INTRODUCCION DESALACION

1. INTRODUCCIÓN

En la actualidad se es posible entender la necesidad de un continuo abastecimiento de agua de forma global, pues es una necesidad básica, y la utilidad de este recurso en diversas formas, permite nuestro desarrollo como sociedad; no obstante con el interminable aumento de población, los problemas referidos a la contaminación, efectos climáticos, entre otros, hace que debamos obtener agua potable mediante otros medios, uno de esos medios es la desalinización del agua de mar.

La desalinización de agua de mar, se ha convertido en los últimos 30 años, como una opción viable para cubrir distintas necesidades a nivel de consumo como al del industrial, pues por ejemplo, de toda el agua desalinizada del mundo, 48% se realiza en medio oriente, de manera que cubren sus necesidades, en estos países semi-desérticos, usando diversos procesos de las distintas tecnologías desalinizadoras.

La desalación es un procedimiento para obtener agua para el consumo eliminando la presencia de sales; y su aplicación se debe a dos principales factores: la escasez natural de recursos y desarrollos de periodo de sequías.

Para entender ello, en la presenta investigación se tomara como clave lo referencia teórica respecto a desalación de agua de mar, así como partes metodológicas de aplicación para realizar una tecnología de desalación, que es la osmosis inversas, debido a sus mejores características que se adecuan para una industria.

2. ANTECEDENTES

2.1 ANTECEDENTES NACIONALES:

 YPORRA Silva, Ángelo Isaac Alan, y Matos Chamorro, Alfredo (Ñaña 2011), en el segundo Encuentro de Investigación Universitaria (realizado por la Universidad Peruana Unión), trataron sobre los “Métodos de Desalinización”, con el fin de recopilar información sobre métodos de desalinización, en los cuales se caracterizara los métodos según condición tanto económica, fabricación y eficiencia como unidad desalinizadora.

Aquí se describen los procesos que implican un cambio de fase en el agua como son: destilación súbita (flash), destilación de múltiple efecto, termo compresión de vapor, destilación solar, congelación, formación de hidratos, destilación con membranas y compresión mecánica de vapor. A su vez, procesos que funcionan sin cambio de fases. Dentro de este esta la osmosis inversa, la electrodiálisis e intercambio iónico

De su trabajo se logra concluir que se puede identificar una gran variedad de métodos de desalinización, aunque muchos de ellos no se han desarrollado a mayor escala por el mismo hecho de que los costos o condiciones no son las adecuadas. Todas las técnicas se han llevado a dar en diferentes partes del mundo. Muchos de ellos aprovechan los recursos naturales, es recomendable aplicar técnicas para desalinizar, con métodos más sostenibles, los cuales ayuden a mejorar las condiciones de vida humana como la del medio ambiente.

Esta información muestra cierto contenido de los diversos tipos de tecnologías usadas actualmente, tales como las que se van a desarrollar en el presente trabajo.

2.2 ANTECEDENTES INTERNACIONALES:

 Delgado Torres, Agustín M.(Canarias, 2006), en su investigación de “Diseño Preliminarde Un Sistema de Desalación por Ósmosis Inversamediante Energía Solar Térmica” muestra lo que es una unidad de osmosis inversa de agua de mar.

Ello implica que la desalación de agua de mar puede llevarse a cabo mediante diferentes tecnologías, entre las que sobresalen la destilación súbita multietapa (multiplestage flash, MSF) y la ósmosis inversa (OI) como las dominantes comercialmente. Otras tecnologías, también comerciales perode menor implantación, son la destilación multiefecto, la compresión mecánica devapor y la electrodiálisis.

De estos, la ósmosis inversa se caracteriza por su operación a temperatura ambiente mediante un aporte de energía en forma de trabajo mecánico. El elementoexclusivo de la tecnología es la membrana semipermeable en la que tiene lugar laseparación parcial del agua y las sales.Básicamente el esquema de la desalinización por osmosis inversa es la siguiente:

En una primera etapa es necesario captar y desplazar el agua de alimentación (A) a pie de planta. Una vez allí, y dependiendo de las características físico–químicas de la misma, debe ser pre-tratada antes de entrar en contacto con las membranas en el núcleo del proceso. En dicho núcleo es donde tiene lugar el fenómeno físico de la ósmosis inversa y es donde se concentra la gran parte del consumo energético de proceso global. Esto implica incrementar la presión del caudal de alimentación por encima de su propia presión osmótica con el objetivo de obtener una producción de agua desalada importante. Para así, a la salida del núcleo se dispone de un caudal de agua desalada – producto del proceso (P) – y un caudal de salmuera o rechazo (R). Debido a supresión – ligeramente inferior a la de la alimentación a la entrada del módulo – este caudalde rechazo suele ser enviado a un sistema de recuperación de energía en la que cede gran parte de su energía al caudal de alimentación.

Esto permite concluir que a pesar de las diversas tecnologías existentes hasta hoy, la de ósmosis inversa, es una de las cuales su acoplamiento y características resultan mejor al momento de realizar la operación de desalinización de agua de mar, debido a las condiciones que la unidad de operaciones necesita, haciendo esta tecnología más adaptable.

Este trabajo se relaciona con el nuestro debido a que toca los puntos importantes de una de las tecnologías de mayor implicancia de la desalación de agua de mar que es la osmosis inversa, y muestra ciertas características a explanar en nuestra investigación.

 Piña Nájera, Carlos A. (México D.F., 2010), en su trabajo de tesis sobre “La Desalación de Agua de Mar, Efectos de la Temperatura y Concentración del Agua de Alimentación en el Proceso de Desalación por Osmosis Inversa”; tiene como objetivo analizar los efectos que puede llegar a tener la temperatura y la concentración en el agua de alimentación en el funcionamiento de una planta desaladora que funcione con el proceso de ósmosis inversa.

Este trabajo se basa en que ciertos factores tales como, la temperatura y su concentración en el agua de alimentación, teniendo una temperatura demasiado elevada (> 45°C) puede generar un daño irreversible en las membranas, disminuyendo así su vida útil, y una alta concentración en sales produciría, un consumo de energía mayor al que tuviéramos en un agua de alimentación con bajo contenido en sales.

A partir de ello, su método de estudio se basara en dos escenarios:

• Acoplar la obra de toma de la planta desaladora al canal de llamada1 y descarga2de una planta termoeléctrica.

• Alimentar a la planta desaladora con agua salobre.

Para el primero, se analizará la planta bajo dos condiciones del agua de alimentación; se analiza alimentar a la planta mediante el canal de llamada de la planta termoeléctrica, la cual se supondrá tendrá una temperatura de 23.4°C y 36,000 ppm de concentración. En un sub caso, se analizará alimentar a la planta con el agua del canal de descarga de la planta termoeléctrica, se analiza este caso debido a que al paso del agua del canal de llamada por los condensadores, esta sufre un incremento en su temperatura de aproximadamente 8°C, los cuales pueden llegar a favorecer en el consumo de energía de la planta desaladora.

Para el segundo caso, se analiza alimentar a la planta desaladora con agua salobre, dicha agua se extraerá de la cuña salina que ha avanzado a través de cierto acuífero, con el fin de ver si puede llegar a funcionar como una barrera al avance de la cuña salina, además de poder simular el incremento de salinidad a través del tiempo, ya que al extraer agua de la cuña salina, estaremos metiendo, al menos hasta el punto donde se encuentran los pozos de alimentación, la cuña salina, incrementando así la concentración del agua de alimentación en esta parte.

Para este estudio también se buscó darle una implementación de los costos, siendo evaluados económicamente los parámetros claves de desalación, para así aplicarlos según los escenarios, estos son:

• Costo capital (Capital Cost)

• Costo de operación y mantenimiento (O&M cost)

• Costo del agua (Costo nivelado)

AL final del trabajo se logra concluir que el escenario en que se alimenta a la planta desaladora con agua salobre, ya que presenta el menor costo nivelado, así como la menor inversión. Este escenario, a pesar de ser el más económico, puede llegar a presentar los siguientes inconvenientes, debido a que la concentración en el agua de alimentación varia bastante, puede llegar a ser necesario cambiar las bombas cada determinado tiempo, más bien cuando la bomba no sea capaz de producir la presión necesaria cuando se cambie la concentración en el agua de alimentación.

La relevancia de esta investigación con el presente trabajo, radica en tener en cuenta las bases de diseño de una planta desaladora, los factores que implican

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