El estudio de viabilidad, realizado a través de un convenio entre Emalsa, ITC y la Universidad Europea de Canarias, arroja datos concluyentes sobre mejoras operativas en la captación del agua y en el consumo energético del Complejo.
Fruto de la colaboración entre la Universidad Europea de Canarias (UEC), el Instituto Tecnológico de Canarias (ITC) y EMALSA, un grupo de estudiantes del Máster en Energías Renovables de la citada universidad ha desarrollado el estudio sobre el diseño e integración de un sistema flotante fotovoltaico en la Planta Desaladora de Ósmosis Inversa ‘Las Palmas III’ de Gran Canaria, obteniendo resultados favorables para su implementación y convertirse en un modelo pionero en España.
El estudio, realizado por el alumnado como Trabajo de Fin de Máster (TFM) y que lleva por título “Viabilidad técnico-termodinámica y diseño de un campo solar fotovoltaico flotante en la captación de agua de mar de la desaladora LAS PALMAS III – PIEDRA SANTA (LPGC)”, ha permitido dimensionar una planta solar de 1,53 MW sobre la lámina de agua de la balsa de captación de la planta desaladora, con una inversión cercana a los 2 millones de euros. Los datos obtenidos incluyen la obtención de energía renovable cercana al 3% del consumo anual de la planta desaladora, la reducción de la huella de carbono en 1.900 toneladas de CO2/año y el ahorro del orden de 170.400 €/año en facturación energética.
Por otro lado, al quedar cubierta la superficie de la balsa de agua con los paneles solares, se obtiene otro resultado muy interesante para la explotación de la planta, al reducir la variación de la temperatura del agua de mar, evitando ajustes de operación. El efecto inmediato de cubrir la masa de agua es la mejora en la eficiencia del proceso de ósmosis inversa, al estabilizarse la temperatura del agua de mar durante todo el año. Los resultados del estudio termodinámico, que simulan la cobertura de la balsa de captación con la planta flotante, reflejan una estabilización en el gradiente térmico a lo largo del día y también una reducción de la temperatura del agua acumulada con respecto a la masa de agua entrante (hasta 0,32°C en los días de mayor irradiación y hasta 0,18°C cuando ésta es menor). Además, este efecto supone un beneficio al reducir el contenido en boro del agua desalada.
El proyecto se encuentra actualmente en la fase de estudio económico para poder abordar su posible ejecución a medio plazo. En línea con la estrategia europea para la descarbonización de la economía, y principalmente en el sector industrial, mediante la sustitución de combustibles fósiles por fuentes de energía limpia, esta iniciativa es un ejemplo de la puesta en valor del enorme potencial que posee Canarias para la implantación de sistemas sostenibles en el binomio agua-energía. Confirma además al archipiélago como territorio de referencia para el desarrollo de proyectos innovadores, exportables a otras regiones del mundo.
Este estudio ha sido realizado bajo un convenio de colaboración para la especialización técnica de alumnado de máster universitario, suscrito entre el Instituto Tecnológico de Canarias, la Universidad Europea de Canarias y EMALSA. La iniciativa se enmarca en las acciones del proyecto europeo EERES4WATER, cofinanciado por el Programa Interreg Atlantic Area a través del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), y que forma parte, a su vez, de la plataforma canaria DESAL+ LIVING LAB, donde se realizan proyectos de innovación e investigación en el nexo agua desalada-energía.
Este estudio de viabilidad ha sido realizado por los estudiantes Raúl Santana Domínguez, Cristina Rodríguez Domínguez, Carlos Matos Sánchez, Alberto Daniel Rico Cano, Adrián Olmos Henríquez y Abraham Yeray Martín Sánchez, siendo tutorizado por Baltasar Peñate Suárez, jefe del Departamento de Agua del ITC y por Juan Diego López Arquillo, director de la Escuela de Arquitectura de la Universidad Europea de Canarias.
La excelencia de los resultados de este trabajo ha sido valorada con la máxima puntuación y con la propuesta para la concesión de la Matrícula de Honor por unanimidad del Tribunal de la Universidad Europea de Canarias.
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ABIERTA LA 1ª CONVOCATORIA CAJAMAR INNOVA Abierta la primera convocatoria para seleccionar a los proyectos empresariales en el ámbito del agua. Arrancamos con tres programas: |
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| Programa de incubación, para proyectos empresariales que tienen al menos un prototipo o piloto de producto o servicio, que buscan validar el encaje problema-solución y el de producto-mercado. | |
| Programa de incubación de larga duración, para el mismo tipo de proyectos que el anterior, pero con un horizonte de desarrollo temporal más amplio. | |
| Programa de aceleración, para empresas que están realizando sus primeras ventas y que buscan crecer de manera rápida. | |
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La duración estándar es de 6 meses para cada programa, excepto en el caso del segundo, que es de 12. Se trata de programas semipresenciales, donde los proyectos seleccionados tendrán, además del seguimiento personalizado, la posibilidad de acceder a especialistas en diversas ramas de la gestión y de la tecnología. Así mismo, conocerán potenciales inversores y clientes. Todo ello para facilitar el éxito de sus iniciativas. Los emprendedores podrán acceder a infraestructuras, recursos, soporte técnico y tecnológico de los centros experimentales de la Fundación Cajamar para el desarrollo y validación de sus prototipos y pilotos. El plazo de inscripción de esta primera convocatoria está abierto desde el 25 de enero hasta el 23 de febrero, debiéndose completar el formulario habilitado a tal efecto en nuestra página web. La selección final de las empresas tendrá lugar entre los días 16 y 17 de marzo, estando previsto el inicio de los programas a finales de dicho mes. Contacta con nosotros en cajamarinnova@fundacioncajamar.com ¡Únete al reto de cambiar el mundo!
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Researchers from the National University of Singapore (www.nus.edu.sg), led by associate professor He Jianzhong, have found a new strain of bacterium called Thauera sp. strain SND5, which is capable of simultaneous nitrification and denitrification and phosphate removal from wastewater. The discovery has the potential to significantly reduce the operational costs and emission of greenhouse gases associated with traditional wastewater treatment methods.
Sewage contains nitrogen in ammonia and phosphorus in phosphates. Too much of either can pollute the environment and they must therefore be removed before the treated water can be released.
Most existing sewage treatment systems use separate reactors to remove nitrogen and phosphorus, which is a bulky and expensive process. Some existing systems use a single reactor, but they are inefficient because different bacteria in the same reactor will compete with one another, lowering the system’s overall efficiency.
NUS team’s use of the new bacterium can save about 62% of electricity due to its lower oxygen demand.
PRIMER CONGRESO DIGITAL DE AEDyR
El Primer Congreso Digital de Desalación y Reutilización de Agua surge por la necesidad del sector de poder mostrar sus novedades e innovaciones. Esta primera edición viene a completar la celebración de nuestro XIII Congreso Internacional que celebraremos en la ciudad de Córdoba en el año 2022.
El Congreso tiene como objetivo ofrecer un foro internacional donde poner en contacto a los expertos en desalación, reutilización y tratamiento de aguas, tanto de empresas, instituciones públicas, como universidades y centros de investigación, con el fin de presentar las últimas innovaciones, investigaciones y desarrollos en estos campos, fomentando el diálogo, la colaboración y el intercambio de experiencias, técnicas e ideas entre profesionales.
Conscientes de que en los tiempos actuales es difícil “desconectarse” por unos días, dividiremos el congreso en seis sesiones de tarde, distribuidas a lo largo del primer semestre de 2021.
Al ser en formato digital y gratuito, y tras el éxito que hemos obtenido con la celebración del Precongreso Digital esperamos volver a tener una asistencia masiva, tanto de profesionales nacionales como internacionales.
Webinar: Tecnologías recientes para acoplar la energía fotovoltaica con la ósmosis inversa.
ITC is collaborating with EDS on the forthcoming Webinar series starting on 27th January. «Recent Technologies for Coupling Photovoltaic Energy with Reverse Osmosis».
Incoming webinars:
| Webinar – Brine Concentration with Innovative RO Membranes and Processes Download PDF  |
Rick Stover, VP of Technology Gradiant USA Menachem Elimelech, Professor |
25.02.2021 | 15-17h GMT 16-18h CET |
| High Recovery RO Systems | to be confirmed (tbc) | tbc | tbc |
| Brine Management | to be confirmed (tbc) | tbc | tbc |
| Turning Waste Water into Drinking Water | to be confirmed (tbc) | tbc | tbc |
| Desalination in Israel – an Overview | to be confirmed (tbc) | tbc | tbc |
| Desalination in the Mining Industry | to be confirmed (tbc) | tbc | tbc |
Introducción
La salmuera es un subproducto hipersalino generado durante el proceso de desalinización que, desde siempre, y más en las últimas décadas, preocupa por los posibles impactos ambientales que genera en el momento en que es vertida, en particular al mar. El incremento de agua desalinizada en el mundo, aumenta por tanto la descarga al medio marino de ésta.
La imperiosa necesidad de gestionar nuestros recursos de forma eficiente y sostenible, el interés generalizado por la transformación de las industrias hacia una economía circular y los últimos avances tecnológicos, propician que la salmuera pueda convertirse en un fluido del cual pueda obtenerse materias primas de valor añadido. La valorización de la salmuera, en la década que vamos a entrar, se considera un reto global estratégico.
Desde finales del s. XX, la salmuera ya estaba en el punto de mira de técnicos e investigadores. Especialmente en las Islas Canarias, donde se generan grandes volúmenes en muy poca longitud de costa, la salmuera ha sido usada como aporte en salinas tradicionales para producir sal de mesa o industrial, o como medio de cultivo para microalgas con intereses de mercado en las instalaciones experimentales del Instituto Tecnológico de Canarias.
Estos antecedentes y capacidades propician que las Islas Canarias puedan ser un centro demostrador de las potencialidades de uso de la salmuera. La Plataforma DESAL+ LIVING LAB tiene entre sus líneas de I+D+i, y gracias al apoyo de sus integrantes, el propósito de abanderar casos de éxito en la valorización de salmueras de planta desalinizadoras en Canarias.
Este estado del arte y análisis con prospectiva que aquí se presenta es el resultado parcial de un trabajo realizado en el marco del estudio “Retos y Oportunidades de la valorización de salmuera y su integración en la economía circular de Canarias y espacio de Cooperación” – trabajo elaborado por la empresa ECOS y promovido por la Agencia Canaria de Investigación, Innovación y Sociedad de la Información (ACIISI), miembro del DESAL+ LIVING LAB.
Procesos y tecnología para valorizar la salmuera
Las técnicas de aprovechamiento se pueden clasificar en tres categorías: producción de energía a través gradiente salino, extracción de compuestos y uso del gradiente salino en procesos de concentración.
Valorización energética
La energía del gradiente salino fue expuesta por primera vez por R.E. Pattle en un artículo de la revista Nature en 1954 [1]. Pero no es hasta 20 años después, coincidiendo con la crisis del petróleo de 1973, cuando se retoman las investigaciones para aprovechar esta fuente de energía limpia. Además, no se lleva a cabo la construcción de plantas piloto hasta la primera década del siglo XXI, coincidiendo de nuevo con la inflación del petróleo de 2008. Es ahora, con el cambio climático como escenario principal, cuando se pone la mirada en el desarrollo de esta fuente de fuente de energía, en la que destacan tres tecnologías frente al resto.
Electrodiálisis inversa/reversible – RED
Su funcionamiento se basa en el principio de una batería tradicional, cuando se juntan dos fluidos de diferente concentración, con una membrana permeable a los iones por medio, se produce un flujo iónico del flujo más concentrado al menos concentrado. Este flujo de electrones a través de la membrana de intercambio iónico genera una corriente eléctrica que puede ser aprovechada. Sin embargo, distintas investigaciones [2] [3] han determinado que la cantidad de energía que puede ser extraída por este método empleando agua de mar no alcanza los 3 W/m2, por lo que se precisa de una mayor investigación de las membranas de intercambio iónico para lograr que sea una tecnología competitiva.
Ósmosis por presión retardada – PRO
La Ósmosis por Presión Retardada es una tecnología que emplea energía mecánica (presión) para la generación de la energía eléctrica.
Esta tecnología une los conceptos de la ósmosis natural e inversa. En la ósmosis natural, dos fluidos con diferente salinidad se ponen en contacto a través de una membrana semipermeable, que permite el paso del agua, pero no de las sales. De modo que, el agua menos concentrada fluye hacia la cámara de mayor concentración salina. En el caso de la PRO, a la solución de mayor concentración se le aplica una presión, aunque inferior a la presión osmótica, para que el flujo siga siendo en la dirección natural. El aumento de caudal produce un aumento de presión que puede ser aprovechado, por ejemplo, por medio de una turbina. Estos sistemas son capaces de generar hasta 10 W/m2 [3]. A pesar de ello, aún falta en el mercado membranas específicas que sean capaces de soportar las presiones aplicadas en este proceso.
Mezcla capacitiva – CAPMIX
La Mezcla Capacitiva es una tecnología emergente que genera energía eléctrica de manera directa. En este caso se aprovechan electrodos de carbón activado con características específicas. Cuando el agua salina entra en un depósito con los electrodos, estos son capaces de almacenarla. En un segundo paso, el agua se evacúa y entra agua dulce, en este momento los electrodos ceden la energía almacenada. La corriente alcanzada con este sistema no supera – 1 W/m2 [4]. Se trata de una tecnología que aún requiere de mayor investigación y continuar avanzando en el desarrollo de nuevos electrodos más eficientes.
Valorización de compuestos
La salmuera generada en los procesos de membranas de desalación de agua de mar contiene básicamente los mismos compuestos que el agua de mar captada, aunque la concentración de prácticamente todos sus elementos se eleva a un valor cercano al doble (dependiendo del grado de conversión de la planta desalinizadora). Además contendrá trazas de productos químicos usados en la etapa de pretratamiento. Los componentes mayoritarios presentes son el cloro y sodio, seguidos por sulfatos, magnesio, calcio y potasio, en ese orden [5]. A bajas, o muy bajas, concentraciones se encuentran una multitud de elementos, desde litio hasta uranio, por citar dos ejemplos [6].
Los compuestos extraíbles de la salmuera se obtienen mediante diferentes combinaciones entre sus elementos y la cantidad dependerá de la concentración de estos elementos en la salmuera. Compuestos como el cloruro sódico puede obtenerse mediante evaporación, hidróxido de magnesio o carbonato de calcio mediante reacciones de precipitación [7]. También pueden conseguirse ácidos y bases como el ácido clorhídrico y el hidróxido sódico mediante el proceso electroquímico de electrodiálisis con membranas bipolares (BMED) – proyecto VALORSAL [8]. De similar manera, podría obtenerse también hipoclorito sódico empleando la tecnología de electrólisis en un proceso cloro-álcali [9]. Otros elementos como litio, uranio, cesio y rubidio, por ejemplo, han conseguido ser extraídos a través de diferentes procesos de adsorción e intercambio iónico [10].
Un claro ejemplo de la importancia que presenta esta utilidad de la salmuera es el compromiso de la Comisión Europea financiando grandes proyectos para valorizar las salmueras. Ejemplo de ello es el proyecto Sea4Value [11]. En cuatro años explorará la extracción de diferentes minerales de la salmuera, mediante procesos por desarrollar, como son la nanofiltración con nuevas membranas, la adsorción con módulos impresos en 3D o la cristalización por membrana, entre otros. Instituciones y empresas expertas de siete países europeos participarán en este proyecto englobado en el ámbito de la economía circular.
Otras posibilidades surgen de la interacción de la salmuera con otros compuestos. De especial interés resulta la captura de CO2, que además de reducir las emisiones de este gas de efecto invernadero, puede generar subproductos de valor como el bicarbonato sódico [12]. Una tecnología que trabaja con este concepto es la Spontaneous Membrane Ionic Transfer – SMIT [13].
Valorización del gradiente
Otra forma de aprovechar la salmuera es a través de la tecnología de Forward Osmosis (FO) u Ósmosis Directa, que se fundamenta en el proceso natural ya descrito del fenómeno de la ósmosis. De manera que esta técnica puede concentrar un efluente líquido, disminuyendo así el volumen de residuos a tratar, facilitar su transporte, o incluso, aprovechar estos residuos para una segunda vida. A su vez, la FO puede ser una manera energéticamente eficiente de concentrar un efluente líquido.
En la actualidad ya se emplean otros procesos de membranas, como la ósmosis inversa (RO) y la ultrafiltración (UF), para reducir el volumen de agua en un efluente, sin embargo, estos procesos requieren operar a presiones elevadas, lo que supone un mayor coste energético [15].
Esta tecnología ha sido ampliamente evaluada en los últimos años para su uso en sectores como la industria láctea y ganadera, zumos y bebidas de frutas, industria cervecera, industrias químicas, farmacéuticas, minería, textil e incluso para el secado de algas.
La aplicación de la FO en salmueras procedentes de desalinizadoras está siendo probada a nivel de proyectos piloto y de laboratorio; sin embargo, promete ser una opción para reducir los consumos específicos de procesos de concentración industriales.
Conclusiones
Considerar la salmuera de las plantas desalinizadoras como un recurso y no como un desecho es una oportunidad estratégica. A pesar de lo ya caminado, aún no se han conseguido implantar tecnologías a escala industrial. La falta de viabilidad económica de los distintos procesos, el desarrollo de nuevas membranas selectivas o la optimización de la hibridación de procesos emergentes son parte de los grandes retos por superar en este prometedor campo.
En el caso de la valorización de compuestos, optimizar al máximo la conversión y la calidad de los productos extraídos determinará en gran parte el éxito de cada proceso. Además, consideraciones como la demanda y precio de cada producto final en mercados locales y globales poseen gran influencia en cuanto al desarrollo particular de tecnologías asociadas a la extracción de determinados compuestos.
A pesar de las limitaciones que las tecnologías presentan actualmente, se debe seguir trabajando en la búsqueda de la viabilidad de aprovechar la salmuera como un medio para la optimización de los procesos de desalinización en sí mismos, ya sea con la reducción del consumo energético o la generación de compuestos químicos a ser usados en la propia planta.
Agradecimientos
Este trabajo ha sido cofinanciado por la Agencia Canaria de Investigación, Innovación y Sociedad de la Información – Gobierno de Canarias (ACIISI) a través del Proyecto DESAL+ – Plataforma macaronésica para el incremento de la excelencia en materia de I+D en desalación de agua y del conocimiento del nexo agua desalada-energía (MAC/1.1a/094), cofinanciado por fondos FEDER en el marco del programa INTERREG MAC (2014-2020).
Los autores quieren agradecer el apoyo prestado para este estudio por los socios del proyecto DESAL+, la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria y la Universidad de La Laguna.
La empresa danesa Wavepiston ha desplegado en aguas del banco de ensayos de la Plataforma Oceánica de Canarias (PLOCAN) dos módulos de su dispositivo de generación de energía de las olas a escala real, que permite la producción de electricidad y la desalinización de agua del mar.
El acceso para las pruebas en el banco de ensayos ha sido financiado con fondos de la Comisión Europea por el proyecto Blue-GIFT, que ayudará a las empresas del Arco Atlántico a probar la próxima generación de tecnología de energías renovables marinas (ERM) en entornos marinos reales y demostrar que se puede generar energía de forma económica a partir del océano.
Blue-GIFT implicará un mínimo de ocho demostraciones precomerciales de tecnología eólica flotante, olas o mareas, más de 24.000 horas de operación, trabajo con más de veinte PYMEs, mantendrá más de treinta empleos y ayudará a asegurar una inversión de 15 millones de euros en empresas de ERM.
El prototipo de Wavepiston de generación de energía undimotriz fue ensamblado en el Puerto de Las Palmas y remolcado hasta las instalaciones de PLOCAN.
El sistema en pruebas está formado por colectores de olas en cadena entre dos boyas ancladas al fondo marino. Las placas de los colectores se mueven con el paso de las olas, bombeando agua a presión a una tubería que termina en una turbina o en un sistema de osmosis inversa para la obtención de energía o agua desalinizada.
Las principales características de esta tecnología son su estructura flexible, robusta y ligera, su diseño modular y su mínimo impacto en el medio marino.
Wavepiston es una compañía de ingeniería danesa fundada en 2006. El concepto de su tecnología ha sido probado en el canal de ensayos de la Universidad de Aalborg en 2010, así como modelos a escala 1:9 en 2013 y 1:2 en la costa danesa del mar del Norte entre 2015 y 2019.
En noviembre de 2020, Wavepiston lanzó una campaña de microfinanciación con el objetivo de conseguir fondos para la fase final de desarrollo y demostración de su tecnología a escala real, esperando conseguir entre 2 y 3 millones de euros.
La escasez de agua es el desafío más acuciante para el desarrollo socioeconómico y humano, situación que en muchos países se ve agravada a causa del cambio climático, sobre todo en zonas áridas y semiáridas con falta de recursos hídricos. La UNESCO estima que alrededor de 2.200 millones de personas viven sin acceso a agua potable limpia y segura, y las previsiones apuntan que para 2050 un cuarto de la población mundial podría vivir en áreas con escasez de agua durante al menos un mes al año.
Un modo de paliar la escasez hídrica es recurrir a las tecnologías de desalinización, ampliamente utilizadas para obtener agua dulce en muchas partes del mundo. Las innovaciones tecnológicas en las últimas décadas han dado como resultado una reducción significativa en los costes de energía asociados a las tecnologías de desalación. Sin embargo, las tecnologías actuales (basadas tanto en membranas como en procesos térmicos) siguen teniendo un alto coste energético. La energía teórica mínima requerida para separar las sales del agua de mar para producir agua dulce es de 0.706 kWh/m3. En la práctica, la demanda energética para la desalinización de agua es de alrededor de 3.5 kWh/m3 para los procesos de ósmosis inversa (OI) [1], y en el caso de los procesos térmicos, este consumo energético pueden ser aún mayor (del orden de 5.5–40 kWh/m3 para destilación flash multietapa y destilación multiefecto), lo que limita su uso solo en áreas o países con acceso a combustibles baratos.
Tecnologías de desalinización y emisiones de CO2
La capacidad instalada de los sistemas de desalinización de agua en el año 2019 era de alrededor de 100 millones de metros cúbicos al día de agua desalada [2] , y se espera que esta cifra crezca en las próximas décadas. Este dramático incremento en la producción de agua desalinizada creará una serie de problemas, entre ellos, el consumo de energía y la contaminación causada por el uso de combustibles fósiles para obtenerla. La actual preocupación por los problemas medioambientales, las emisiones y el nivel de CO2 en la atmósfera, y los problemas económicos a nivel global derivados de la escasez y de la localización de las reservas de petróleo mundiales, avivan el debate sobre la viabilidad real de la obtención de agua desalinizada mediante estas tecnologías.
Las tecnologías de desalinización de agua de mar encontraron su primera ubicación en Oriente Medio, en zonas áridas y con escasez de recursos hídricos, pero sin restricciones de energía (combustibles fósiles) y, por consiguiente, con altos ingresos obtenidos por la venta de petróleo. Paradójicamente, en un contexto donde la energía es barata, el agua posee un valor incalculable, por lo que no es de extrañar que las tecnologías de desalinización encontraran un buen lugar para implantarse y desarrollarse.
Sin embargo, existen otras áreas del planeta donde las poblaciones no cuentan ni con los recursos económicos, ni con los yacimientos de petróleo que les permitan un desarrollo como los anteriores, y no pueden permitirse la obtención de agua potable mediante estas tecnologías. Por este motivo, la investigación en tecnologías de desalinización se está concentrando en la última década en resolver los puntos clave que permitan extender su uso y lograr la obtención de agua potable en regiones con limitados recursos económicos, como por ejemplo, reducir el coste económico de los sistemas de desalinización.
Si bien es cierto que el agua de consumo humano representa uno de los principales problemas relacionados con la escasez de agua, es importante indicar que el uso del agua en agricultura y la industria representa aproximadamente el 70 % del uso de agua dulce en áreas o países industrializados, pudiendo llegar al 90 %. Por esta razón, la disponibilidad de recursos hídricos está estrechamente relacionada con el crecimiento económico y los procesos productivos.
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Biotecnología para desalinización sostenible
En los últimos años se han propuesto nuevos conceptos de desalinización sostenible como, por ejemplo, la integración de sistemas de desalinización con energías renovable (fotovoltaica o térmica); nuevas tecnologías de membranas para su uso en procesos de ósmosis directa (FO); la mejora en los pre y post-tratamientos; la recuperación de energía por gradiente salino; el reciclaje de membranas [referencia], y los sistemas de desionización capacitiva para eliminación de contaminantes inorgánicos, entre otros.
A la búsqueda de un nuevo paradigma para la obtención de agua potable con bajo coste y con nulas emisiones de CO2, la biotecnología ha irrumpido en la última década en el ámbito de la desalinización para proporcionar soluciones al problema de la escasez de agua. Entre las propuestas se encuentra la biodesalinización, que emplea cianobacterias [3] o microrganismos halófilos [4]. No obstante, la biodesalinización sostenible se encuentran en sus etapas iniciales a escala laboratorio, y la producción de agua es escasa todavía para pensar en una aplicación real.
Sin embargo, hay que destacar el interés que ha suscitado en el ámbito científico el concepto de las celdas de desalinización microbiana (en inglés, Microbial Deslination Cells), inicialmente propuesto por Cao et al. en 2009 [5], y que supone la hibridación de celdas microbianas de combustibles con electromembranas. Esta tecnología permite la obtención de agua empleando la energía contenida en efluentes con contenido de materia orgánica (por ejemplo, aguas residuales), y es objeto de investigación y desarrollo en los últimos 10 años.
Estudio AEAS-AGA 2020: el precio medio del agua para uso doméstico en España es de 1,90 €/m³.
- El Estudio Nacional constata que los servicios urbanos del agua pueden ser palanca de recuperación dentro de la estrategia europea de salida de la crisis del COVID-19. En ese sentido, el sector ha realizado una serie de propuestas para materializar los Fondos Europeos en proyectos concretos del ciclo urbano del agua, que suman un total de 13.776 M€.
- Muchas de las entidades y operadores, públicos o privados, tienen capacidad y solvencia para afrontar proyectos de corto, medio y largo plazo, incluyendo aquellos que requieren de complejos modelos de alianzas públicas y privadas.
- La creciente preocupación por el cambio climático se refleja en la aplicación de diferentes técnicas implementadas por los servicios de agua urbana para minimizar la huella de carbono. El 69% de los operadores cuenta con dispositivos de aprovechamiento energético, el 69% calcula su huella de carbono y el 67% dispone de un plan de mitigación.
- La Estrategia de Economía Circular impulsada por la UE tiene una aplicación directa en los operadores de abastecimiento y saneamiento. Tres ejes: energía, lodos y agua reutilizada.
- El consumo medio del agua en los hogares ha disminuido hasta 128 litros/habitante/día.
- Actualmente, el precio medio para uso doméstico es de 1,90 €/m³. La factura del agua supone el 0,90% del presupuesto familiar y se sitúa muy por debajo del 3% marcado por la ONU, para abastecimiento, como cifra límite de asequibilidad del Derecho Humano al Agua.
- El 35% de la población es abastecida por entidades públicas, el 33% por empresas privadas, el 22% por empresas mixtas y el 10% restante por servicios municipales.
- La práctica totalidad de los operadores de los servicios de agua cuenta con mecanismos de acción social, para asegurar la asequibilidad y cumplir el Derecho Humano al Agua.
- La inversión realizada, pero también la prevista, continúa siendo insuficiente. Las tarifas siguen sin cubrir los costes y en muchos sistemas sólo alcanzan a soportar los gastos operativos. Se está comprometiendo la calidad de los servicios de las futuras generaciones.
- Los servicios de agua están altamente tecnificados y apuestan por la innovación. El Estudio indica que el consumidor está satisfecho y percibe que el agua de grifo es de calidad.
El presidente de la Asociación Española de Abastecimientos de Agua y Saneamiento (AEAS), Fernando Morcillo, y el presidente institucional de la Asociación Española de Empresas Gestoras de los Servicios de Agua Urbana (AGA), Manuel Marchena, han presentado hoy los resultados del XVI Estudio Nacional de Suministro de Agua Potable y Saneamiento en España 2020 (AEAS-AGA).
Tal y como corroboran los datos y conclusiones del Estudio, el sector urbano del agua puede ser pieza clave dentro de la estrategia europea de salida de la crisis del COVID-19, basada en fomentar la economía circular, la transición ecológica, la digitalización y las nuevas tecnologías adaptadas, en lo que se ha venido a denominar el Green-Deal (Pacto Verde) europeo.
El sureste busca 28 millones para desalar agua solo con renovables
El consejero regional de Transición Ecológica sostiene que el proyecto encaja en los fondos que dará la UE.
Es una propuesta ambiciosa, pero madura, redactada y que cuenta ya con las autorizaciones administrativas. La Mancomunidad del Sureste, formada por Agüimes, Ingenio y Santa Lucía, quiere producir agua desalada solo a partir de energías renovables y para ese objetivo necesita de algo más de 28 millones de euros. El consejero de Transición Ecológica del Gobierno de Canarias, José Antonio Valbuena, que este martes acudió a Agüimes a reunirse con los alcaldes y el gerente de la mancomunidad, Rafael Sánchez, sostiene que encaja «perfectamente» en el tipo de proyectos que aspira a financiar la UE para la reactivación de la economía y lo ve replicable a otros puntos de Canarias.
El regidor agüimense, Óscar Hernández, que estrenó su nuevo turno como presidente anual de este órgano mancomunado, explicó que el presupuesto del proyecto asciende a 28,3 millones y que contempla instalar un mix de renovables para abastecer de energía 100% limpia a la Estación Desaladora de Agua de Mar (EDAM) del sureste. Ahora mismo su suministro energético es 100% fósil.
El grueso de la inversión, 16,8 millones de euros, se destinaría a la puesta en funcionamiento de tres aerogeneradores con capacidad de 12 megavatios. El resto del desglose incluye 1,6 millones para un sistema de producción complementario de biogás; 1,2 millones para un sistema completo de grupos de apoyo alimentados por biodiésel; 1,2 millones para la instalación de una red de interconexión; y 7,5 millones para infraestructuras complementarias de obra civil, como depósitos o edificaciones. La producción conjunta de este mix de sistemas energéticos alcanzaría los 50 megavatios anuales. Por los cálculos del regidor, podría estar en marcha en tres años.
Además de este proyecto, Hernández anunció también la intención de la mancomunidad de aumentar casi un 20% la capacidad de producción diaria actual de la desaladora. La idea es que pase de los 30.000 o 33.000 metros cúbicos al día a 40.000, lo que garantizaría no solo el suministro de la comarca, sino también a San Bartolomé y a Telde. Con todo, subrayó que la producción actual es elevada. Viene a ser al año 12 hectómetros cúbicos, el equivalente a la capacidad total de almacenamiento de la presa de Soria. También se pretende cerrar el ciclo del agua. Ahora se depuran 18.000 metros cúbicos/día y se reutilizan 6.000 en jardinería y agricultura, pero se aspira a subirlo a 10.000.
De no conseguirse los fondos europeos, el presidente no ve peligrar la financiación, dado el compromiso con el proyecto de Gobierno, cabildo y los tres municipios.
«Todas las instalaciones de las administraciones públicas de Canarias tendrán que dotarse de equipos de producción eléctrica de fuentes renovables, que garanticen como mínimo la respuesta a sus demandas energéticas ordinarias, antes del 2030». Y otro ejemplo. «Las administraciones públicas canarias deberán sustituir las instalaciones actuales de distribución de energía térmica por aquellas que utilicen fuentes de energía primaria de origen renovable o energía residual antes del 2030». A pie de página recogemos los 10 artículos que contiene la sección de Energías Renovables del Capítulo IV, de Políticas Energéticas, de este anteproyecto.
Anteproyecto de ley canaria de Cambio Climático y Transición Energética
La ley presta además especial atención al agua
La administración -propone- deberá «fomentar que las instalaciones de depuración y de producción industrial de agua mediante la desalinización de agua de mar o de agua salobre sean lo más eficiente posibles y en especial estén abastecidos ya sea de manera directa o indirecta por energías de origen renovable. Así mismo establecer en la planificación hidráulica sinergias y economías de escala de las infraestructuras hidráulicas de desalinización».
Y, en otro lugar, las medidas que se adopten en materia de industria y comercio deben ir encaminadas a «el fomento de la investigación en nuevos sistemas integrados y estables destinados a la producción industrial de agua, basados en un ciclo integral del agua con un consumo final cien por cien renovable y residuo cero».
Aumento de la producción diaria de agua desalada, incremento de la calidad de ese recurso (que usará el consumidor doméstico y el sector agrícola) y mejora de la eficiencia de la instalación. Esos son los objetivos que persigue la inversión que ha ejecutado el Cabildo Insular de Gran Canaria en la Desaladora de Arucas-Moya, instalación (inaugurada en 1995) donde ha invertido un millon de euros (en mejoras tecnológicas de la desaladora propiamente dicha y en una instalación solar fotovoltaica para autoconsumo). ¿Objetivo? Aumentar en un 40% su eficiencia.
En la imagen, el presidente del Cabildo, Antonio Morales, y otras autoridades locales.
El proyecto de mejora de la Desaladora de Arucas-Moya tiene un presupuesto de 590.000 euros, mientras que la puesta en marcha de la instalación solar fotovoltaica ha demandado una inversión de 466.000 euros, «un esfuerzo económico necesario -asegura el Cabildo- para mantener el abastecimiento en el norte de la isla, donde las tres desaladoras -Moya-Arucas, Roque Prieto y Bocabarranco-, han tenido que funcionar al cien por cien durante los dos últimos años debido a la sequía» (el Cabildo tiene ya en marcha además la ampliación de Roque Prieto, por diez millones de euros).
En la Desaladora de Arucas-Moya, el Cabildo ha reemplazado las membranas de uno de sus dos módulos por otras «más eficaces y de bajo consumo». Según el ente insular, la sustitución de estas membranas hará además «innecesario el uso del bastidor de refino, lo que se traduce en otro recorte del gasto energético, que se suma al que aportará el rediseño del sistema de alta presión». Tras la obra, la Desaladora -explican desde el Cabildo- incrementará su eficiencia en un 40% y recuperará su volumen de producción de 15.000 metros cúbicos diarios (la mitad, para abasto, y la mitad, para agricultura).
Más allá de los aspectos cuantitativos, el Cabildo destaca «los cualitativos, pues la planta pondrá a disposición de la agricultura aguas de mayor calidad, con menor salinidad y un porcentaje de boro también inferior». Así, esta desaladora contribuirá a elevar la cifra top de 11 millones de metros cúbicos de agua que alcanzarán este año las desaladoras del Cabildo grancanario para afrontar la escasez de lluvias.
La segunda gran actuación
En cuanto a la instalación solar fotovoltaica para autoconsumo, ocupa 2.250 metros cuadrados de un depósito regulador (de modo que aprovecha una superficie que no tenía otro uso) y está integrada por 860 paneles solares. El Cabildo estima que la electricidad que generen equivale a la que produciría la combustión de 75 toneladas de petróleo al año, por lo que evitará la emisión de 371 toneladas de CO2 a la atmósfera. El Gobierno insular, que ha invertido en esta obra 466.000 euros, estima que su nueva instalación solar FV, que cuenta con una potencia de 260 kilovatios, generará unos 450.000 kilovatios hora anuales y ahorrará 50.000 euros en la factura cada año.
Tras la planta fotovoltaica ejecutada en la Desaladora de Bocabarranco, esta es la segunda gran actuación que culmina el Cabildo dentro del Plan Renovagua, dotado con 18 millones, y cuyo objetivo es instalar 10 megavatios de potencia en las centrales del Consejo Insular de Aguas. Se trata -informa el Cabildo- de 36 acciones (incluidos cuatro aerogeneradores), «para dejar de importar 4.700 toneladas de petróleo, de emitir 17.500 toneladas de dióxido de carbono, y ahorrar 2 millones de euros al año en la senda hacia la ecoisla de la mano de sus grandes aliados, sol y el viento de Gran Canaria».
Será pionera en España y su construcción supondrá invertir 24 millones de euros y podría contar con financiación de la UE.
Instalaciones del Canal de Isabel II – CANAL DE ISABEL II.
La Comunidad de Madrid tiene previsto c onstruir una planta de generación de hidrógeno verde que se nutra de agua regenerada, una circunstancia que la convertirá en pionera en España «y tal vez también a nivel internacional».
La planta se realizará a través de la empresa pública canal de Isabel II, y supondrá una inversión de 24 millones de euros. El gobierno regional tiene previsto presentar ante el Gobierno Central, «en el marco de los fondos europeos Next Generation, este proyecto, ambicioso y transformador».
Será la primera instalación de este tipo en nuestro país que utilice agua regenerada como fuente de generación de hidrógeno, ya que normalmente lo que usan es agua potable o procedente de embalses. Con esta planta se obtendrá «toda la energía necesaria para su funcionamiento de fuentes renovables, producidas en la propia instalación mediante energía eléctrica fotovoltaica y biogás».
Además, «el oxígeno producido durante este proceso, permitirá también mejorar el rendimiento de la depuración de las aguas residuales tratadas en la planta». Este proyecto no se demorará en el tiempo: de hecho, ya se están licitando actuaciones concretas para su puesta en marcha, como la instalación de una planta fotovoltaica para disponer de suficiente energía renovable.
- Los resultados obtenidos en el marco del proyecto, liderado por ACCIONA, han demostrado un aumento en la conversión global del sistema, una reducción del volumen de los efluentes de lavado, así como la reducción del ensuciamiento biológico en las membranas de ósmosis gracias a los avances introducidos en el pretratamiento.
ACCIONA, junto a sus socios AQUASTILL y WE&B, ha celebrado el pasado de 2 de diciembre el evento final del proyecto europeo LIFE DREAMER, un encuentro celebrado de manera virtual en el que se han presentado los principales resultados del proyecto.
El principal objetivo del proyecto LIFE DREAMER, coordinado por ACCIONA, es el desarrollo y demostración de un concepto de desalinización altamente eficiente en el uso de recursos que permita un aumento en la conversión del proceso de desalinización por ósmosis inversa, un menor consumo de energía y de productos químicos, y la recuperación de recursos presentes en el agua de mar.
En el proyecto participan otras dos entidades de ámbito internacional: AQUASTILL, empresa líder en el campo de la destilación por membranas, y WE&B, empresa de consultoría centrada en los aspectos económicos y sociales de los sectores hídrico y medioambiental.
La solución tecnológica propuesta por el consorcio LIFE DREAMER consiste en la integración de diferentes tecnologías, entre las que se encuentra un pre-tratamiento basado en un sistema de filtración granular con capacidad de adsorción de fósforo; un sistema de filtración-decantación para el tratamiento de los efluentes de limpieza del pre-tratamiento con alta carga en sólidos; un sistema de oxidación avanzada que trata las corrientes de limpieza de la ósmosis inversa que presentan carga orgánica; y un sistema de tratamiento de salmuera, mediante nanofiltración y destilación por membranas.
La planta piloto demostrativa, diseñada y construida en la primera fase del proyecto y situada en las instalaciones de la planta desalinizadora de agua de mar (IDAM) de San Pedro del Pinatar-II (Murcia, España), trata un caudal de agua de mar de hasta 10m3/h con la misma agua de captación que la IDAM, lo que asegura la representatividad de los resultados, y facilita su posterior escalado y transferencia.
Resultados del proyecto LIFE DREAMER
Los principales resultados obtenidos tras más de tres años de desarrollo demuestran la viabilidad del concepto planteado, así como los beneficios ambientales asociados. En particular, se ha comprobado un aumento en la conversión global del sistema de hasta un 35% adicional respecto al sistema convencional, una reducción del volumen de los efluentes de lavado del pre-tratamiento del 99%, así como la reducción del ensuciamiento biológico en las membranas de ósmosis gracias a los avances introducidos en el pretratamiento.
El proyecto alinea así el proceso de desalinización con el concepto de Economía Circular, considerando el agua de mar como una fuente de recursos y contribuyendo al cumplimiento del Objetivo de Desarrollo Sostenible 6 “Garantizar la disponibilidad de agua y su gestión sostenible y el saneamiento para todos”, en línea con el compromiso de ACCIONA por la sostenibilidad y el cuidado del medio ambiente.
El proyecto LIFE DREAMER cuenta con un presupuesto superior a 1,5 millones de euros y está cofinanciado por la Comisión Europea a través del Programa LIFE (LIFE 16 ENV / ES / 000223). Se agradece el apoyo de la Mancomunidad de los Canales del Taibilla (MCT), organismo Autónomo dependiente de la Secretaría de Estado de Medio Ambiente del Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico, propietario de la IDAM de San Pedro del Pinatar-II.
Otras iniciativas en materia de economía circular
Durante el evento celebrado el pasado 2 de diciembre, se presentaron, asimismo, otros proyectos de temática similar al proyecto LIFE DREAMER, relacionados con la economía circular en el ámbito del tratamiento de agua con el fin de consolidar y establecer sinergias entre ellos: el proyecto LIFE NEWEST, el proyecto SALT-MINE y el proyecto Sea4Value.
Más información sobre el proyecto LIFE DREAMER aquí.