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Desalinización de agua: innovación para garantizar el abastecimiento

El aprovechamiento hídrico es uno de los principales caballos de batalla de productores e instituciones, que deben hacer frente a factores que causan escasez de agua como el cambio climático, la desertificación y el crecimiento de la población. La implantación de plantas desalinizadoras supone, hoy en día, una posibilidad real de valorización de este recurso natural, a partir de agua del mar y salobre. Embarcado en una profunda transición tecnológica, la industria de la desalinización busca soluciones más eficaces y sostenibles para garantizar la demanda de la población, la industria y la comunidad agrícola. Baltasar Peñate, jefe del Departamento de Agua del Instituto Tecnológico de Canarias (ITC), nos habla de los retos y oportunidades que afronta el sector.

El correcto suministro de agua es un factor fundamental para garantizar la salud y el bienestar públicos, mantener la actividad diaria e impulsar la economía de una región. Por ello, la planificación hídrica de una región ha de ser eficaz y hacer frente a los numerosos desafíos que la coyuntura actual le impone. Una de las técnicas más prometedoras en la gobernanza de este recurso básico, y que se afianza gracias a la innovación y la sostenibilidad, es la desalinización de agua, un proceso industrial que consiste en tomar como materia prima una fuente de agua salada de la que se extrae ese contenido en sal. “Se consigue hoy en día con bastante eficiencia, y siempre con el objetivo último de obtener un agua que podamos destinar al consumo de la población o a uso turístico, industrial y agrícola. Es una industria bastante importante en el ámbito nacional, puesto que varias zonas españolas, sobre todo de la costa mediterránea, Canarias y Baleares, no pueden cubrir sus necesidades hídricas con recursos convencionales y acuden a la desalación para tener una alternativa que permita cubrir esa demanda”, enuncia Baltasar Peñate, jefe del Departamento de Agua del Instituto Tecnológico de Canarias (ITC), empresa pública del Gobierno de Canarias adscrita a la Consejería de Economía, Conocimiento y Empleo.

Esta solución es también muy relevante a escala global. En la actualidad, “existe una capacidad de producción de unos 100 millones de metros cúbicos por día en el mundo, de tal manera que muchos gobiernos introducen en su planificación hidrológica la desalación”, asegura el experto. Hay países que están a la vanguardia de la capacidad instalada, como Arabia Saudí, España, Israel, Estados Unidos o Australia, que pueden producir decenas de miles de metros cúbicos al día. Otros, como Marruecos, Sudáfrica o México están empezando a implantar sus primeras desaladoras a gran escala.  “Países en vías de desarrollo están recurriendo a la cooperación internacional para poder cubrir su demanda de agua a través de desalación. Desde el ITC, por ejemplo, transferimos conocimiento a África Occidental, tratando a través de fondos de cooperación internacional o proyectos europeos de introducir la desalación a pequeña escala en zonas aisladas”, asegura.

 Tecnologías imperantes y emergentes

El costo razonable de implantación y explotación ha convertido a la desalación en un medio para afrontar la escasez de agua y equilibrar los consumos esperados. “Dependiendo de qué métodos se utilicen, estos costes son más o menos asumibles por el país. Hoy en día la tecnología más explotada a nivel internacional es la ósmosis inversa”, afirma Peñate, aludiendo a la técnica de filtrado por membrana semipermeable, que está “desbancando totalmente a las tecnologías prioritarias o primarias del siglo pasado, como la destilación”.

Las principales fortalezas de la ósmosis inversa son:

  • Mínimo consumo de energía -con el ahorro de costes que conlleva-.
  • Tecnología extendida -lo que facilita encontrar materiales y suministros en cualquier entorno del planeta-.
  • Infraestructura altamente modular -permite obtener agua desalada con bajo riesgo de roturas y mínima intervención humana-.

Su alta fiabilidad y eficiencia la han convertido en la tecnología más extendida a escala internacional, y por eso muchos de los esfuerzos de los principales centros de investigación están centrados en mejorar este proceso. Desde el ITC nos señalan dos objetivos en los que trabajan en la actualidad desde su Living Lab en desalación: la eficiencia energética y la disminución del ‘ensuciamiento’ de las membranas, que supone un importante problema para la gestión de plantas desaladoras, que se ven obligadas periódicamente a detener la actividad para ejecutar protocolos de limpieza, lo que repercute en los costes de explotación. “También estamos trabajando en proyectos de valorización de salmuera, para obtener subproductos de valor añadido y paliar su impacto en el medio marino”, añade.

La inercia del sector apunta a la consolidación de esta tecnología inversa, aunque también se están testando soluciones híbridas. “Un modificado de las ósmosis tratando de diluir agua de altas concentraciones, o alguna solución basada en membranas pero modificando las electrodiálisis reversibles. Lo cierto es que la lista de emergentes no es muy grande, y muchas se abortan en los primeros ensayos. Pero sí hay algunas soluciones no tan emergentes, con propuestas en el mercado, como la destilación por membrana, ya utilizada a pequeña escala, y vinculada a fuentes de calor. Aunque ha sido conectada desde el inicio con la energía solar, no presenta una ratio de eficiencia elevada y tiene unos costes de implementación bastante altos”, reconoce.

 Usos y desafíos de la industria desaladora

El agua desalada se está introduciendo en casi todo uso que requiere la actividad diaria, desde el recreativo al industrial. “España es el país del mundo que más la utiliza por hectárea regada en agricultura. Eso significa que su potencialidad de aprovechamiento es altísima”, afirma Baltasar Peñate, y añade que los hándicaps de su desarrollo están en la inversión requerida y la materia prima. Los costes de la energía hacen que fluctúen los precios del agua desalada. “La componente pública es importantísima aquí, puesto que hay que garantizar suministro en calidad, cantidad y precio”, asegura.

Los desafíos que afrontan las empresas del sector están claramente alineados con los objetivos que persiguen sus líneas de investigación y desarrollo:

  • Reducir la huella de carbono. “Se trabaja en vías de intentar que el proceso sea más eficiente. Aumentar la conversión, es decir, aumentar la tasa de agua desalada por metro cúbico de agua de mar o salobre que metemos”. En este reto también jugará un papel fundamental la utilización de energías renovables para la explotación de plantas desalinizadoras.
  • Impacto medioambiental. “La desalación genera un vertido que se llama salmuera, y su alta salinidad no tiene una fácil gestión. Hoy en día no es fácil reutilizarla, ni recuperar materiales de ella, aunque es algo que se está investigando”. Hasta el momento, la salmuera se devolvía al mar o a un entorno físico que permitiera absorberla, lo que genera un impacto en el medio en forma de incremento de salinidad o pH, cambio de temperatura o alteración de las condiciones de la biología marina.
  • La economía circular. Se trata de hacer que este proceso sea más sostenible, si cabe, mediante la reducción de materias primas y la reutilización de aquellos subproductos que genera el proceso.

 Con estos objetivos, en el ITC han creado el ecosistema DESAL+ Living Lab para acoger las más recientes investigaciones en materia de desalación. “Ofrecemos un espacio físico abierto a la experimentación, con instalaciones y servicios de aprovisionamiento de agua de mar, vertido de salmuera, desaladoras a pequeña escala, etc., y también un espacio virtual donde poder trabajar desde un enfoque multidisciplinar”, cuenta Peñate. Dentro de esta plataforma, se incluyen las instalaciones de Pozo Izquierdo, en Gran Canaria, “un área experimental compartida con otro tipo de proyectos (de energía renovable, biotecnología, ingeniería mecánica, etc.). En este espacio buscamos desarrollar soluciones y mejoras de la desalación a pequeña escala que puedan ser transferidas al tejido empresarial. Por nuestras instalaciones, en los casi 30 años de vida que tiene el ITC, han pasado del orden de 15 a 20 soluciones diferentes de desalación, haciendo uso en algunas de ellas de fuentes renovables. Hoy en día nos estamos centrando en aquellas mejoras que pueden redundar de forma rápida en la optimización de los procesos”.

En este contexto, destaca un proyecto financiado por el Cabildo de Gran Canaria llamado DESAL+- STARTUPS. “Nos ha permitido financiar la compra de dos soluciones emergentes que podremos testear aquí en nuestras instalaciones de posición. Esta licitación basada en compra pública precomercial nos ha permitido aliarnos con dos fundaciones españolas (Tecnalia y Eurecat), y con ellas vamos a trabajar en los primeros pilotos de dos soluciones emergentes: una basada en la capacitación de desionización capacitiva (CDI en siglas inglesas) y la otra en un híbrido de la ósmosis inversa y esta desionización”, concluye.

Ha colaborado en este artículo…

Baltasar PeñateBaltasar Peñate, Doctor Ingeniero Industrial por la Universidad de Sevilla (2010), desde el año 2000 realiza su actividad profesional como jefe de Departamento de Agua e investigador en el campo del tratamiento de las aguas dentro del Instituto Tecnológico de Canarias (ITC). Su especialidad es la desalación de aguas, en concreto la electrodiálisis, la ósmosis inversa, así como la combinación con energías renovables. Su trayectoria profesional se resume en el liderazgo y coordinación de proyectos y contratos de I+D+i europeos, nacionales y regionales relacionados con la desalación, especialmente haciendo uso de energías renovables.

Comienza su andadura como técnico de proyectos en el área de las tecnologías de tratamiento de aguas. En la coordinación y participación en proyectos de I+D+i ha realizado, entre muchas tareas, la gestión técnico-financiera, coordinación de tareas científicas y participación técnica en proyectos regionales, europeos y de cooperación al desarrollo (V, VI, VII Programas Marco de la Comisión Europea, Horizon 2020, MEDA, INCOMED, DGTREN, INTERREG, AZAHAR, PLAN NACIONAL, etc.) relacionados con el suministro de agua potable (desalación y bombeos) y energía a zonas aisladas haciendo uso de energías renovables; la gestión sostenible del agua, el tratamiento y aprovechamiento productivo de las aguas residuales, y, finalmente, proyectos destinados a la evaluación y protección de la calidad de las aguas.

Cuenta con alta experiencia en la ejecución de proyectos de cooperación internacional: ha participado activamente en tareas de gobernanza, acceso al agua haciendo uso de tecnologías y capacitación y transferencia de conocimiento en numerosos países (Marruecos, Mauritania, Senegal, Cabo Verde, Túnez, Egipto, Jordania, Chile, Perú). Actualmente es coordinador técnico de la Plataforma DESAL+ LIVING LAB.

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