Cuando abordamos el tema de la autosuficiencia en inmuebles aislados, ya sean residenciales o terciarios, pensamos en autoabastecimiento energético. Si tales inmuebles se encuentran además en zonas costeras, podemos añadirles un factor importante de autosuficiencia: el autoabastecimiento de agua potable. De este modo se puede lograr la autosuficiencia hortofrutícola y pecuaria, y más importante, la disponibilidad de agua potable para consumo humano. Esto es posible hoy en día con inversiones mínimas mediante tecnologías sencillas y eficientes como la desalinización a baja temperatura.
El método que
describimos a continuación, concebido y desarrollado en España, utiliza esta
tecnología y está patentado en Europa y Estados Unidos. Consiste básicamente en
la desalinización de agua marina por un proceso de evaporación-condensación en
el que la temperatura del agua no excede de 85º C, valor que se encuentra muy
por debajo del punto de ebullición (100º C).
La evaporación tiene
lugar en la torre de enfriamiento de la instalación mediante una ducha de agua
calentada sobre un relleno en el que se insufla una corriente de aire el cual se
carga de humedad, incrementa su temperatura hasta alcanzar la del agua de la
ducha y es arrastrado a la zona de condensación. Un potente ventilador se
encarga del movimiento del aire en todo el sistema.
El dispositivo
de condensación es un cambiador de calor agua-aire que funciona en flujo
cruzado a contracorriente. El circuito de enfriamiento del cambiador utiliza
agua marina que incrementa su temperatura al condensar el aire saturado de
humedad que procedente del evaporador es impulsado por el ventilador y penetra
en el circuito de aire del condensador. Se precisa un calentamiento adicional
del agua para compensar las pérdidas en el cambiador ya que el agua calentada
en él es la que se envía a la ducha. Este calentamiento, que puede conseguirse
mediante energía solar, es asimismo necesario durante el periodo transitorio de
puesta en marcha del dispositivo.
El aire realiza un
recorrido cerrado y continuo pues su misión es únicamente la de trasladar el
vapor de agua del evaporador al condensador.
El caudal de
agua de entrada en el sistema garantiza la conservación de la energía circulante
durante su transferencia en el condensador. A la temperatura estándar de 82º C el
sistema desaliniza el 10% de ese caudal.
El dibujo da una
idea del funcionamiento del sistema. El aparato, en forma de campana, consta
de dos zonas: la central de evaporación y la periférica de condensación. Ambas
zonas están separadas por una pared cilíndrica y se comunican
únicamente por sus extremos superior e inferior, comunicación necesaria para la
circulación de aire/vapor entre las dos zonas. Las paredes de la campana han sido
diseñadas para conseguir un óptimo aislamiento térmico con el exterior.
El diseño del
sistema ha sido realizado de modo que el gradiente perpendicular de temperatura
en la pared de separación de las zonas de evaporación y condensación sea
prácticamente nulo.
Las ventajas de
este sistema frente a otros dispositivos se derivan de tener como único elemento
mecánico en movimiento el rodete del ventilador (lo que hace que el
mantenimiento del aparato sea sumamente simple) y en que el agua no alcanza su
punto de ebullición. Este funcionamiento a baja temperatura minimiza la
corrosión y las incrustaciones que provoca el agua de mar.
El sistema
presenta indudables ventajas frente a otros sistemas de producción de agua
desalinizada por vaporización:
• En contraste
con las grandes presiones (superiores 60 atmósferas) que demandan los sistemas
de ósmosis inversa, la desalinización a baja temperatura trabaja con presiones
inferiores a 0,7 atmósferas.
•
Frente
a un desecho de salmuera con concentraciones de sal de hasta un 300% respecto a
la del agua marina de entrada en los sistemas de ósmosis inversa, la
desalinización a baja temperatura desecha agua sobrante salada con una concentración
tan solo un 10% superior a la del agua de mar de entrada.
•
El
mantenimiento del aparato, cuyo único elemento mecánico móvil es el rodete del
ventilador, es sumamente sencillo y barato en comparación con la complicación
del mantenimiento de sistemas basados en la ósmosis inversa (cambio de
cartuchos filtrantes, almacenamiento preventivo de componentes, comprobaciones
sistemáticas de funcionamiento, etc.).
•
A
diferencia de lo que ocurre con otros sistemas por vaporización-condensación,
la corrosión de los componentes de la
instalación es mínima, gracias al funcionamiento de ésta a temperaturas
inferiores a la de ebullición del agua. El aire que se utiliza como vehículo de
transporte del vapor en circuito cerrado garantiza una evaporación y una condensación
suaves sin borboteo ni ebullición.
•
Los
aparatos de desalinización a baja temperatura pueden trabajar de forma ininterrumpida
por periodos de tiempo superiores a un año, al contrario que el resto de
sistemas, que precisan paradas de control periódicas (diarias en ocasiones),
Las ventajas
enumeradas hacen de la desalinización a baja temperatura el sistema más
adecuado para pequeñas instalaciones o para aquéllas para las que no se pueda o
no se desee disponer de equipos de mantenimiento especializados.
Además de las ventajas
que se derivan de la propia producción de agua desalinizada, el sistema
presenta excelentes condiciones como recuperador de energía en circuitos
enfriadores y acondicionadores de aire que se encuentren próximos al mar,
sustituyendo en tal caso las torres de enfriamiento por condensadores cuyo
circuito secundario utilice agua de mar a contracorriente.
El sistema es
susceptible de instalación como segunda etapa de apoyo en instalaciones convencionales
de vaporización, como recuperador del agua caliente de refrigeración en la
condensación.
Este tipo de
soluciones que únicamente precisan energía eléctrica para bombas, válvulas y
accesorios tiene un gran interés cuando de lo que se trata es de preservar el medio
ambiente en zonas turísticas especialmente sensibles. Por otra parte la energía
eléctrica necesaria se puede obtener de paneles fotovoltaicos consiguiéndose así
instalaciones autosuficientes.
En resumen, la
desalinización a baja temperatura es ideal para viviendas unifamiliares,
hoteles de costa o incluso pequeños núcleos de población costeros ya que permiten
disponer de agua potable -en caudales de 25 a 75 m³/día- a un coste mínimo. Además, las operaciones de puesta en marcha y de parada son equiparables a las
de cualquier otro electrodoméstico.
JS ENGINEERING
& MANAGEMENT gestiona la venta o la cesión de la patente de este sistema de
desalinización de agua a baja temperatura.
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