La desalinización frente a sus retos
“Para que nuestros ríos lleguen sanos al mar”
Infraestructura Hídrica
La desalinización es una opción para reducir el estrés hídrico que ha avanzado espectacularmente. Es un proceso que afronta los retos de reducir los costes, evitar la emisión de gases y solucionar los problemas contaminantes de la salmuera, su principal residuo. Puede ser una opción para los países más pobres, siempre que se evalúe su conveniencia, se elimine la brecha tecnológica con las adecuadas alianzas y se adopte la colaboración público-privada como modelo justo y eficaz.
La desalinización es una opción para reducir el estrés hídrico que ha avanzado espectacularmente. En la imagen, una planta de desalinización que se alimenta de energía eólica. © Bill Anderson
La obtención de agua dulce del mar tiene miles de años de historia. En la antigua Grecia, se cree que Tales de Mileto, el “primer filósofo”, hacia 600 a. e. c. ya había experimentado con la evaporación de agua salada y la obtención de agua dulce. Más de tres siglos después, Aristóteles menciona en sus obras los principios físicos por los que el agua al evaporarse pierde la sal, y también observó como la sal podía eliminarse filtrando el agua de mar. En el Renacimiento, Leonardo da Vinci auguraba que las poblaciones costeras podrían autoabastecerse de agua potable desalinizando agua de mar con alambiques instalados en las cocinas de leña de las casas.
Después de diversos inventos en los siglos posteriores, en 1851 se desarrolló en los barcos a vapor un sistema de evaporación-condensación que aprovechaba el calor de las calderas para generar agua potablepara la tripulación en las largas travesías. Diez años más tarde, durante la Guerra de Secesión de EEUU, el ejército de la Unión utilizó, por primera vez en tierra, tres de estas máquinas en las islas de Key West y Dry Tortuga, logrando más de más de 1.000 litros de agua potable al día durante más de seis meses. También el ejército británico usó evaporadores-condensadores en el puerto sudanés de Suakin durante la década de 1880, obteniendo 350 toneladas de agua potable al día.
Estos sistemas eran térmicos, es decir, usaban el calor para evaporar el agua y condensarla, un sistema que perduró a pequeña escala con diversas mejoras hasta que en 1965 se desarrolló la desalinización por ósmosis inversa, la tecnología que actualmente está vigente.
La ósmosis inversa, un mercado emergente
Los sistemas de ósmosis inversa se han ido perfeccionaron notablemente durante los últimos años, al tiempo que ganaban protagonismo a causa de la creciente crisis hídrica en muchas zonas del mundo. ©Frank Vincentz
La ósmosis inversa se basa en hacer pasar el agua de mar por unas membranas que la filtran y atrapan la sal. Hace falta mucha energía para aplicar la presión necesaria para que el agua atraviese las membranas, pero es un sistema mucho más eficiente que el de la destilación térmica, por lo que resulta más rentable. Los sistemas de ósmosis inversa se han ido perfeccionaron notablemente durante los últimos años, al tiempo que ganaban protagonismo a causa de la creciente crisis hídrica en muchas zonas del mundo.
El crecimiento urbano acelerado y el desarrollo del turismo en zonas con estrés hídrico endémico han creado contextos favorables a la adopción de la desalinización. En 2018, habían en el mundo más de 17.000 plantas desalinizadoras, y a nivel mundial se desalan y se reutilizan actualmente más de 200 millones de m³ diarios de agua. Actualmente, Arabia Saudí es el país que encabeza la desalinización: cuatro de cada cinco litros de agua dulce consumida proceden del mar; le siguen Emiratos Árabes Unidos, EEUU, Kuwait, Qatar, Japón y España.
El desarrollo de la desalinización es imparable en países con climatologías secas; en Israel, país que posee la planta desalinizadora mayor del mundo, con una capacidad de tratamiento de agua de 624.000 m³ diarios, se calcula que en 2023 nueve de cada 10 litros de agua consumida provendrá de plantas desalinizadoras.
El 62,3% del agua desalinizada se destina al consumo humano, vía suministro municipal, el 30,2% lo usa la industria, el 4,8% el sector de la energía y el 1,8 % se utiliza para riego agrícola. Como puede verse, son las ciudades las grandes consumidoras de agua desalinizada. Casi todas son costeras o al nivel del mar, por lo que se evita el gasto energético de “subir” el agua desde las plantas.
Durante los últimos años, el cambio climático ha incrementado las expectativas puestas en la desalinización y el sector ha concentrado una gran inversión en I+D+i, disparándose sus previsiones de crecimiento: según un informe de la prospectora The Brainy Insights, se calcula que el mercado mundial de la desalinización de agua crezca de 13.500 millones de USD, en 2021, a 28.830 millones, en 2030, con una tasa de crecimiento anual del 8,8%.
Desalinización para el turismo
En España, potencia turística internacional, en las islas Baleares y en las Canarias, las plantas desalinizadoras juegan un papel estratégico fundamental para la economía. © vitsoft
El turismo es la actividad que más estresa el suministro de agua. Según la Organización Mundial del Turismo (OMT), en los hoteles europeos, cada huésped consume de media en torno a los 394 litros de agua por noche contratada; en Hong Kong, Singapur, Indonesia o Tailandia, la media sube notablemente hasta los 677 litros, mientras que en Barbados llega a alcanzar los 839 litros. Para relativizar estas cifras: un ciudadano europeo medio consume unos 127 litros al día. Es por este motivo que una iniciativa como Hagamos un trato (Let’s Make a Deal) que desarrollamos la temporada previa a la pandemia con Diamond Resorts, muestra un modelo a seguir para disminuir el consumo de agua en los destinos turísticos. En total, se lograron ahorrar 970.000 litros reduciendo tan sólo el lavado de toallas, y 1,02 millones alargando el uso de sábanas.
En España, potencia turística internacional, en las islas Baleares y en las Canarias, las plantas desalinizadoras juegan un papel estratégico fundamental para la economía. En Ibiza, el suministro de agua producida en las plantas desalinizadoras superó por primera vez a la proveniente de los acuíferos en 2019, con una producción de 10,7 hectómetros cúbicos frente a 8,4 de agua subterránea. Ha sido una evolución espectacular, pues en el año 2000 el consumo de agua subterránea era de 10,9 hectómetros cúbicos, mientras que el de agua desalinizada apenas alcanzaba los 3,8.
Este es uno de los puntos fuertes a favor de la desalinización. Además de asegurar el abastecimiento para la industria turística, alivia la presión sobre los acuíferos que son elementos imprescindibles para evitar la degradación del suelo y la biodiversidad en zonas amenazadas por la aridez.
El problema de la energía
Pese a que la desalación puede parecer a primera vista como una solución definitiva a la escasez de agua dulce, presenta problemas que aún hoy no se han solucionado para su aplicación global a gran escala. El primero es su alto consumo energético, el mayor de todas las formas de potabilización de agua, incluyendo la reutilización.
Pese su espectacular reducción desde la década de 1970,el consumo energético delas plantas de desalinización aún hoy sigue siendo muy elevado. Actualmente, el coste de producir agua desalinizada en una desalinizadora de última generación, se aproxima a los 3 kilovatios-hora por metro cúbico (kWh/m3), aunque se están desarrollando proyectos para lograr consumos inferiores a los 1,5 kWh/m3. Hoy en día, en todo el mundo, la desalinización consume más de 200 millones de kilovatios-hora cada día.
Esto genera un coste económico alto, con la incertidumbre que provoca un mercado energético sujeto a notables vaivenes, y con el problema añadido de la emisión de CO2. La solución pasa evidentemente la adopción de energías renovables (solar, eólica y geotérmica principalmente) en el proceso, con el doble objetivo de reducir el coste del consumo de energía y que las plantas avancen hacia la sostenibilidad.
En 2020, la proporción de energía renovable utilizada en la desalinización era de alrededor del 1 %. Hay pues un amplísimo margen de mejora y la carrera tecnológica es muy intensa. El Banco Mundial impulsa especialmente la energía solar, tanto la térmica como la fotovoltaica, para las regiones áridas, que son las que más necesitan la desalinización. Estas zonas pueden aprovechar la fuerte insolación para desalinizar por el método térmico de evaporación-condensación, y las placas fotovoltaicas se están aplicando en múltiples proyectos de desalinización por ósmosis inversa, desde el diseño de unidades portátiles a las enormes plantas. Entre estas últimas destaca la que se está construyendo en Al-Khafji, una ciudad saudí de 65.000 habitantes cercana a la de la frontera con Kuwait: mediante un proceso de ósmosis inversa impulsado totalmente por energía solar, la planta tendrá una capacidad para producir 60.000 m3/día y satisfacer las necesidades de toda la ciudad.
¿Qué hacer con la salmuera?
El residuo del proceso de desalinización es la salmuera (agua saturada de sal). Aproximadamente, por cada litro de agua dulce se produce un litro y medio de salmuera. En 2020, la desalinización generaba más de 53.000 millones de metros cúbicos al añode este residuo que regresa al medio ambiente, sobre todo al mar. Esto genera un problema medioambiental al crear zonas tóxicas de altísima salinidad, pues además del cloruro sódico (ClNa), la salmuera contieneotros elementos críticos en altas concentraciones: calcio, yodo, litio, magnesio, potasio, bromo, molibdeno, galio, vanadio, indio, escandio, rubidio y otros materiales. Si no se diluye y dispersa este residuo adecuadamente en el mar se corre el alto riesgo de crear zonas muertas por falta de oxígeno y contaminación.
Las soluciones que se están desarrollando pasan principalmente por el aprovechamiento de estos elementos, algunos de ellos muy valiosos y muy costosos de obtener en tierra firme. La minería de la salmuera, aún hoy poco rentable, es uno de los campos de desarrollo tecnológico en los que se más se está invirtiendo para aproximar la desalinización a los esquemas de la economía circular.
El residuo del proceso de desalinización es la salmuera (agua saturada de sal). Aproximadamente, por cada litro de agua dulce se produce un litro y medio de salmuera. © Bernard Spragg
La desalinización ¿un privilegio de ricos?
La sostenibilidad de la desalinización es aún controvertida. A la hora de evaluar los inconvenientes de la emisión de gases y la salmuera, sus defensores argumentan que hay que tener en cuenta la importancia de evitar la sobreexplotación de ríos y acuíferos, y las consecuencias nefastas que para la economía tienen las restricciones de suministro. El agua del mar es un recurso que puede considerarse inagotable pero es evidente que que no a cualquier precio.
Actualmente, la desalinización del agua de mar se desarrolla en un 90% en los países más ricos del planeta. La alta inversión necesaria para construir las plantas y el alto coste del agua potable obtenida son cortapisas para que las economías más débiles se beneficien de ellas, e el caso de que sea la solución más conveniente a sus necesidades hídricas. Además de reducir la emisión de gases y de salmuera al medio, la alta inversión en investigación tecnológica en el sector de la desalinización va encaminada a conseguir unos costes de instalación y producción más asumibles, a base de aumentar la eficiencia. En todo caso, las estrategias de implementación de la desalinización deben incluir de forma imprescindible las alianzas entre sectores (agrícola, turístico e industrial, principalmente) y la colaboración público-privada como modelo de desarrollo.
Fuente:
Enero, 2023