El consumo de energía de la desalación ha descendido un 94%

Los avances tecnológicos que ha vivido el sector de la desalación en las últimas décadas han permitido mejorar la eficiencia energética del proceso, reduciendo drásticamente el consumo de las plantas desaladoras. Actualmente podemos afirmar con contundencia que la desalación de agua no consume mucha energía, como destacamos en el documento '10 Certezas sobre Desalación de Agua' que hemos publicado recientemente, según explican Belén Gutiérrez y Silvia Gallego, del consejo de dirección de la Asociación Española de Desalación y Reutilización (AEDyR).

El consumo energético de una planta desaladora de agua de mar por ósmosis inversa es hoy en día de alrededor de 3 kWh/m3, es decir, que se necesitan 0,003 kW para producir un litro de agua dulce, 

mientras que en las primeras plantas desaladoras de evaporación era de más de 50 kWh/m3, por lo tanto, el consumo energético de la desalación ha descendido un 94% en unas décadas. 

Para poner esta cifra en perspectiva, el consumo de energía necesario para producir el agua desalada de mar para una familia de cuatro miembros durante un año es igual al consumo durante ese tiempo del refrigerador de esa familia. 

O, teniendo en cuenta que el consumo medio diario de esa familia sería de 600 litros, si toda el agua que se precisa en su vivienda fuera agua desalada del mar, el consumo eléctrico diario asociado sería de 1,8 kWh, que equivale al de un equipo de aire acondicionado para calentar o enfriar una habitación durante 1-2 horas.

Además del importante cambio en los procesos de desalación, en los que se ha evolucionado de los de evaporación a los de membranas de ósmosis inversa, esta reducción del consumo energético se ha conseguido gracias a la optimización de los diseños y de cada uno de los equipos que intervienen en el proceso de la desalación de agua: bombas, membranas, recuperadores de energía, etcétera.

El mayor porcentaje de consumo energético de una planta desaladora está en las bombas, principalmente en las de alta presión.

Bombas de alta y baja presión

Una planta normalmente hace uso de bombas de alta y baja presión para las distintas fases del proceso de desalación. Las bombas de baja presión son necesarias, por ejemplo, para la impulsión del agua de mar a la planta. En función de las características hidráulicas de la toma de agua, el consumo energético de la captación de agua varía considerablemente. Dependiendo de la distancia al mar, y de la cota en la que se sitúe la planta, también estos consumos pueden variar enormemente de una planta a otra.

Las bombas de alta presión, por su parte, son fundamentales y necesarias para impulsar el agua a través de las membranas de ósmosis inversa. Esta presión de impulsión debe ser superior a la presión osmótica del agua de mar, lo que supone que típicamente debe llevarse el agua de mar a una presión de aproximadamente 50-70 bares, dependiendo de la salinidad y temperatura del agua, la conversión del sistema y otros factores.

Tras el paso del agua de mar por las membranas de ósmosis inversa, se obtienen dos corrientes. Por un lado, el agua producto, que ha atravesado la membrana y que tiene un contenido de sales bajo, y, por otra parte, el concentrado (también denominado salmuera), que es el agua de mar que no ha pasado a través de las membranas. Como este concentrado tiene esa misma presión de alimentación (menos las pérdidas de carga estimadas en aproximadamente 2-3 bares), se han diseñado sistemas de recuperación de energía para aprovechar esa presión en el proceso de desalación, reduciendo el consumo energético global de la planta. Y, sin duda, este está siendo uno de los grandes avances en el sector de la desalación en cuanto a la reducción del consumo energético.

se busca la constante innovación en nuevos procesos, equipos y tecnologías que permita seguir avanzando en la reducción del consumo energético

Sistemas de recuperación de energía

Los sistemas de recuperación de energía han ido evolucionando a lo largo del tiempo. En un primer momento, se utilizaban bombas invertidas movidas por la presión y el caudal de la salmuera, pero pronto se introdujeron las Turbinas Pelton por su mayor rendimiento de recuperación. Sin embargo, en los últimos años los sistemas de recuperación de energía tipo isobárico, con un mejor rendimiento hidráulico (mayor al 95%), se han convertido en el nuevo estándar en este campo. Estos sistemas de intercambio de presión son dispositivos que transfieren directamente la alta presión del concentrado a parte del agua de alimentación del sistema (agua de mar pretratada) poniendo en contacto ambas corrientes.

Actualmente, las empresas del sector siguen trabajando en la reducción del consumo energético, aunque las posibilidades de mejora de rendimiento de los equipos y de los circuitos hidráulicos de la desalación por ósmosis inversa son limitados, ya que prácticamente se ha llegado a los límites termodinámicos, pero se busca la constante innovación en nuevos procesos, equipos y tecnologías que permita seguir avanzando en la reducción del consumo energético y hacer de la desalación una actividad aún más sostenible de lo que ya es.