Desalación solar

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Diego-César Alarcón Padilla
Responsable de la Unidad de Desalación Solar CIEMAT-Plataforma Solar de Almería.

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La energía solar es uno de los mejores candidatos para su incorporación en los procesos de desalación debido a la habitual coincidencia, tanto geográfica como estacional, de valores altos de irradiancia solar y problemas de escasez de agua. En la desalación de aguas con energía solar podemos establecer una primera clasificación simple entre sistemas directos e indirectos.

En los sistemas directos de desalación solar los procesos de captación de la radiación solar y desalación están integrados en un único dispositivo

En los sistemas directos de desalación solar los procesos de captación de la radiación solar y desalación se encuentran integrados en un único dispositivo. A este categoría pertenecen los denominados destiladores solares tipo invernadero constituidos básicamente por un depósito de agua salina y una cubierta inclinada transparente de plástico o vidrio que es atravesada por la radiación solar y sobre la que condensa el vapor libre de sales generado en el interior de dispositivo. Esta tecnología es extremadamente simple e idónea para zonas remotas. Sin embargo presenta una baja eficiencia de producción y además hay que tener en cuenta los problemas de mantenimiento que surgen para tratar grandes volúmenes de producción de agua dulce.

Para llevar a cabo la producción industrial de agua desalada mediante energía solar los sistemas indirectos constituyen la opción más viable. Estos consisten en el acoplamiento de un sistema convencional de desalación con la tecnología de conversión solar más apropiada de acuerdo con la forma de energía requerida por el proceso y sus características intrínsecas. Así, por ejemplo, una planta de ósmosis inversa podría ser operada mediante un campo de módulos fotovoltaicos que generarían la electricidad requerida por dichas tecnologías para llevar a cabo su cometido. En el caso de los procesos convencionales de destilación térmica, la tecnología de captación solar seleccionada dependerá del nivel de temperatura máximo al que tienen lugar los fenómenos de evaporación-condensación involucrados. Así, para procesos de baja temperatura (<100 ºC) tales como la destilación multiefecto, evaporación súbita multietapa, destilación por membranas u ósmosis directa, un campo de captadores solares estáticos bastará para cubrir los requerimientos establecidos en cuanto a energía térmica. En el caso de procesos de alta temperatura (>130 C) tales como la destilación multiefecto con compresión de vapor será preciso implementar sistemas termosolares de concentración con seguimiento solar tales como captadores cilindroparabólicos y captadores lineales de Fresnel, o incluso se puede plantear la novedosa tecnología de captadores estáticos de ultra-alto vacío.

Para llevar a cabo la producción industrial de agua desalada con energía solar los sistemas indirectos constituyen la opción más viable

Un campo de estudio de especial interés es el de los procesos de cogeneración para la producción conjunta de electricidad y agua desalada mediante sistemas termosolares de concentración. En este tipo de plantas, un sistema de destilación térmica se acopla al bloque de potencia de una planta termosolar de generación eléctrica alimentándose o bien con el vapor de salida de la turbina de baja presión (remplazando total o parcialmente al subsistema de condensación de vapor de la planta eléctrica) o bien con un vapor de alta presión extraído en alguna de las etapas intermedias del citado bloque de potencia. En ambas configuraciones se puede reducir el consumo específico de agua por parte del proceso de producción eléctrica. Para cada localización geográfica es preciso realizar un análisis específico con objeto de ver cuándo la propuesta de un esquema de cogeneración solar resulta más viable que la producción separada de electricidad y agua desalada mediante plantas independientes.

Otro elemento que requiere especial atención es el carácter intermitente de la radiación solar y su impacto relevante en la operación de cualquier tipo de proceso de desalación. La incorporación de sistemas de almacenamiento energético, tanto térmico como eléctrico, así como la hibridación con otras fuentes energéticas renovables o convencionales son requisitos indispensables con objeto de garantizar la operación continua del sistema de desalación. La propuesta de procesos innovadores menos sensibles a la operación intermitente también constituye una solución factible cuando ninguna de las opciones anteriores presenta viabilidad técnica y/o económica

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