Una ambiciosa tecnología avanzada de tratamiento de agua, planificada para Arabia Saudita, podría abrir un nuevo capítulo para la desalinización sostenible. El proceso, que utiliza energía solar concentrada (CSP, por sus siglas en inglés), se destacó en el último seminario web de la Water Action Platform, que tuvo lugar el 23 de septiembre de 2021.
Durante el evento también se presentó una tecnología de reactor de biopelícula aireada por membrana (MABR, por sus siglas en inglés) que podría impulsar la descentralización de las instalaciones de agua, se destacó un nuevo método para medir el trifosfato de adenosina en el agua y se discutió, con ejemplos, cómo el poder del deporte podría utilizarse para aumentar el involucramiento y compromiso de partes interesadas con los retos actuales del agua.
Organizada por Piers Clark, director ejecutivo de la consultora global de tecnología y negocios, Isle, la iniciativa de la Water Action Platform reúne a las compañías de agua y los municipios para compartir conocimientos e innovación en todo el mundo, con actividades como los seminarios web mensuales.
Desalinización sostenible
La mayoría de las formas de desalinización consumen mucha energía, lo que significa que se puede acentuar el cambio climático si no se utilizan fuentes de energía renovables para la producción de agua dulce. En un cambio muy bien recibido, la empresa de Arabia Saudita, NEOM, planifica construir una planta de desalinización verdaderamente ecológica.
“Un elemento clave para nosotros es la sostenibilidad y la incorporación del enfoque de la economía circular: ir más allá del cero neto para producir beneficios ambientales, económicos y sociales. Por lo tanto, la desalinización debe centrarse no solo en el agua, sino también en la salmuera que se genera durante el proceso. Vemos esta salmuera como un recurso que se puede utilizar ”, explicó Gavin van Tonder, director de la división del sector del agua de NEOM.
El innovador proceso de NEOM utiliza energía solar concentrada (CSP) para calentar una estructura de acero abovedada que hierve el agua de mar para evaporarla y condensarla como agua dulce. El residuo de salmuera se acumula en la base de la bóveda y luego se extrae y se puede vender comercialmente. Los planes de viabilidad ya están completos y la empresa prevé que se establecerá una nueva planta de desalinización, utilizando la tecnología CSP, en los próximos 24 meses.
Tratamiento descentralizado
El webinar también contó con una tecnología MABR revolucionaria que podría hacer que el tratamiento de aguas residuales descentralizado sea más fácil de realizar en la práctica. La revolucionaria tecnología de Fluence, líder del mercado, utiliza aireación pasiva y es altamente eficiente en la eliminación de nutrientes biológicos, proporcionando una alternativa energéticamente eficiente que ofrece efluentes de alta calidad.
La compañía estadounidense cree que esta tecnología podría allanar el camino para alternativas más flexibles y sostenibles a las grandes plantas de tratamiento que requieren una importante infraestructura de suministro y entrega.
“Creemos que el futuro de la gestión de aguas residuales radica en instalaciones descentralizadas, que ahorran en el gasto de capital inicial y reducen el tiempo, la energía, la operación y los esfuerzos de mantenimiento”, aseguró Gilad Yogev, gerente de productos de Fluence. «El proceso único de MABR proporciona una eliminación de nutrientes biológicos altamente eficiente, lo que resulta en ahorros operativos y con menos impacto que permiten que el tratamiento descentralizado sea más factible».
La desalinización es la respuesta a la seguridad hídrica a largo plazo, pero conlleva retos como el consumo energético. La buena noticia es que los científicos están desarrollando algunas soluciones viables.
Las bacterias electroactivas desalan y esterilizan el agua haciéndola apta y segura. (Foto: FCC AQUALIA SA).
La primera desaladora de Europa se construyó en España hace casi medio siglo. Desde entonces, han surgido instalaciones en regiones con escasez de agua en toda Europa. Hace solo unos años, los residentes de la pequeña isla griega de Ikaria finalmente tuvieron acceso a una fuente abundante de agua potable limpia, todo gracias a una nueva planta desalinizadora.
La creciente importancia de la desalación del agua es innegable. Una vez que solo fue un problema en el sur de Europa, los países del norte como los Países Bajos y Bélgica ahora también están invirtiendo en tecnología de desalinización.
Durante muchos años, el método más común de desalinización ha sido la ósmosis inversa (RO). Pero los sistemas de desalinización por ósmosis inversa requieren conexión a la red eléctrica. Esto no solo requiere de gran cantidad de energía, sino que a menudo es inaccesible en regiones aisladas. Es por eso que los sistemas de desalinización sostenibles fuera de la red alimentados con energía renovable son esenciales.
«Esta tecnología ofrece nuevas opciones para proporcionar agua limpia y tratamiento de aguas residuales a lugares pequeños y aislados sin electricidad». Frank Rogalla, coordinador del proyecto, director de innovación y tecnología de Aqualia.
Las celdas de desalinización microbiana (MDC) como solución. Con la tecnología revolucionaria desarrollada en el proyecto MIDES, se aplica un proceso sostenible de baja energía para producir agua potable segura a partir del agua de mar. Significa que las bacterias electroactivas desalinizan y esterilizan el agua, haciéndola adecuada y segura. «Esta tecnología ofrece nuevas opciones para proporcionar agua limpia y tratamiento de aguas residuales a lugares pequeños y aislados sin electricidad», dijo Frank Rogalla, director de innovación y tecnología de Aqualia y miembro del equipo del proyecto.
Ahora, con esta innovadora tecnología MDC, la desalinización se está convirtiendo en una solución viable de bajo coste para los recursos hídricos en muchas áreas del mundo y está poniendo fin a la escasez de agua. Rogalla comentó que ya están en funcionamiento dos prototipos (en Denia y Tenerife en España) para optimizar los resultados y detectar las oportunidades de mejora en el rendimiento y la rentabilidad. Y yendo un paso más allá, las aguas residuales tratadas se pueden reutilizar en riego y agricultura, lo que reducirá la presión de los recursos actuales.
«Aprovechar el poder de las olas del océano con una tecnología que puede producir agua dulce para muchos de los 2.100 millones de personas que luchan en todo el mundo por acceder a agua potable segura es la respuesta». Olivier Ceberio, coordinador del proyecto y director de operaciones de Resolute Marine.
¿De qué otra manera pueden los países en desarrollo y las localidades insulares aisladas obtener acceso a sistemas de desalinización de agua dulce fuera de la red? Otra respuesta está en el mar. Las islas y las regiones costeras tienen acceso a una increíble fuente de energía gratuita: las olas. «Aprovechar el poder de las olas del océano con una tecnología que puede producir agua dulce para muchas de las 2.100 millones de personas que luchan en todo el mundo por acceder a agua potable es la respuesta», dijo Olivier Ceberio, director de operaciones de Resolute Marine y miembro del equipo del proyecto.
«Esta tecnología ofrece energía gratuita a partir de una fuente de energía renovable constante e inagotable: las olas del océano». Olivier Ceberio, coordinador del proyecto y director de operaciones de Resolute Marine.
Como parte de W20, Ceberio y sus colegas desarrollaron una solución innovadora fuera de la red, el primer sistema de desalinización impulsado por olas del mundo (llamado Wave2O ™), que se puede implementar rápidamente, operar completamente fuera de la red y suministrar grandes cantidades de agua dulce en un costo competitivo. Aquí no hay trampa. «Esta tecnología ofrece energía gratuita a partir de una fuente de energía renovable constante e inagotable: las olas del océano», dijo Ceberio.
La magia proviene de un convertidor de energía de las olas (WEC) unido al fondo del lecho marino que se mueve hacia adelante y hacia atrás con las olas. La energía extraída se utiliza para presurizar el agua de mar que se envía a la costa para impulsar directamente un sistema de ósmosis inversa. Las olas del océano por sí solas producen agua dulce sin requerir ninguna fuente adicional de energía, como la electricidad.
La producción diaria de agua puede cubrir las necesidades de unas 40.000 personas. Esta es una buena noticia para las naciones insulares y las comunidades costeras. Otro beneficio es convertir la energía en electricidad. «Si bien no usamos electricidad en nuestro proceso de fabricación, podemos desviar algo de energía del agua de mar presurizada para cogenerar electricidad para alimentar nuestros propios subsistemas y bombear agua dulce donde se necesita y proporcionar agua y energía a nuestros clientes», dijo Ceberio.
El equipo está probando actualmente una versión a escala reducida de Wave2O en sus instalaciones en Hingham, MA en los Estados Unidos. Si tienen éxito, pasarán a un primer despliegue oceánico de un Wave2O de escala reducida en PLOCAN, una instalación de prueba en las Islas Canarias, seguido de un segundo despliegue en un piloto comercial en Cabo Verde.
Tomemos a Cabo Verde, por ejemplo. Este grupo de islas frente a la costa occidental del norte de África sufre una grave escasez de agua. Depende de los sistemas de desalinización diesel-eléctricos para obtener el 85% de su suministro de agua y tiene uno de los costes de agua más altos del mundo. Es aquí donde esta tecnología innovadora puede producir agua a un tercio del costo y brindar acceso a una fuente de agua limpia y confiable.
La escasez persistente de agua puede convertirse en una cosa del pasado en los países en desarrollo, las comunidades remotas y las naciones insulares con soluciones viables fuera de la red que pueden traerles agua dulce.
La primera planta desaladora alimentada exclusivamente con energía fotovoltaica de Cabo Verde, pionera en la Macaronesia, abastece de agua potable a la población de Ribeira Dom João de manera autosuficiente y sostenible, fruto de la colaboración de Canarias con el archipiélago africano en el proyecto DESAL+
La instalación de desalación autónoma ubicada en la isla de Maio es un proyecto demostrativo y de transferencia de tecnología desarrollado por el Instituto Tecnológico de Canarias en cooperación con la Cámara de Maio y la empresa local Aguas y Energía de Maio, en cuya ejecución han intervenido empresas instaladoras canarias
La planta desaladora por ósmosis inversa ubicada en la localidad de Ribeira Dom João, en la isla caboverdiana de Maio, provee de agua desalada a una población de apenas 200 habitantes para uso cotidiano y agrícola, aproximadamente unos 400 m3/mes. Desde el pasado mes de junio opera con energía solar de forma autónoma, dando respuesta al problema de aislamiento (sin conexión a red) que obligaba al uso de combustibles fósiles para su funcionamiento.
El Instituto Tecnológico de Canarias (ITC) ha aplicado su conocimiento y desarrollos tecnológicos avanzados en desalación autónoma con renovables en esta instalación demostrativa en Cabo Verde que sirve como piloto para otros territorios de la Macaronesia con necesidades similares. Esta iniciativa ha sido posible gracias al acuerdo de colaboración firmado entre el ITC, la Cámara Municipal de Maio, la Agencia Nacional de Agua y Saneamiento y la Universidad de Cabo Verde, en el marco del proyecto europeo de cooperación DESAL+, cofinanciado a través del Programa Interreg MAC 2014-2020.
La planta actual tiene capacidad para operar de forma autónoma, con uso exclusivo de energía solar, durante más de 7 horas al día, en sustitución del generador diésel que venía utilizándose hasta ahora. En términos económicos, según los escenarios analizados -capacidad de producción de 120 m3/día y consumo de energía de 2,4 kWh/m3-, la instalación alcanza una reducción de más de 70.000 ECV (Escudos caboverdianos) al mes. El coste de producción actual es de 180-200 ECV/m3 (1,6-1,8 euros/m3), frente a los 280-300 ECV/m3 (2,5-2,75 euros/m3) con generador diésel.
El pasado 13 de junio, con motivo de la puesta en marcha de la desaladora 100% renovable en Ribeira Dom João, la embajadora de España en Cabo Verde, Dolores Ríos Peset, visitó la instalación junto a una delegación de Embajadas de la Unión Europea, acompañados por autoridades caboverdianas.
Instalación solar fotovoltaica en planta desaladora RDJ
El proyecto de aplicación de energías renovables aislado de red para la desaladora de Ribeira Dom João arranca en 2019 con el diseño y dimensionado del sistema por parte del equipo técnico del ITC y continúa en 2020 con los trabajos adjudicados -mediante licitación- a dos empresas canarias, concretamente a Domingo Ponce García, para la optimización del consumo energético de la planta; y a Grupo Element Las Palmas, para la ejecución del sistema fotovoltaico (33,6 kWp) basado en la tecnología DESSOL® patentada por el ITC.
El sistema de “desalación 100% solar” instalado en Ribeira Dom João, el primero de Cabo Verde y precursor en la Macaronesia en el suministro de agua desalada en condiciones reales, permitirá garantizar el abastecimiento de agua potable a la población sin estar condicionada a la existencia de combustible, además de abaratar el coste de producción del agua, aliciente para el desarrollo de la agricultura local.
La empresa pública interviene en el seminario virtual “Bioenergía para el Desarrollo Sostenible” junto con expertos europeos y americanos.
Canal de Isabel II participa hoy en el seminario virtual “Bioenergía para el Desarrollo Sostenible”, organizado por el Departamento de Asuntos Sociales y Económicos de Naciones Unidas. Este encuentro busca facilitar un espacio virtual para el intercambio y la divulgación de conocimiento y experiencias en relación con los sistemas de bioenergía sostenibles y su papel a la hora de alcanzar un mundo más sostenible.
En el encuentro, moderado desde la Agencia Internacional de las Energías Renovables (IRENA), participan expertos de empresas y organismos públicos y de investigación de Estados Unidos, Brasil, Guatemala, Austria y Colombia.
Federico Vallés, coordinador de Energía Eléctrica en Canal de Isabel II, intervendrá en el panel “Intercambio de experiencias en soluciones integradas de agua y energía relacionadas con la bioenergía” para presentar los proyectos punteros que la empresa pública realiza en materia de biogás, dentro de las políticas de economía circular, y contar su experiencia de éxito en el sector como empresa referente a nivel nacional e internacional en materia de gestión del ciclo integral del agua.
Canal de Isabel II incluye dentro de sus compromisos empresariales minimizar el impacto ambiental en todos sus procesos, favoreciendo la economía circular, el uso eficiente de los recursos y de la energía y potenciando la generación renovable. Desde hace más de un siglo, Canal de Isabel II ha venido desarrollando iniciativas para la generación de energía eléctrica a través de procesos sinérgicos con la gestión del agua.
En la actualidad, Canal genera energía eléctrica renovable y de alta eficiencia a través de instalaciones como microturbinas en redes de abastecimiento y en EDAR, cogeneración mediante el tratamiento de lodos, centrales hidroeléctricas, paneles fotovoltaicos o plantas de generación eléctrica a partir de biogás, entre otras instalaciones.
Gracias a todas estas instalaciones, en 2020 Canal consiguió producir el 74 % de su consumo total para la gestión del ciclo integral del agua en la Comunidad de Madrid, y evitó así la emisión de más de 26.000 toneladas de CO2. El objetivo que persigue la empresa pública, dependiente de la Consejería de Medio Ambiente, Ordenación del Territorio y Sostenibilidad de la Comunidad de Madrid, es alcanzar antes del año 2030 el autoabastecimiento total de energía eléctrica generada a partir de fuentes de energía limpias y renovables.
Canal es una empresa reconocida internacionalmente por su excelencia en la gestión de los recursos hídricos, y contribuye con su excelencia a posicionar a la Comunidad de Madrid como líder en materia de sostenibilidad, innovación y digitalización en la gestión de este recurso natural.
Un mix de energías renovables que aprovecha lo mejor de cada una para optimizar el consumo de las depuradoras de agua. Se trata del proyecto Renewat: agua, energía e innovación al servicio del ahorro y del planeta.
El avance en el tratamiento de las aguas residuales ha sido fundamental por muchas razones: con su reaprovechamiento se evitan posibles problemas de contaminación y, además, son una fuente inestimable para el riego en zonas de cultivo. Por eso, las EDAR o estaciones depuradoras de aguas residuales son clave en los proyectos de protección del medioambiente.
¿Pero qué pasaría si a los beneficios de la depuración del agua le añadiéramos los de las energías renovables? Justamente ese es el planteamiento de Renewat, un proyecto por el que está apostando ACCIONA y que es pionero en España. Renewat integra fuentes renovables como la eólica o la solar en el proceso de la depuración para conseguir un ahorro del consumo y una disminución de las emisiones de CO₂ a la atmósfera. Un ambicioso trabajo en donde la colaboración entre distintos métodos energéticos es la clave y que ya está dando sus frutos. Vamos a ver en qué consiste.
“Renewat, una alternativa para hacer las depuradoras más sostenibles”
Renewat, un mix de energías renovables para depurar el agua
Uno de los hándicaps que en ocasiones presenta la depuración de las aguas residuales es que resulta muy costosa, tanto económica como energéticamente. El proyecto Renewat nace para paliar ese punto débil mediante el uso de energías renovables. ¿Cómo?
Primero, integrando paneles fotovoltaicos de menor escala y aerogeneradores de pequeña potencia en el proceso de trabajo de las depuradoras capaces de generar energía para utilizarla directamente, y permitiendo aislar procesos gracias al almacenamiento de esta. Y segundo, desarrollando un sistema inteligente que administre la producción de energía renovable y las necesidades del consumo de la planta de la forma más óptima en sus diferentes fases del proceso.
Con este sofisticado entramado de gestión de agua y energía, el objetivo de Renewat es reducir el consumo energético de las EDAR, reducir la huella de carbono, y el coste por metro cúbico de agua tratada para acercarlo al coste del agua potable.
Por ahora, el proyecto piloto está localizado en la planta de tratamiento de Archena, en Murcia, pero esta tecnología será aplicable a prácticamente todas las plantas de tratamiento de aguas residuales.
Hagamos números
En la Unión Europea existen alrededor de 16.000 plantas de tratamiento de aguas residuales que consumen 10.000 GWh/año de electricidad de la red. En términos de emisiones de CO₂ todas estas EDAR suponen unas 27.120.000 toneladas de CO2 al año vertidas a la atmósfera.
Sin embargo, con la integración de las energías renovables proyectadas en Renewat, las cifras se vuelven mucho más tranquilizadoras, ya que cada depuradora sería capaz de generar de forma limpia alrededor de 143.000 kWh/año, más o menos lo mismo que consumen 40 hogares españoles cada año, y dejar de emitir 110 toneladas de CO₂ anualmente. Esta disminución del 30% en el consumo de electricidad de la red conlleva, además, la reducción de hasta el 24% en el coste del agua tratada (de 0,4 € / m³ a 0,3 €/m³).
Con estos resultados, la implantación de Renewat se convierte en una muy buena alternativa para hacer que el trabajo de las depuradoras sea mucho más sostenible.
Cien por cien fotovoltaica. La Dirección General de Aguas de la Consejería de Transición Ecológica (Gobierno de Canarias) ha proyectado en la isla de Fuerteventura una estación desaladora que se alimentará al 100% de energías renovables, más concretamente de energía solar fotovoltaica. Este sistema, cuyos estudios han sido financiados por este Departamento regional, pretende optimizar el proceso de desalación de agua de mar y, al mismo tiempo, minimizar costes.
Los directores generales de Agua y Medio Ambiente del Gobierno de Canarias, Víctor Navarro y José Domingo Fernández, respectivamente, han presentado esta iniciativa al Cabildo de Fuerteventura con el objetivo de implantar este sistema en la Granja Experimental de Pozo Negro, lo cual permitiría el bombeo de agua desalada hasta la zona alta del municipio de Antigua y el posterior riego por gravedad de toda la zona. Según el director general de Agua, Víctor Navarro, “los impactos positivos directos de este tipo de plantas son la garantía de agua para el sector agrícola sin dependencia del régimen de lluvias, no agotar los acuíferos y nutrirlos, reducir los costes del agua para el uso agrícola y la permanencia en el tiempo de los costes de este recurso”.
Los resultados operativos y económicos de este sistema –informa el Gobierno de Canarias– son de 684.000 metros cúbicos (m3) de agua desalada cada año con un coste del agua en el depósito de Antigua de 0,47 euros/m3 para una duración de 25 años. El presupuesto total se elevaría a 7.524.346 euros, de los cuales 1.600.000 euros corresponderían a los costes de las tuberías de impulsión.
Las claves del proyecto:
• Un parque fotovoltaico de 1.600 kilovatios de potencia pico;
• cinco módulos de desalación de agua de mar por ósmosis inversa de 1.000 m3/día cada uno;
• un sistema de control que incorpora una batería de 375 kWh;
• dos depósitos auxiliares de 2.000 m3 cada uno;
• bombas y conducción de agua de mar desde la playa hasta la Granja Experimental de Pozo Negro;
• bomba de impulsión de agua desalada; y
• dos depósitos de agua de 35.000 m3 cada uno, a situar en la parte alta del municipio de Antigua.
El nuevo método logra resultados que incrementan la integración de renovables en un 19% y una disminución de las emisiones de CO2 del 20%.
Dos investigadores de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC), junto a otros dos investigadores de la Universidad de Aalborg (Dinamarca), han realizado un trabajo de investigación y publicado un artículo internacional titulado ‘Integración óptima a gran escala de potencia eólica y fotovoltaica en los sistemas energía-agua de islas’.
En este trabajo de investigación se propone un nuevo método para integrar gran cantidad de energías renovables en islas, vinculando la producción de agua con la producción de electricidad. El método propone producir una mayor cantidad de agua potable en momentos en los que haya un exceso de energías renovables, para almacenarla y utilizarla en momentos en los que el recurso renovable sea insuficiente. Así, con este vínculo agua-energía, se plantea, como nueva alternativa a las baterías, trasladar parte del almacenamiento energético al sector del agua, lo cual ofrece gran facilidad de instalación y reduce la dependencia exterior de las herramientas de gestión energética.
El trabajo está firmado por Pedro Cabrera, Profesor Contratado Doctor del Departamento de Ingeniería Mecánica de la ULPGC, y miembro del Group for the Research on Renewable Energy Systems (GRRES); José Antonio Carta, Catedrático del Departamento de Ingeniería Mecánica de la ULPGC y Coordinador del GRRES de la ULPGC; Henrik Lund, Catedrático del Departamento de Planificación de la Universidad de Aalborg (Dinamarca) y Coordinador del Sustainable Energy Planning Research Group (SEPRG); y Jakob Zinck Thellufsen, Profesor del Departamento de Planificación de la Universidad de Aalborg, Dinamarca y miembro del SEPRG.
En el trabajo se evalúan gran cantidad de escenarios alternativos para buscar las capacidades óptimas de: i) almacenamiento de agua, ii) producción de agua, iii) potencia eólica instalada y iv) potencia fotovoltaica instalada en una isla.
Se utilizó, como caso de estudio, la isla de Lanzarote que actualmente tiene una alta dependencia de los combustibles fósiles. Aplicando el método a dicha isla, se logró un incremento de la integración de renovables del 19,46% y una disminución de las emisiones de CO2 del 20,2%.
El método propone el vínculo del sector del agua con el sector de la electricidad y plantea, como novedad, el uso del almacenamiento de agua, el rediseño de las infraestructuras de producción de agua y la gestión de las mismas como recurso energético. De tal manera que se pueda producir agua en exceso y almacenarla cuando existe un exceso de recursos energéticos renovables y utilizarla cuando no existe recurso energético. Así, también abre una nueva línea de trabajo en la que se propone la gestión de la desalación en una isla como elemento integrador de energías renovables.
La investigación se ha desarrollado en el marco del Proyecto E5DES (MAC2/1.1a/309), financiado con fondos FEDER del Programa Interreg MAC. Este proyecto persigue generar soluciones innovadoras para la gestión inteligente y sostenible de los sistemas de desalación e incrementar la I+D+i de excelencia en materia de desalación que se viene desarrollando desde la Plataforma conjunta DESAL+ Living Lab (https://www.desalinationlab.com/proyectoe5des/es/). Asimismo, el trabajo se ha desarrollado conjuntamente con el Sustainable Energy Planning Research Group de la Universidad de Aalborg (Dinamarca). Este es uno de los grupos de investigación más importantes en el ámbito de la planificación energética a nivel mundial.
Este trabajo ha sido publicado en la revista Energy Conversion and Management, una de las revistas científicas internacionales más destacadas y relevantes en los ámbitos de la Energía y de la Mecánica. Según el Journal Citation Report, la revista se encuentra en el primer cuartil (Q1) de varias categorías científicas que categorizan a las distintas revistas. Concretamente, se encuentra situada en la posición 11 (de un total de 112 revistas) en la categoría científica ENERGY&FUELS y en la posición 3 de 136 en la categoría MECHANICS.
Conagrican, la sociedad que engloba la actividad agrícola del Grupo Félix Santiago Melián, ha puesto en marcha un nuevo parque eólico de autoconsumo con 2,3 megawatios de capacidad para su planta desaladora de Roque Prieto. Este proyecto, cuyas obras se iniciaron en enero de 2020 y que se encuentra en servicio desde el pasado febrero, se gestó a través de una financiación verde que contó con la participación de CaixaBank junto a otras entidades financieras. La nueva instalación comprende un aerogenerador que abastece la planta desaladora de Conagrican ubicada en Santa María de Guía, cuya producción se estima en 5.773 megawatios-hora al año, lo que supondrá generar un autoconsumo superior al 65% de la producción.
La puesta en marcha de este parque eólico supone para Conagrican y el grupo empresarial Félix Santiago Melián un nuevo avance en su compromiso con la sostenibilidad, además de avanzar en los retos que imponen los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) que marca la Agenda 2030 de las Naciones Unidas. En términos económicos, la instalación implicará para Conagrican un ahorro anual superior a los 300.000 euros en el recibo de la luz y el excedente generará una previsión de ingresos en torno a los 100.000 euros por la venta de energía en el libre mercado.
La Plataforma Oceánica de Canarias (PLOCAN) participa como socio en el proyecto europeo MUSICA: Multiple-use-of Space for Island Clean Autonomy (Uso Múltiple del Espacio para la Autonomía Limpia de la Isla) para la construcción de una plataforma piloto multiuso (MUP) en el mar que generará electricidad limpia y producirá agua dulce para islas pequeñas y poco pobladas.
La plataforma multiuso (MUP) apoyará también a infraestructuras de acuicultura, configurándose además como una estación de reabastecimiento de energías limpias y agua para yates y barcos.
El proyecto MUSICA, liderado por la Universidad de Cork (UCC), en Irlanda, y con una duración de cinco años, recibirá aproximadamente 9 millones de euros y contará con la participación y colaboración de quince socios de siete países de la Unión Europea.
El principal objetivo de MUSICA es acelerar los planes de negocio y comercialización de la plataforma multiuso, para alcanzar un nivel de madurez tecnológica de TRL7 (demostración del prototipo en un entorno operacional).
El proyecto MUSICA es la continuación del proyecto EWW floating platform, financiado por el programa FP7 y desarrollado por la Universidad del Egeo (UoAeg) y EcoWindWater (EWW), que alcanzó un TRL5.
Para ello, se va a construir e instalar un prototipo de la plataforma multiuso frente a la costa de Innouses, una isla de unos 800 habitantes ubicada en el mar Egeo (Grecia). La plataforma multiuso proporcionará hasta el 60% de la electricidad proveniente de fuentes renovables, y el 100% de agua dulce para cubrir las necesidades de la isla.
La energía se suministrará a través de una combinación de energía eólica, fotovoltaica y undimotriz y, por su parte, la desalación del agua se producirá mediante las energías renovables generadas en la plataforma multiuso.
MUSICA centra sus actividades en islas pequeñas, de hasta dos mil habitantes, con dificultades para instalar energía renovable a gran escala o plantas desaladoras en tierra debido a múltiples barreras como la falta de espacio, la aceptación pública, el impacto visual o la presión del turismo, y donde los costes del agua y la energía se duplican o triplican, y no ofrecen garantías de abastecimiento permanente. MUSICA proporcionará una solución rentable y, al mismo tiempo, independencia y autonomía para estas comunidades.
Además de la instalación del prototipo, el proyecto desarrollará estudios de negocio y de viabilidad comercial en diversas islas europeas, entre las que se encuentra Gran Canaria (España).
En el marco del proyecto MUSICA, PLOCAN va a liderar la coordinación de los ensayos, monitorización, operación y mantenimiento de la plataforma multiuso, que se va a llevar a cabo en la isla griega de Innouses. De esta manera, PLOCAN aprovechará el conocimiento adquirido en la gestión de su plataforma offshore para aplicarlo al proyecto MUSICA. Además, participará en los planes de replicabilidad y estudios de viabilidad de la solución en la isla de Gran Canaria.
Una tecnología capaz de convertir el agua salada en agua dulce a través de la llamada destilación de membrana utilizando energía solar.
La disponibilidad de agua potable ha sido y será siempre un recurso esencial para el desarrollo de la civilización. Históricamente múltiples ciudades y metrópolis se han ubicado cerca de cuerpos de agua, hoy en día en muchos casos se mantiene así. Más de dos tercios del planeta están cubiertos por agua, de los cuales cerca del 96% se ubica en los océanos.
A pesar de que actualmente existe suficiente agua dulce disponible como para cubrir las necesidades de la población, cerca de un 20% de la población tiene un acceso limitado al agua dulce. La escasez del vital recurso en ciertas locaciones, principalmente áreas rurales o islas remotas, representa un importante problema que debe ser abordado.
Si bien plantas de desalinización ya existen en una escala global, el proceso de desalinización demanda grandes cantidades de energía eléctrica, que muchas veces se basa en carbón o combustibles fósiles para proveer la cantidad de electricidad necesaria para evaporar el agua a gran escala. Sin embargo, una solución que está cobrando mayor impulso es el de la desalinización del agua de mar utilizando la energía solar.
Tecnología de Destilación de Membrana
Una tecnología que está siendo actualmente desarrollada por científicos del Instituto Koreano de Ciencia y Tecnología (KIST) ubicado en Seúl, es la de un proceso capaz de convertir el agua salada en agua dulce a través de la llamada destilación de membrana.
Dicha tecnología utiliza la energía térmica del sol para evaporar el agua de mar antes de que pase a través de una membrana hidrofóbica capaz de separar el agua de mar del vapor de agua. Esto se hace utilizando colectores solares que llegan a tener hasta un 85% de eficiencia. Una vez que el vapor de agua se condensa en su forma líquida, es posible obtener agua potable.
La gran ventaja de esta tecnología es que el proceso puede llevarse acabo a bajas temperaturas convirtiéndolo en un proceso mucho más eficiente energéticamente que el proceso llevado a cabo en desalinizadoras convencionales. Además, parte de la contribución también radica en los colectores de multi-capa de titanio y fluoruro de magnesio (MgF2) desarrollados por el equipo del KIST ya que sistemas previos con otros materiales tenían que ser sustancialmente grandes para absorber la cantidad de energía solar necesaria para llevar a cabo el proceso de desalinización. Los colectores son capaces de operar en el rango del espectro solar entre 0.3 y 2.5 μm y pueden calentar el agua a más de 80ºC
Esta tecnología es capaz de producir 4.78 L/m2 litros de agua potable en 10h en un claro día de Septiembre en Seúl, obtenidos de una forma amigable con el ambiente y también de una manera mucho más eficiente. Dicha capacidad de producción es capaz de duplicar el desempeño de colectores solares comercialmente disponibles. Lo mejor de todo es que el nivel de insolación en Seúl es relativamente bajo (alrededor de 3.23 kWh/m2/día), por ende, las locaciones donde la tecnología tendría un mayor impacto tales como islas y zonas áridas (donde la radiación solar es considerablemente mayor), sería a su vez mucho más eficiente.
Fig 1. Esquemático del sistema solar DCMD con Ti/MgF2.
Dos empresas francesas han desarrollado un sistema de desalinización llamado Osmo-Watt que funciona con paneles solares. Afirman que la tecnología puede producir hasta 100 metros cúbicos de agua potable por día.
Una solución solar llamada Osmo-Watt
Las startups francesas Ecosun Innovations y Mascara Nouvelles Technologies especialistas franceses en tratamiento de agua con energía renovable y soluciones solares en contenedores, respectivamente, unen fuerzas para lanzar un innovador producto integrado: OSMO-WATT. Una solución con energía fotovoltaica para desalinizar agua salobre y agua salada. Han descrito su solución como una unidad de producción de agua potable autónoma y móvil para áreas aisladas.
Las dos nuevas empresas han combinado dos de sus productos en un solo contenedor de 20 pies. Osmosun es una solución de desalinización autónoma con energía solar, mientras que Mobil-Watt es un contenedor solar que se puede implementar fácilmente en menos de dos horas.
Las compañías dijeron que el contenedor totalmente equipado se puede desplegar rápidamente en situaciones de desastres naturales, militares o de salud, ya que no requiere ninguna experiencia en ingeniería civil para su instalación. La unidad de ósmosis inversa puede producir hasta 100 metros cúbicos de agua potable por día, lo que equivale a las necesidades básicas de 5.000 personas, en base a los niveles mínimos de consumo recomendados por la Organización Mundial de la Salud de 20 litros por día.
El sistema de energía solar del contenedor ofrece total autonomía de fuentes de energía externas como generadores de energía diesel o electricidad de la red. También puede hibridar fuentes de energía para producir electricidad cuando el sol no brilla.
La Comisión Francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica dijo recientemente que la energía fotovoltaica se convertirá en la forma más rentable de potenciar la desalinización. El estudio encontró que la energía fotovoltaica seguirá siendo la opción más económica hasta 2030.
Producción de agua potable autónoma y móvil para zonas aisladas
OSMO-WATT produce agua potable sostenible en sitios remotos al agrupar en un solo contenedor de 20 pies los beneficios de 2 soluciones ya conocidas:
- OSMOSUN: La solución solar autónoma para la desalación de agua de mar y salobre
- MOBIL-WATT: El contenedor solar que se puede desplegar en menos de 2 horas sin ingeniería civil
El contenedor totalmente equipado permite una implementación extremadamente rápida en situaciones de desastres naturales, militares o sanitarios, para poder producir de 5 a 100 m³ / día de agua potable. Una unidad OSMO-WATT puede cubrir las necesidades básicas de 5.000 personas según el nivel mínimo de consumo recomendado por la OMS de 20 litros por día.
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.
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.
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».