INTRODUCCIÓN Tema a tratar: la desalinización del agua de mar con el objeto de obtener agua dulce y potable.
búsqueda de soluciones soluciones viables en la aplicación aplicación de Propósitos esenciales: la búsqueda la Ingeniería de Sistemas, para el desarrollo de sistemas que satisfagan la problemática de abastecimiento de agua en conjunto con la sustentabilidad ener energ gtic tica! a! la miti mitiga gaci ción ón de gene genera ració ción n de gases gases debid debido o a proc proceso esoss de combustión y la adecuada disposición de los residuos salinos, que afectan la "ora "ora y la faun fauna a de los mares! mares! es deci decir, r, que que gene genere ren n el míni mínimo mo impa impact cto o ambiental. Breve descripción capitular:
Introducción #l problema $ #nunciado del problema $ Importancia de la solución %escripción del sistema propuesto p ropuesto a nivel conceptual de conte&to $ 'bjetivo del sistema $ (odelo conceptual de conte&to %escripción del sistema propuesto a nivel conceptual de subsistemas $ (odelos conceptuales de los subsistemas %escripción del sistema propuesto a nivel de implantación $ (odelos de implantación del sistema
EL PROBLE! Enunciado del pro"lema:
#l agua es vital para el desarrollo de la vida en el planeta y se estima que el )*+ de su supercie supercie está cubierta de este recurso entre mares, mares, ríos y lagos. #l agua del planeta tambin puede encontrarse en la atmósfera como vapor y en acuíferos en el suelo -aguas subterráneas. /0ora, de toda el agua e&istente en el mundo, sólo el 1,2+ es dulce y de esta cantida cantidad d el )*+ se encuen encuentra tra congela congelado do y concen concentra trado do en los casque casquetes tes polares. 3n porcentaje remanente e&iste como 0umedad en el suelo y en sitios inaccesibles, dando lugar a que de toda el agua del planeta se aprovec0a para el consumo 0umano el *,**12+ 456. 7asta 0ace poco tiempo el agua era considerada como un recurso renovable, aun cuando sólo se aprovec0a para consumo 0umano tan peque8a fracción del total del agua e&istente. Sin embargo, debido al crecimiento de la población, la e&pl e&plot otac ación ión irra irraci cion onal al y la cont contam amin inac ación ión,, las rese reserv rvas as del del vita vitall líqui líquido do comienzan a escasear. 9ara los inicios de la dcada del :* la disponibilidad de agua dulce per cápita era de :.*** m ; por a8o y según estimaciones, para el
5
a8o 1*12 la disponibilidad de agua dulce per cápita descenderá a 2.5** m; por a8o 456.
equier >equiere e de mano mano de obra obra calic calicada ada,, cons consum ume e gran grande dess cant cantida idade dess de ener energí gía a y en gene genera rall es ener energi giza zado do por por costosas fuentes convencionales como el petróleo y la energía 0idráulica -lo que representa altos costos de inversión 456. /demá /demás, s, el uso de fuente fuentess conven convencio cional nales es como como el petró petróleo, leo, contrib contribuye uye al incremento incremento de las emisiones de gases de efecto invernader invernadero. o. ?as legislaciones legislaciones intern internaci aciona onales les y region regionales ales,, con las que se busca busca reduci reducirr las emision emisiones, es, establecen mayores restricciones a dic0as fuentes de generación 456. 9or otro otro lado lado,, la indu industr stria ia de la desa desalin liniz izac ació ión, n, que que pret pretend ende e aseg asegur urar ar la disponibilidad futura de agua dulce, ocasiona efectos adversos en el medio natural 4)6. #ntre los principales impactos ambientales de las plantas desalinizadoras por ósmosis inversa se encuentran=
#fecto #fecto en el uso del suelo= las desalinizador desalinizadoras as se localizan localizan cerca de la frágil línea de costa. #l uso recreativo o turístico queda sustituido por un proceso industrial.
Impacto en los acuíferos= si la planta desalinizadora se construye en el interior para evitar interferir con el uso del litoral es necesaria la utilización de tuberías para conducir el agua de mar y la salmuera resultante. ?as fugas de estas conducciones pueden suponer la entrada de sal en los acuíferos. /demás, /demás, la perforación perforación de pozos para obtener agua salobre puede suponer una intrusión marina en los acuíferos.
Impact Impacto o del ruido= ruido= las plantas plantas desalin desalinizad izadoras oras utiliz utilizan an bombas bombas de alta alta presión en el proceso y turbinas para recuperar la energía, lo que produce ruido.
1
/lto consumo energtico= el alto consumo elctrico tiene un efecto indirecto tanto en el medio ambiente localmente pró&imo a la planta como a escala internacional con su contribución al incremento de emisiones de gases con efecto invernadero.
Impacto en el medio marino= aunque las aguas vertidas contienen sales originarias del mar retornan al medio marino con mayor concentración, densidad, temperatura y la presencia potencial de productos químicos utilizados en el pre tratamiento. ?a instalación de las conducciones para la toma de agua y vertido de la salmuera puede ser en sí misma peligrosa. ?a instalación de estas tuberías puede ocasionar la re suspensión del sedimento y modicación de la dinámica costera, sofocando o sepultando a comunidades marinas sensibles a los cambios de sedimentación.
Impacto social= la disponibilidad de agua dulce en áreas con escasez permite el crecimiento de la población y nuevos usos del territorio. Se produce un desequilibrio entre la disponibilidad de agua y sus usos debido a la importación de actividades propias de zonas sin escasez de agua 4)6.
#n
#l desarrollo sostenible es Ael proceso de crecimiento económico en el que la tecnología, la e&plotación de los recursos y la organización social y política satisfacen las necesidades del presente sin comprometer las de las generaciones futurasB, -(edina, 1***. #l reto principal del desarrollo sostenible, implica la necesidad de formar capacidades en la sociedad, para orientar el desarrollo sobre bases ecológicas, de diversidad cultural, equidad y participación social. 9ara ello, es necesario tener en cuenta los comportamientos y valores sociales, políticos, culturales y económicos, con relación a la cultura del agua. Codo esto deberá dar como resultado la identicación de 0erramientas para que las personas puedan producir y apropiarse de procedimientos, tcnicas y conocimientos que permitan una mayor participación en cuestiones ambientales, decidir y denir las condiciones y calidad de vida no sólo de su generación sino tambin de las venideras 4D6. ?os procesos para desalinizar agua de mar, en particular por ósmosis inversa -el cual se 0alla actualmente en crecimiento de uso, evidentemente estarán cobrando peso conforme pase el tiempo, debido al mal uso de los recursos naturales y el inminente crecimiento poblacional 4D6. DE#CRIPCIÓN DEL #I#TE! PROPUE#TO ! NI$EL CONCEPTU!L DE CONTE%TO O"&etivo del sistema:
;
#l objetivo del Sistema para %esalinizar el /gua de (ar -S%/( es= la desalinización del agua de mar para obtener agua dulce y potable, mediante un proceso de ósmosis inversa, alimentado con energía renovable no convencional, que sea autosustentable energticamente y que no afecte las condiciones medioambientales del entorno.
odelo conceptual de conte'to:
Recuperador de
Ener)*a
#I#TE! P!R!
!)ua producto
DE#!LINI+!R !)ua de mar Utili/ación del territorio
EL !,U! DE !R
#almuera In0raestructuras
-#D!.
Calidad 0*sico 1 2u*mica 3 "ioló)ica del a)ua
4i)5 65 odelo conceptual de conte'to del #D! ?os "ujos implicados en el proceso son= (
Entradas:
#nergía renovable= cuya principal característica de inters es la utilización, 0íbrida o de manera única, de aquellos tipos de energía renovable no convencional, tales como la solar, la eólica, la de biomasa, etc.! las cuales son autosustentables enrgicamente y no emiten gases con efecto invernadero 0acia la atmósfera, como tampoco impactan negativamente el medio ambiente del entorno! puesto que las plantas desaladoras que utilizan el proceso de ósmosis inversa, sólo consumen energía elctrica 456.
E
/gua de mar= el aspecto más importante es, además de su índice de salinidad, su sistema de captación, el cual debe ser tal que minimice su impacto ambiental en el entorno inmediato. 3tilización del territorio= en el caso de las desaladoras de nueva planta, su emplazamiento es un punto crítico, no sólo por sus aspectos tcnicos y económicos, sino tambin, y muy especialmente, por sus posibles afecciones medioambientales, debido a su pro&imidad a la línea costera del área donde se instala la planta.
(
#alidas:
/gua producto= agua dulce y potable destinada a diversos usos, tales como= consumo 0umano, uso en industrias, uso agrícola, etc.! es decir, agua producto destinada al uso por parte de la sociedad en general. Canto el personal tcnico de la planta desaladora como los organismos competentes y los usuarios, evaluarán la calidad físico F química y biológica del agua producto -retroalimentación. Salmuera= constituida por las aguas de rec0azo que contienen sales originarias del mar, pero con mayor concentración, densidad, temperatura y la presencia potencial de productos químicos usados en el pre tratamiento. 9arte de la salmuera obtenida, la cual posee energía cintica producto de la elevada presión ejercida en el proceso de ósmosis inversa, se utiliza para la recuperación de una parte de la energía que utiliza el sistema. #s importante seleccionar un área de vertido de las aguas de rec0azo con la comunidad menos sensible y de menor valor ambiental. %e la salmuera podrían obtenerse cristales de sales, valiosos en diversos procesos industriales. Infraestructuras= la construcción de los edicios que albergan los elementos propios de desalación deben ser naves de escasa altura, que carezcan de cualquier tipo de emisión a la atmósfera de manera que no generen contaminación alguna al respecto, y que al edicarse aislados puedan absorber totalmente el ruido generado por los motores elctricos asociados al proceso de ósmosis inversa! desde el punto de vista de su impacto visual y paisajístico, deben ser fácilmente integrables en su entorno 4G6. DE#CRIPCIÓN DEL #UB#I#TE!#
#I#TE!
PROPUE#TO
!
NI$EL
CONCEPTU!L
DE
odelos conceptuales de los su"sistemas: o
#u"sistema de Pre tratamiento: !)ua de mar de alimentación
#UB#I#TE! DE PRE TR!T!IENTO
!)ua salina con condiciones 0*sico 2u*micas óptimas
Caracter*sticas 0*sico 2u*micas del a)ua salina
2
!)entes 2u*micos
4i)5 75 odelo conceptual del su"sistema de pre tratamiento
O"&etivo: lograr que el agua de mar de alimentación alcance un nivel de condiciones físico químicas óptimas, para poder ser introducidas en membranas de ósmosis. Entradas:
/gua de mar de alimentación= como se mencionó anteriormente, el aspecto más importante es, en este caso, además de su índice de salinidad, su sistema de captación, para lo cual se requiere de la adopción de medidas correctoras adecuadas para la minimización de los impactos negativos sobre la "ora, fauna, suelo o paisaje, referidas al sistema de conducciones del agua salina desde el mar 0asta las instalaciones de la planta.
/gentes químicos= durante la fase de pre tratamiento, se 0ace uso de diferentes productos químicos que se le adicionan al agua salina, tales como= cloruro frrico -coagulante para formar agregados de partículas, 0ipoclorito de sodio -o&idante y desinfectante para eliminar la carga biológica y ácido sulfúrico -para reducir el p7 del agua! además del 0e&ametafosfato sódico, usado para proteger depósitos y tuberías de la acción corrosiva del ácido sulfúrico.
#alidas:
o
/gua salina con condiciones físico químicas óptimas= cuya nalidad es la de evitar el deterioro de las membranas -las cuales son muy sensibles, utilizadas en el proceso de ósmosis inversa. 9or tanto, necesariamente, deben de evaluarse las características físico químicas del agua salina, una vez nalizada la fase de pre tratamiento -retroalimentación.
#u"sistema de Bom"eo:
!)ua salina sin la presión de operación re2uerida por el proceso correspondiente
#UB#I#TE! DE BOBEO
!)ua salina con la presión de operación re2uerida por el proceso
Presión de operación adecuada para el proceso
D
Ener)*a
4i)5 95 odelo conceptual del su"sistema de "om"eo
O"&etivo: proveer la presión de operación requerida para la realización de diversos procesos en el sistema.
Entradas:
#nergía renovable= como se mencionó antes, se 0an de utilizar fuentes de energía tales como la solar, la eólica, la de biomasa, etc.! las cuales son autosustentables enrgicamente y no emiten gases con efecto invernadero 0acia la atmósfera, como tampoco impactan negativamente el medio ambiente del entorno! puesto que las plantas desaladoras que utilizan el proceso de ósmosis inversa, sólo consumen energía elctrica.
/gua salina sin la presión de operación requerida por el proceso correspondiente en el "ujo del sistema= la presión de operación del agua salina requerida en los diversos procesos del "ujo del sistema, varía según las e&igencias tcnicas de cada uno de ellos, por lo que en algunos casos se requiere de una presión de operación baja y, en otros, de una presión de operación alta.
#alidas:
o
/gua salina con la presión de operación requerida por el proceso correspondiente en el "ujo del sistema= diferentes procesos en el "ujo del sistema requieren que el agua salina tenga una presión de operación especíca para llevar a cabo, en forma adecuada, el mismo. #n consecuencia, se debe medir, de forma precisa, la presión de operación del agua salina conducida 0acia el proceso en cuestión, antes del inicio del mismo -retroalimentación.
#u"sistema de Ósmosis Inversa:
!)ua salina con condiciones 0*sico 2u*micas óptimas; a alta presión de operación
#UB#I#TE! DE Ó#O#I# IN$ER#! ndice de salinidad del a)ua
!)ua producto
) #almuera
4i)5 <5 odelo conceptual del su"sistema de ósmosis inversa
O"&etivo: separar el agua y las sales que se 0allan en la solución salina. Entradas:
/gua salina con condiciones físico químicas óptimas, a alta presión= el agua salina con turbidez y contenido de materias en suspensión muy bajo, una vez nalizada la fase de pre tratamiento, es llevada al ensamblaje de membranas, a alta presión de operación, para el inicio del proceso de ósmosis inversa.
#alidas:
/gua producto= en trminos generales, a partir del agua de alimentación se obtiene entre un E*+ y un E2+ de agua producto! en fec0as más recientes el desarrollo tecnológico permite la obtención de agua dulce -contenido en sales inferior a 2** ppm a partir de agua de mar -contenido en sales del orden de ;2.*** ppm 4D6. 9or ello, la medición del índice de salinidad del agua producto indica si sta se ajusta a los parámetros deseados -retroalimentación.
Salmuera= como ya se mencionó, la salmuera está constituida por las aguas de rec0azo que contienen sales originarias del mar, pero con mayor concentración, densidad, temperatura y la presencia potencial de productos químicos usados en el pre tratamiento. 9arte de la salmuera obtenida, la cual posee energía cintica producto de la elevada presión ejercida en el proceso de ósmosis inversa, se utiliza para la recuperación de una parte de la energía que utiliza el sistema. #s importante seleccionar un área de vertido de las aguas de rec0azo con la comunidad menos sensible y de menor valor ambiental 4D6. %e la salmuera podrían obtenerse cristales de sales, valiosos en diversos procesos industriales.
G
#u"sistema de Pos tratamiento:
o
!)ua producto sin pota"ili/ar ni minerali/ar
#UB#I#TE! DE PO# TR!T!IENTO
!)ua producto pota"ili/ada 3 minerali/ada
Caracter*sticas 2u*micas del a)ua producto
4i)5 =5 odelo conceptual del su"sistema de pos tratamiento
O"&etivo: potabilizar y mineralizar el agua producto -agua dulce, con la nalidad de 0acerla apta para el consumo 0umano. Entradas:
/gua producto sin potabilizar ni mineralizar= el agua producto no es más que agua dulce -contenido en sales inferior a 2** ppm, la cual no 0a sido tratada aun para el consumo 0umano.
#alidas:
o
/gua producto potabilizada y mineralizada= en el depósito de almacenaje, al agua producto se le a8ade una base -0ipoclorito sódico que estabiliza su p7 en torno a ) y, además, gracias a sus propiedades actúa como desinfectante, convirtindola así en agua apta para su uso o consumo. /simismo, de ser necesario, se le a8aden minerales de modo que mejore su calidad para el consumo 0umano, según las normas sanitarias vigentes. 9or tanto, es indispensable evaluar las características químicas del agua resultante del pos tratamiento de manera de conrmar su calidad física, química y biológica, para su uso o consumo -retroalimentación.
#u"sistema de Recuperación de Ener)*a:
#almuera; con presión de tra"a o
Ener)*a el>ctrica
#UB#I#TE! DE RECUPER!CIÓN DE ENER,!
:
!)ua de rec?a/o
4i)5 @5 odelo conceptual del su"sistema de recuperación de
O"&etivo: disminuir el consumo energtico. Entradas:
Salmuera, con presión de trabajo residual= cuando se trata de plantas medianas o grandes, se 0ace pasar el agua de rec0azo -salmuera por un sistema de turbinas donde se aprovec0a su energía residual -o presión.
#alidas:
o
#nergía elctrica= el sistema de turbinas aludido en el párrafo anterior, tiene como nalidad producir energía elctrica, que se utilizará en el S%/(.
/gua de rec0azo= entre un 22+ y un D*+ del agua salina impulsada pasa a convertirse en salmuera, que es el agua con alta concentración de sales que será nuevamente enviada al mar -a travs de conducciones submarinas, por gravedad, u otra área de disposición. #l efecto negativo de la salmuera se circunscribe a que, en el ámbito 0ipersalino que rodea el punto de vertido, determinadas especies que no soportan altas salinidades pueden desaparecer. 9or lo tanto, deben favorecerse medidas que propicien la dilución rápida de la salmuera 4G6. Homo se se8aló anteriormente, los cristales de las sales tienen amplio uso en otras industrias, por lo que podría considerarse su obtención y así evitar su vertido.
Interacciones Entre los #u"sistemas= -ver ig. @o. ) Entre los su"sistemas de pre tratamiento 3 de "om"eo:
#l subsistema de bombeo suministra la succión y presión requeridas para los procesos de=
Haptación del agua marina bruta, mediante el bombeo desde las tuberías de conducción 0asta la planta desaladora.
5*
Impulsar el agua salina, a baja presión, a travs de un conjunto de ltros de doble capa.
Impulsar el agua salina con una presión mayor a la anterior, a travs de los ltros multicapa.
Impulsar el agua salina a travs de los ltros de cartuc0o.
Entre los su"sistemas de "om"eo 3 de ósmosis inversa:
3na o más bombas de alta presión, impulsan el agua salina 0acia el ensamblaje de membranas. Entre los su"sistemas de ósmosis inversa 3 de pos tratamiento:
#l agua producto, resultante del proceso de ósmosis inversa, se potabiliza mediante la adición de una base y de minerales. Entre los su"sistemas de recuperación de ener)*a 3 de "om"eo:
#l subsistema de recuperación de energía, suministra parte de la energía elctrica que requiere el subsistema de bombeo para su funcionamiento.
Entre los su"sistemas de ósmosis inversa 3 de recuperación de ener)*a:
#l agua de rec0azo -salmuera, como subproducto del fenómeno de ósmosis inversa y, aprovec0ando su energía cintica -presión residual, pone en movimiento el complejo de turbinas que produce energía elctrica a usar en el subsistema de bombeo. Entre los su"sistemas de pre tratamiento 3 de ósmosis inversa:
#l subsistema de pre tratamiento entrega agua salina, con turbidez y contenido de materias en suspensión muy bajo, al subsistema de ósmosis inversa, lo cual evita el da8o de las membranas sensibles que constituyen el ensamblaje de ste último. Entre los su"sistemas de pre tratamiento; de "om"eo; de pos tratamiento 3 de recuperación de ener)*a; 3 el medio am"iente del #D!:
?a entrada al subsistema de pre tratamiento, agua de mar de alimentación, constituye a su vez una entrada del S%/(.
/simismo, la energía renovable, entrada del S%/(, tambin lo es del subsistema de bombeo.
?a salida del subsistema de pos tratamiento, agua producto potabilizada y mineralizada, tambin lo es del S%/(.
55
?a salida del subsistema de recuperación de energía, agua de rec0azo, constituye tambin una de las salidas del S%/(.
#D!
!)ua de mar de aliment ación
!) ua de re c? a/
4i )5 5 od el o co nc ep tu al de su "s ist
#UB#I #TE! DE RECUP ER!CI ÓN DE ENER, !)u a sali na; con tur" ide/ 3 cont enid o de mat eria s en sus pen sión
!) ua de re c? a/ o co n pr esi ón re
#umi nistr o de ener) *a el>ctr ica !)ua produc to pota"il i/ada 3 minera li/ada
#UB #I#T E! DE PO# TR! T!
Imp ulsa el a)u a sali na ?aci a los Altr
Pota"i li/ació n3 miner ali/aci ón del a)ua produc
#UB#I #TE ! DE PRE TR!T !IE NTO Cap taci ón del a)u a mari
Impuls a el a)ua salina ?acia los
Impulsa el a)ua salina ?acia los Altros de do"le capa
#UB #I#T E! DE Impuls #UB#Ia el BO a)ua #TE salina ! DE?acia el Ó#O ensam #I# "la&e
E n e r )* a r e
51
DE#CRIPCIÓN DEL #I#TE! PROPUE#TO ! NI$EL DE IPL!NT!CIÓN odelos de implantación del sistema: o
#u"sistema de Pre tratamiento -#DPRT.:
!)ua de mar de alimentaci
#DPR Proceso de captación del a)ua marina ipoclorito de
Cloruro
Proceso de decantació
Proceso de Altración -I.
Proceso de Altración -III. cido sul0ric
Proceso de Altración -II.
Proceso de esta"ili/aci ón del p
!)ua salina; con tur"ide/ 3 contenido de materias en
5;
4i)5 F5 odelo de implantación del Proceso de captación del a)ua marina "ruta:
9ara el proceso de captación del agua marina bruta, se emplean dos subprocesos=
#n el primero, se utilizan tuberías que conducen el agua 0asta la costa o el lugar de emplazamiento de las instalaciones y en el cual se requiere de la adopción de medidas correctoras adecuadas para la minimización de los impactos negativos sobre el medio ambiente -paisaje, "ora, fauna, suelo, como consecuencia de la implantación de actividades 0umanas 4G6.
#n el segundo, una estación de bombeo impulsa el agua de mar a la planta desaladora, alimentada energticamente por una fuente renovable! por lo cual aquí se tiene una interacción con el subsistema de bombeo.
Proceso de decantación:
/ntes del tratamiento especíco de las sales, se realiza un tratamiento global en el que se incluyen distintos procesos físicos y químicos. ?o primero es a8adir al agua bruta un coagulante -cloruro frrico para formar agregados de partículas y propiciar su precipitación en el decantador al que se envía esta agua. Proceso de Altración I:
Cras el proceso de la decantación se procede a la desinfección, para eliminar así la carga biológica, sta puede realizarse de distintas formas! la cloración -mediante adición de 0ipoclorito de sodio, es el mtodo más empleado, dado que el cloro es un poderoso o&idante y desinfectante, además de que es barato y fácil de controlar, aunque aporta un sabor desagradable al agua. %espus del tratamiento de desinfección, el líquido, con una baja presión, pasa a travs de un conjunto de ltros de doble capa -generalmente de arena yJo carbón natural, tras lo cual la mayor parte de la materia en suspensión es retenida, obtenindose un ltrado apro&imado de 52 micras -micrómetros. #l agua obtenida pasará a un tanque regulador que dosicará el caudal para el siguiente ltrado. Proceso de Altración II:
Se realiza una segunda etapa de ltración, en la que el agua es impulsada con una presión mayor a travs de ltros multicapa 5E
-tambin de arena yJo carbón natural, los cuales aumentan la calidad de ltrado 0asta partículas inferiores a 5* micras. Proceso de Altración III:
Homo elemento nal de seguridad el agua debe de pasar aún por ltros de cartuc0o, primero por unos de 52 micras y luego por otros de 5* micras. Proceso de esta"ili/ación del p:
Cras este ltrado el agua, se declora -ya que el p7 se encuentra alrededor de G y debe reducirse a un p7K) mediante la adición de ácido sulfúrico -debido a la corrosividad y peligrosidad de este ácido, tanto el depósito donde es almacenado, como las tuberías que lo conducen, están recubiertos por una película de 0e&ametafosfato sódico para evitar posibles escapes, pues el agua debe poseer unas condiciones físico químicas óptimas para ser introducidas en el ensamblaje de membranas de ósmosis, ya que stas son muy sensibles. Hon este procedimiento las aguas ya deben tener un Lndice de %ensidad Silt -S%I, medida del potencial de ensuciamiento de sólidos suspendidos, igual a ;, con lo que se evita que el ensamblaje de membranas de ósmosis se da8e.
o
#u"sistema de Bom"eo -#DB.:
#DB Ener)*a renova"le no
Proceso de )eneración de ener)*a el>ctrica
Ener)*a el>ctric
P roceso de "om"eo
a m e t s i s l e d o & u 8 l e n e
4i)5 G5 odelo de implantación del
Proceso de )eneración de ener)*a el>ctrica:
Homo se mencionó anteriormente, el S%/( y, en particular, el S%M, sólo utilizan energía elctrica para la realización de sus diferentes procesos y subprocesos. 9or ello, con la nalidad de minimizar el impacto ambiental
52
negativo del sistema en estudio, es necesario el uso de energía renovable no convencional -eólica, solar, biomasa, etc. para así evitar la emisión de partículas y gases con efecto invernadero a la atmósfera. /unque en general se considera a la energía 0idráulica, como una fuente de energía que impacta negativamente al entorno, este no es el caso, puesto que se utiliza la presión residual del agua de rec0azo para mover un conjunto de turbinas y generar parte de la energía requerida por el proceso de bombeo. ?a particularidad del sistema de desalación con sistema de osmosis inversa es que requiere de un suministro constante de energía para evitar la degradación de sus membranas. 9or este motivo los sistemas 0íbridos con base en las energías renovables son la clave para el &ito de este tipo de plantas 4E6. Proceso de "om"eo:
Nste simplemente proporciona la presión de operación requerida por cada uno de los procesos en el "ujo del S%/(.
o
#u"sistema de Ósmosis Inversa -#DOI.:
#DOI
!)ua salina a alta presión de
Proceso de ósmosis inversa en el ensam"la&e
!)ua
#almuer
4i)5 6H5 odelo de implantación del
#n esta etapa, una o más bombas de alta presión -2* F G* atm impulsan el agua 0acia las membranas que producirán, por el fenómeno de ósmosis inversa, las aguas resultantes de este proceso. #n trminos generales, a partir del agua de alimentación se obtiene entre un E*+ y un E2+ de agua producto. 9or otro lado, entre un 22+ y un D*+ del agua impulsada pasa a convertirse en un "uido 0ipersalino o salmuera, que es
5D
el agua con alta concentración de sales que será nuevamente enviada al mar -a travs de un emisario submarino por gravedad, u otra área de disposición. 7ay que recalcar que el agua salina en las actuales plantas desaladoras, puede pasar por una segunda etapa de ósmosis inversa 4E6. #l proceso de ósmosis inversa se basa en las propiedades de las membranas semipermeables de dejar pasar con más facilidad el agua dulce que la salada, creándose así una diferencia de potencial 0idráulico entre esos dos líquidos cuando cada uno se sitúa a un lado de la membrana. /umentando convenientemente la presión en el lado del agua salada se puede 0acer pasar al compartimento menos salino, dejando atrás parte de las sales. ?as membranas pierden permeabilidad si el agua original lleva un e&ceso de sílice, 0ierro o materia orgánica. #l agua de alimentación debe tener una turbidez y contenido de materias en suspensión muy bajo. Cípicamente, una membrana de ósmosis inversa procesa un agua de mar de ;D.*** ppm de sólidos disueltos totales, S%C, y la convierte en agua dulce con una salinidad inferior a 2* ppm S%C 416. ?a principal característica de la salmuera es su e&ceso de salinidad con respecto al agua natural de mar -casi el doble en los procesos de osmosis inversa y, consecuentemente, su mayor densidad 4:6. #n relación con su composición química, la salmuera no se considera un contaminante, dado que, en principio, sus componentes son los mismos que los del agua de mar, pero en mayor concentración. #ntre los aditivos químicos más empleados en las plantas de osmosis inversa, destacan= 0ipoclorito sódico comercial -para la eliminación contaminación bacteriológica! bisulto o metasulto sódico -para la eliminación de o&idantes! derivados de polifosfatos -0e&ametafosfato sódico o poliacrilatos -antiOincrustantes para evitar la precipitación de sales en la membrana! ácido sulfúrico -reducción de p7! y cloruro frrico -como coagulante. #stos aditivos se encuentran a nivel de trazas y en la práctica son ignorados 4:6. Hon cierta frecuencia se realizan en planta operaciones e&traordinarias de limpieza de membranas y ltros, que generan un e"uente de rec0azo, aparte de la salmuera, con altas concentraciones de sólidos en suspensión, así como antiOincrustantes y detergentes. #n la actualidad, este e"uente se somete a un tratamiento de depuración independiente o se vierte escalonadamente y diluido en la salmuera, por lo que no implica una contaminación adicional signicativa. 9or su propia naturaleza, la salmuera no presenta contaminación biológica 4:6. o
#u"sistema de Pos Tratamiento -#DP#T.: #DP#T
5)
inerales
!)ua producto
$ertido de minerales en el tan2ue de depósito o almacenamien to del a)ua
!)ua producto
4i)5 665 odelo de implantación del
#l agua resultante del proceso de ósmosis inversa, pasa a un depósito de almacenaje, donde de ser necesario, se la a8aden minerales de modo que mejore su calidad para el consumo 0umano -en un proceso anterior, su p7 ya fue estabilizado, según las normas sanitarias vigentes 4E6. o
#u"sistema de Recuperación de Ener)*a -#DRE.:
#DRE !)ua de rec?a/o -o salmuera. con
Proceso de )eneració n de ener)*a el>ctrica
Ener)*a el>ctrica
4i)5 675 odelo de implantación del
Huando se trata de plantas medianas o grandes se 0ace pasar esta agua de rec0azo -o salmuera por un sistema de turbinas donde se aprovec0a su energía residual -presión, disminuyendo así el consumo energtico requerido por el sistema global.
5G
RE4ERENCI!# BIBLIO,R4IC!#
456 Hsar #rnesto Hárdenas >odríguez -1*51. Implantación de prototipo de planta desalinizadora solar por 0umidicación multiOefecto. 3niversidad Simón Molívar. Sartenejas. egión de Hoquimbo. H0ile.
5:
426 Resús /lberto @ú8ez da Silva -1**D. %ise8o conceptual de una planta portátil de desalinización de agua de mar con energía alterna. 3niversidad Simón Molívar. Sartenejas.
!NE%O 6
9/2/2016 Correo del Orinoco » Anunció el presidente Nicolás Maduro|Venezuela contará con las !ás !oderna tecnolo"#a de plantas desalinizadoras$ » %rint &ttp'//((()correodelorinoco)"o*)+e/econo!ia/+enezuelacontara!as!odernatecnolo"iaplantasdesalinizadoras/print/ 1/2
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Anunció el presidente Nicolás Maduro|Veneuela contará con las !"ás "oderna tecnolog#a de plantas desaliniadoras$ %ublicado el &' abril( )*&+ en Ciencia , -ecnolog#a( cono"#a( nicio( 0ociedad( Veneuela
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Veneuela contará con las !"ás "oderna tecnolog#a$ de plantas desaliniadoras. As# anunció el presidente de la 1ep2blica( Nicolás Maduro( durante un acto en el estado en Vargas en el 3ue hio la entrega de la vivienda n2"ero 4** "il. !5os recursos los tene"os( as# 3ue no ha, 6or"a 3ue se retarde nada( pronto e"pece"os a instalar plantas "edianas , grandes en toda la costa veneolana$( ordenó. n el evento( 6uncionarios del gobierno 7olivariano , representantes de e"presas chinas para llevar a cabo el pro,ecto de plantas de desaliniación 6ir"aron un !acta de Co"pro"iso para traba8ar en estudios con8untos e instalar la "ás "oderna tecnolog#a china , del "undo$( tal co"o acotó el "andatario nacional. Asi"is"o( puntualió 3ue las pri"eras plantas llegarán a los estados 9alcón( Nueva sparta , Vargas. Ade"ás( resaltó 3ue el co"pro"iso con las e"presas chinas apunta ta"bin a la trans6erencia tecnológica. -/ Oswaldo ;alet 9/ Archivo
Hon Información de Correo del Orinoco
Se instalarán cuatro plantas desalinizadoras de agua como parte de convenios con China %u*licado el 30 de sep de 2015 4:28 pm |
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,oto' %rensa -riun.ando con el o*ernador / Arc&i+o
(Caracas, 30 de septiembre. Nota de prensa) %rói!a!ente co!enzará la instalación de una planta desalinizadora en la %en#nsula de Macanao ubicada en el oeste del estado ueva !sparta "!#tremo noreste$ insular% anunció &o3 el "o*ernador de la entidad Carlos Mata ,i"ueroa)
Me4orarán la %lanta 5esalinizadora del C% para 7ue produzca 600 litros de a"ua por se"undo 8n tres se!anas arrancan con todos los &ierros los tra*a4os de construcción de la planta desalinizadora pota*ilizadora 3 de &ielo en o*ledal "racias al con+enio suscrito con la ep*lica %opular C&ina con el cual se "arantiza el ser+icio diario del a"ua en el !unicipio %en#nsula de Macanao lo 7ue a su +ez per!itirá !e4orar el .lu4o en toda la entidad$ precisó)
&urante la primera edici'n de su nuevo programa de radio (leg' la hora$ en )adio *undial *argarita indicó 7ue el pro3ecto *ene.iciará a toda la re"ión 3 eplicó 7ue el .lu4o de a"ua pasará de :; a 100 litros por se"undo)
Ade!ás en el noroccidental + costero estado ,alc'n serán instaladas tres plantas desalinizadoras de agua anunció el !inistro de 8cosocialis!o 3 A"ua uiller!o >arreto tras .inalizar una inspección a?rea realizada a los e!*alses de la entidad en co!pa=#a de la "o*ernadora @tella
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5esde el salón de reuniones de la o*ernación de ,alcón en Coro eplicó 7ue &an e+aluado pro3ectos para !e4orar la condición &#drica en el estado 7ue .ue declarado en e!er"encia &ace 60 d#as por la a"uda pro*le!ática 7ue atra+iesa en el su!inistro de a"ua pota*le por lo 7ue se deter!inó priorizar la instalación de estas plantas)
a3 una se7u#a particular!ente .uerte en la re"ión occidental
&etall'
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seleccionada la empresa
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e/ecutará el pro+ecto$ -ue contempla la aplicaci'n de una
tecnologa interca!*ia*le con otras plantas desalinizadoras para .acilitar la .lei*ilidad necesaria a la &ora de realizar !anteni!ientos per!anentes sin dependencia tecnoló"ica)
8l !inistro >arreto puntualizó 7ue otras dos plantas serán acti+adas en la zona una en el !unicipio ,alcón ta!*i?n en la %en#nsula de %ara"uaná 3 la otra en la costa oriental del estado ,alcón)
8ste "rupo se su!a a la planta desalinizadora 7ue constru3e el Co!ple4o e.inador %ara"uaná en el municipio Carirubana 3 7ue aportará D00 litros de a"ua por se"undo al siste!a &#drico .alconiano a partir de octu*re de este a=o cuando se espera sea acti+ada)
8sta!os tra*a4ando con !uc&a intensidad para este a=o espera!os 7ue se noten al"unos de los e.ectos de las o*ras 7ue &e!os +enido adelantado en ,alcón$ sentenció)
arreto e#hort' a la colectividad a hacer uso racional + consciente del recurso priorizando su uso a la &i"iene salud 3 el rie"o del sector a"roali!entario)
8s el uso con la relación responsa*le 3 consciente 7ue de*e!os tener con la naturaleza) No use!os el a"ua para cosas super.luas$ e&ortó)
!l obierno nacional suscribi' en abril pasado convenios con seis empresas c&inas para el esta*leci!iento de plantas desalinizadoras de a"ua en el pa#s)
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