Desalinización
Motivación de la Producción de Agua Dulce
El agua es el componente de todo sistema biológico que les permite a las plantas, animales y humanos la vida. Agua dulce de Fuentes naturales es un recurso muy limitado (Menos que 2% del Agua de la tierra no es salada) y así define límites al aprovechamiento de los otros recursos como el espacio y el alcanze de condiciones para la agricultura. El mar contiene 98 % del H2O del planeta. Entre 25000 y 45000 ppm (2.5-4.5%) del agua del mar son solidos disueltos (Total Disolved Solids : TDS).
Desalación por Osmosis Inversa
La ósmosis inversa (OI) es el proceso de la separación de una cantidad de H2O de el agua salada. La presión necesaria para la OI depende de la cantidad de sólidos disueltos. La inversión de energia en el preceso resulta en una aumentación de entropía. Esta entropía es igual a orden por seperacion. Del Mar proviene una fuente ilimitada del agua salada. Una Planta usando ósmosis inversa va a transportar hasta de 3 veces la cantidad del agua producida. Por eso el diseño de los pozos debe considera este factor para su capacidad.
Proceso de producción
El pozo se llena por gravedad al nivel del acuífero marino. Se transporta el agua del pozo impulsado por las bombas de alimentación al sistema de desalación. En la entrada de las bombas de alimentación llega el suplemento de químicos administrado por las bombas dosificadoras. Así el agua esta preparada para pasar 4 tipos de filtros que retienen partículas de mayores a 4 micras. Paso principal de la producción de agua es la separación de H2O de la mezcla de sales y minerales presente en el agua del mar. Este paso se realiza en la etapa de osmosis inversa (OI). Para permitir una operación económica de la OI es necesario prevenir que se precipiten (cristalicen) las sales dentro de los módulos de OI o que partículas de diatomos y microalgas lleguen a las membranas. Para eso existen 3 pasos de filtración por arena más un ultimo paso de micro filtración usando cartuchos de fibra sintética. El éxito de filtración también depende de la apropiada introducción de coagulantes. De acuerdo a la calidad de filtración se genera el ciclo de cambio de las membranas entre 2 y 5 años. Los dispersantes químicos introducidos antes de la micro filtración previenen la precipitación de minerales dentro del las membranas. Como todos los aspectos de la operación son automatizados, el trabajo de los operadores es la supervisión y el mantenimiento.
Regulación de Alta Presión y Recuperación de Energía
El concentrado de rechazo es 55% del agua bruta (aunque depende de la tecnología de desalación empleada). Mientras que la 45% del agua ganada salen a presión atmosférica, tenemos que asegurar una contrapresión regulada en el flujo de rechazo. Este flujo de rechazo siempre contiene así 55% (100% - % ganada) de la energía invertida en los Bombas de alta presión. Es necesario obtener el rendimiento más alto de recuperación de esta energía. Un parte de la energía recuperado puede volver al mismo ciclo de desalación y recuperación más de una vez! Mientras que la planta esta en el modo de producción se controla la presión de la salida por una válvula de regulación. Se usa convertidores ‘Pressure Exchanger’ y con ellos en el intercambio de presión se puede recuperar hasta 95% de la energía del flujo de rechazo directamente por medio de bombeo usando desplazamiento positivo. Esa bomba de recuperación de energía aumenta el flujo de más agua bruta a la entrada de las membranas. La planta usa los unidades 'Pressure Exchanger' cerca de cada grupo de tubos de elementos de osmosis inversa.
Calidad del Agua Producto
El agua osmotisada o el permeado de los módulos de ósmosis inversa debe ser acondicionada para satisfacer ciertas características de calidad, el agua producto en si tiene un pH ácido y un bajo contenido de carbonatos lo que la convierte en un producto altamente corrosivo lo cual se debe de ajustar antes de su distribución y consumo. El pH se ajusta con carbonato de calcio a un valor de 7.7 adicionalmente si se requiere se agregan también fluoruro de sodio e hipoclorito según las regulaciones municipales para uso de agua potable
Energía Eléctrica
Los requerimientos energéticos de la desalación varian en función de la tecnología empleada, aunque hay una tendencia hacia su reducción, gracias a los avances tecnológicos. Para los procesos de ósmosis inversa, el consumo energético se situa normalmente entre 3-4 kWh por m3 de agua desalada producido.
Almacenamiento y Distribución del Agua Producto
El agua desalada pasara por bombeo al tanque de almacenamiento de agua potable arriba de un cero natural. Allá conecta a la red de distribución. El tanque es diseñado para una capacidad que es el medio de una producción diaria.