Tecnologías de desalinización del agua que utilizan fuentes de energía convencionales y renovables
La destilación solar se utiliza desde hace miles de años. Los primeros marineros griegos y los alquimistas persas producían destilados de agua dulce y medicinales. Los alambiques solares fueron el primer método utilizado a gran escala para convertir el agua contaminada en potable[2].
En 1870 se concedió la primera patente estadounidense para un dispositivo de destilación solar a Norman Wheeler y Walton Evans[3] Dos años más tarde, en Las Salinas (Chile), el ingeniero sueco Charles Wilson comenzó a construir una planta de destilación solar para suministrar agua dulce a los trabajadores de una mina de salitre y plata. Funcionó ininterrumpidamente durante 40 años y destiló una media de 22,7 m3 de agua al día utilizando los efluentes de las operaciones mineras como agua de alimentación[4].
La desalinización solar en Estados Unidos comenzó a principios de la década de 1950, cuando el Congreso aprobó la Ley de Conversión del Agua Salina, que condujo a la creación de la Oficina del Agua Salina (OSW) en 1955. La función principal de la OSW era administrar fondos para proyectos de investigación y desarrollo de la desalinización[5] Una de las cinco plantas de demostración estaba situada en Daytona Beach (Florida). Muchos de los proyectos estaban destinados a resolver los problemas de escasez de agua en comunidades remotas del desierto y de la costa[4]. En los años 60 y 70 se construyeron varias plantas de destilación en las islas griegas con capacidades que oscilaban entre los 2.000 y los 8.500 m3/día[2]. En 1984 se construyó una planta en Abu-Dhabi con una capacidad de 120 m3/día que todavía está en funcionamiento[4]. En Italia se desarrolló un diseño de código abierto llamado “el Eliodomestico”, de Gabriele Diamanti, que costaba 50 dólares[6].
Destilería solar
La desalinización solar es una técnica utilizada para eliminar la sal del agua mediante un destilador especialmente diseñado que utiliza la energía solar para hervir el agua de mar y capturar el vapor resultante, que a su vez se enfría y condensa en agua dulce prístina. La sal y otras impurezas quedan en el alambique.
Hoy en día, menos del 1% de la desalinización mundial funciona con fuentes de energía renovables, pero eso podría cambiar pronto si empresas como la californiana WaterFX tienen algo que decir al respecto. Su “destilador solar concentrado” (CSS) Aqua4 utiliza un colector térmico solar concentrado para comprimir el calor, crear vapor y destilar agua con una eficacia 30 veces superior a la de la evaporación natural. Puede producir 65.000 galones de agua dulce al día y puede desalinizar una amplia gama de fuentes de agua, no sólo el agua de mar.
Por ejemplo, el año que viene la empresa empezará a utilizar la desalinización solar para tratar unos 1.600 millones de galones de agua de riego cargada de sal procedente del Valle Central de California, afectado por la sequía y rico en agricultura. Los cultivos extraen agua casi pura del suelo, dejando atrás la sal y otros minerales potencialmente tóxicos, como el selenio, que se encuentran de forma natural en el agua. Este exceso de minerales debe ser drenado del suelo, o la productividad de los cultivos se desploma. Al tratar este drenaje, WaterFX puede evitar que cada año se retire alrededor de un porcentaje de tierras de cultivo en California para hacer sitio al almacenamiento de agua de drenaje no tratada. También evitará que el drenaje contamine las vías fluviales y ponga en peligro la vida silvestre. Según la Junta Estatal de Control de los Recursos Hídricos de California, aproximadamente 9.493 millas de ríos y arroyos y unos 513.130 acres de lagos y embalses están catalogados como deteriorados por el agua agrícola de regadío.
Desalinización solar
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Desventajas de la desalinización solar
La energía solar tiene un gran potencial como fuente de energía renovable para la desalación debido a su abundancia en la Tierra. Además, se estudiarán los avances en los sistemas híbridos de desalinización solar-eólica, que demuestran una alta eficiencia y bajas emisiones de carbono.
El agua dulce es esencial para las personas de todo el mundo. Sin embargo, con la escasez de agua dulce que sufrimos actualmente, es necesario mejorar los procesos de desalinización para generar agua limpia y segura de forma eficiente. Uno de los principales problemas de los sistemas de desalinización es que consumen mucha energía y emiten gases nocivos al medio ambiente cuando utilizan combustibles fósiles. El cambio a la utilización de fuentes renovables, como la energía solar, para los sistemas de desalinización ofrece un enfoque más respetuoso con el medio ambiente y ayuda a combatir la escasez de agua.
En este artículo se analizan los avances en los procesos de desalinización con energía solar, como la electrodiálisis y la ósmosis inversa. La energía solar tiene un gran potencial como fuente de energía renovable para la desalación debido a su abundancia en la Tierra. Además, se examinarán los avances en los sistemas híbridos de desalinización solar-eólica, que demuestran una alta eficiencia y bajas emisiones de carbono.