociados a la obtención de agua dulce a partir de agua salobre o agua del mar son el consumo de energía y la elimi-nación de la corriente de rechazo:

l. Consumo de energía: El consumo de energía ya se ha comentado que varía en función de la técnica empleada y de la calidad del agua a tratar. En el caso de OI oscila entre unos 5 kWh/m3 para agua de mar y unos 1,5 kWh/m3 para agua salobre de unos 5 g/L de sales disueltas. La importancia relativa de estos consumos puede relacionarse con los consumos necesarios para la disposición de todos los otros bienes que son necesarios como alimentos, vestidos, vivienda, calefacción y refrigeración, educación, trans-porte, ocio, etc., para los que también se consume energía. Así por ejemplo, si toda el agua que se consume en una vivienda familiar de 4 personas tuviera su origen en el mar, el consumo eléctrico asociado sería del orden de 5 veces menor que el consumo eléctrico de los electrodomésticos e iluminación doméstica.

75

ÜESALINIZACIÓN DE AGTJAS SAJDBRF.S Y DE MAR COMO ALTERNATIVA DE ABASTECIMIENTO

Por otra parte, si la opción para incrementar los recursos de agua es un trasvase, se consume energía para realizar las elevaciones y cubrir las pérdi-das de energía en las conducciones. También en el caso de reutilización de aguas residuales, los distintos tratamientos para acondicionar el agua van a consumir energía. En definitiva, todas las opciones para incrementar los recursos de agua consumen energía.

2. Vertidos: El rechazo o salmuera que contiene las sales que se han separado debe ser convenientemente evacuado. En el caso de agua de mar esta corriente puede contener hasta 70 giL de sales (el agua de mar contie-ne 39 g/L). Hay que indicar que se trata de las mismas sales que hay en el mar, no de otros agentes tóxicos o contaminantes como en el caso de efluentes de depuradoras. Por tanto su evacuación al mar únicamente va a tener afección en las proximidades del punto de vertido, donde habrá unas zonas, de mayor o menor extensión en función de las condiciones fluidodi-námicas, en las que la concentración de sales será mayor. Los efectos nega-tivos, si se producen, serán pues muy locales. No obstante son necesarios estudios científicos para cuantificar dichos efectos. En el caso de efluentes de aguas salobres la incidencia es menor. En cualquier caso hará falta un salmueroducto desde la desaladora hasta el mar.

En algunos casos es posible, disponer los vertidos en acuíferos profun-dos que ya están muy salinizados. Esta opción es una buena alternativa para plantas situadas muy lejos de la línea de playa.

BffillOGRAFÍA

MEDINA SAN JUAN, ]osé Antonio: Desalación de aguas salobres y agua de mar. Ósmosis Inversa. Madrid. Ediciones Mundi-Prensa. 1999.

FARIÑAS IGLESIAS, Manuel: Ósmosis Inversa. Fundamentos, tecnología y aplicaciones. Madrid. Me Graw Hill. 1999.

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Aljibe existente en la hacienda Lo Montanaro, en la actualidad en el término municipal de Pilar de la Horadada