Desalinización: aprovechando el potencial del agua de mar
08 febrero 2023
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La desalinización puede proporcionar agua potable, limpia y segura a las comunidades necesitadas; pero ¿cómo podemos descarbonizar el proceso?
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Por Robert McCandless, Michael Price y Korkud Egrican
Uno de los mayores desafíos que enfrenta la sociedad hoy en día, y que seguirá enfrentando en el futuro, es proveer de agua potable a las comunidades necesitadas.
Empezando por las regiones con climas áridos que tienen relativamente muy poca agua, hasta las regiones como el suroeste de los Estados Unidos (EE. UU.) que están sufriendo una sequía prolongada, podemos ver cómo la crisis hídrica mundial está afectando a las comunidades de todo el mundo. Entonces, ¿con qué herramientas contamos para producir más agua potable limpia? La respuesta podría estar en la desalinización del agua de mar.
El proceso de desalinización extrae la sal del agua de mar para producir agua dulce para uso y consumo humano y está siendo considerado como una posible solución a la crisis del agua. Después de todo, el agua de mar representa más del 96% de toda el agua del planeta. Entonces, si podemos encontrar una manera de aprovechar esa agua de mar a través de la desalinización, deberíamos tener agua dulce en una cantidad más que suficiente para el futuro de la sociedad.
Sin embargo, el proceso de desalinización ha enfrentado críticas por ser demasiado costoso o perjudicial para el medio ambiente, y la mayor preocupación es que es muy intenso en cuanto a sus emisiones de carbono. Es aquí donde podemos ver la fusión de la crisis del agua y la transición energética. Necesitamos agua limpia, pero también necesitamos reducir la cantidad de emisiones de carbono que se liberan a la atmósfera. ¿Podemos lograr ambos?
A continuación, exploraremos el proceso de desalinización y cómo puede proporcionar agua potable limpia a las comunidades que la necesitan.
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El proceso de desalinización elimina la sal del agua de mar para producir agua dulce para el uso y consumo de las personas.
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Desalinización 101: lo básico
Hay dos métodos principales de desalinización. El primero es la destilación térmica, en la que se usa calor para hervir el agua de mar y eliminar la sal en el proceso. Este es el método tradicional que se ha utilizado durante siglos y que data de cuando los barcos recurrían a la desalinización durante viajes largos. Es preferible ubicar estas plantas desalinizadoras cerca de centrales eléctricas para que puedan aprovechar el calor residual en el proceso.
El segundo método principal de desalinización es mediante ósmosis inversa. Este proceso consiste en hacer pasar el agua de mar por una membrana para separar el agua de su componente salino. Esta es una tecnología bastante nueva ya que la primera planta desalinizadora que utilizó ósmosis inversa en los EE. UU., se puso en marcha en California en la década de 1970. Se ha convertido en tendencia en los últimos años porque es más eficiente que la destilación térmica. Sin embargo, el proceso requiere mucha más energía.
Está claro que tenemos una tecnología de desalinización idónea a nuestra disposición para producir agua potable limpia. No obstante, el proceso requiere un uso intensivo de energía, lo que generalmente produce grandes cantidades de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). ¿Y si pudiéramos descarbonizar el proceso?
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Un sistema de ósmosis inversa utilizado para tratar el agua.
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Descarbonización del proceso de desalinización
Si la industria espera obtener luz verde para más proyectos de desalinización, será necesario esforzarse más para reducir la intensidad del proceso en cuanto a carbono. Esto puede lograrse de varias maneras. Desde la captura de las emisiones de carbono hasta la reducción de la intensidad en carbono de los combustibles con hidrógeno y la implementación de fuentes de energía renovable, se requerirá un enfoque integral para descarbonizar el proceso de desalinización. Exploremos cada uno de estos conceptos a continuación.
Captura, utilización y almacenamiento de carbono: una de las primeras formas en que podemos reducir las emisiones en las plantas desalinizadoras es capturando el carbono antes de que se libere a la atmósfera. Esto se denomina captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS, por sus siglas en inglés) y se puede implementar en las plantas desalinizadoras para demostrar el compromiso de limitar las emisiones. Lo que es aún mejor, el carbono capturado puede emplearse para otras cosas como la producción de fertilizantes.
Mezcla de hidrógeno: otra forma de reducir la intensidad en carbono de la desalinización es mezclar hidrógeno en los combustibles que usamos para impulsar el proceso. El hidrógeno es el elemento más abundante del universo. Además, tiene varios atributos que lo convierten en un gran portador de energía. No es tóxico, es ligero, reactivo y no emite dióxido de carbono en la combustión. Al mezclar hidrógeno en nuestros combustibles, podemos reducir la intensidad en carbono hasta en un 20%.
Aprovechamiento de energías renovables: quizás la mejor manera de descarbonizar el proceso es eliminar el carbono de la ecuación por completo. Esto se puede lograr a través de energías renovables como la energía solar, la energía eólica, la energía hidroeléctrica, los biocombustibles y más. El desafío aquí es que el proceso de desalinización requiere una cantidad significativa de energía, y para ello se necesitaría un increíble número de turbinas eólicas y paneles solares para operar únicamente con energía renovable. Es necesario un enfoque en que todo intervenga.
Si podemos encontrar una manera de aprovechar el agua de mar de manera sostenible, podremos proporcionar abundante agua dulce a las comunidades que la necesitan.
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Mitigación de otros impactos ambientales
Si bien la descarbonización del proceso de desalinización seguramente ayudará a vender este tipo de proyectos al público, todavía existen otras preocupaciones de los defensores del medio ambiente. No es solo el intenso uso de energía y las emisiones de carbono que preocupan a los ambientalistas, sino que también temen otro tipo de consecuencias.
Una de las principales preocupaciones de la comunidad ambiental es un subproducto del proceso de desalinización: la salmuera. La salmuera es un residuo rico en sodio que se forma cuando el agua de mar se descompone en agua dulce y salada. Debe tratarse y eliminarse adecuadamente para evitar cualquier daño al medio ambiente. La buena noticia es que la salmuera se puede utilizar para cosas como la producción de alimentos y fertilizantes, por lo que la salmuera como subproducto tiene beneficios.
Otra preocupación ambiental es la captación de agua de mar del océano. Los críticos creen que estos sistemas de captación tienen el potencial de causar daño a los ecosistemas submarinos y las especies que residen allí. Existen preocupaciones similares respecto a la salida de agua hacia el océano. ¿Se está tratando el agua de forma responsable? ¿O todavía hay algo de salmuera residual que podría dañar el medio ambiente? Estas son preguntas que deben responderse antes para poder ejecutar este tipo de proyectos con éxito.
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Las fuentes de energía renovable, como la energía eólica marina, pueden ayudar a reducir la intensidad de carbono del proceso de desalinización.
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Desalinización en la práctica
Actualmente hay más de 17 000 plantas desalinizadoras en todo el mundo. La mayoría de ellas están ubicadas en el Oriente Medio, en países como Arabia Saudita y los Emiratos Árabes. Esto no debería ser una sorpresa, ya que la región árida prácticamente no tiene fuentes de agua dulce, al menos no en cantidad suficiente para servir de manera sostenible a la población. Sin embargo, es algo sorprendente que, de todas las plantas desalinizadoras del mundo, menos de 200 de ellas se encuentren en los EE. UU. Es probable que esa tendencia cambie, particularmente en el oeste de los EE. UU., donde las sequías son cada vez más frecuentes.
Comencemos por fijarnos en el Oriente Medio, donde la desalinización es una práctica extremadamente común. La razón es simple: necesitan agua con urgencia. Además, tienen abundante energía ya que la región se sitúa sobre enormes reservas de petróleo y gas. Es por eso que la destilación térmica tiene sentido en estas áreas. ¿Por qué? Porque las plantas desalinizadoras se colocan justo al lado de centrales eléctricas para que puedan aprovechar la electricidad y el calor residual para impulsar el proceso. Si bien este proceso es menos eficiente y se desperdicia más agua, reduce la intensidad energética.
Los proyectos de desalinización pueden enfrentar más obstáculos en regiones donde existen políticas de uso de energía más estrictas. Así sucede particularmente en estados como California, que tienen metas ambiciosas de descarbonización energética. Los proyectos de desalinización en dicho estado enfrentan un fuerte rechazo por parte de defensores del medio ambiente que consideran que estos proyectos no solo consumen mucha energía, sino que también dañan el medio ambiente de otras maneras, incluidos los impactos en los ecosistemas oceánicos, hábitats de especies y más. Entonces, si bien la descarbonización del proceso de desalinización puede ayudar a aliviar algunas preocupaciones, aún existen más obstáculos para la implementación exitosa de proyectos en los EE. UU.
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Moderna planta desaladora a orillas del Golfo Arábigo.
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Proveyendo agua potable segura mientras reducimos las emisiones de carbono
A medida que continuamos navegando a través de la transición energética, debemos comprender dos verdades fundamentales. Debemos continuar reduciendo la cantidad de emisiones de gases de efecto invernadero que se liberan a la atmósfera. Y también necesitamos agua. Menos del 3% de toda el agua de la Tierra es agua dulce. Entonces, si podemos encontrar una manera de aprovechar el agua de mar de manera sostenible, podremos proporcionar abundante agua dulce a las comunidades que la necesitan.
Reducir la intensidad en carbono de la desalinización ayudará a que estos proyectos sean más factibles. Y ese tendrá que seguir siendo nuestro enfoque mientras combatimos las crisis hídrica y climática mundiales.
Esta publicación de blog, traducida del inglés, apareció primero en el sitio global de Ideas de ݮý.
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