En la sección de #iAguaDyR, Carlos Cosín, presidente y consejero delegado de Abengoa Water, responde a nuestro cuestionario sobre desalación.
Pregunta - ¿Cómo definirías la desalación de aguas?
Respuesta - Solamente el 0,76% del agua de nuestro planeta es de baja salinidad, se encuentra en fase líquida y es adecuada para su consumo después de tratamientos convencionales. La desalación, concebida como el proceso de eliminar sales y otros minerales del agua para hacerla apta para su consumo, proporciona una alternativa para aprovechar la vasta mayoría de fuentes de agua disponibles en nuestro planeta que tienen una elevada concentración de sales disueltas, sobre todo agua de mar y aguas salobres en menor medida que suponen nuevas fuentes no convencionales de agua potable.
Solamente el 0,76% del agua de nuestro planeta es de baja salinidad, se encuentra en fase líquida y es adecuada para su consumo después de tratamientos
P. - ¿Cómo ha evolucionado esta técnica a lo largo de la historia?
R. - Bueno, sobre la historia de la desalación se puede escribir un libro y yo llevo casi ya 20 años en el sector, pero voy a centrarme en aquellos procesos que han mostrado ser eficientes para desalar agua a gran escala.
La técnica más antigua para desalar agua es la destilación, esta consiste en separar las sales no volátiles disueltas en el agua mediante la evaporación de agua y posterior condensación del vapor generado en el paso anterior. La fuerza impulsora de este proceso es el calor necesario para evaporar el agua, las distintas técnicas conocidas se engloban dentro de lo que se conoce como procesos de desalación térmicos.
Desaladora gestionada por Abengoa Water.
El primer de estos procesos desarrollado a gran escala fue la desalación súbita multietapa (MSF) a mediados del siglo XX en EEUU (1955). Aunque la destilación
multietapa (MED) era conocida y tenía el potencial se ser más eficiente que la MSF, conseguir que el proceso MED fuese eficiente a gran escala, llevó aún más tiempo y
no fue hasta 1959 que se construyó la primera instalación de MED en Aruba.
Al año siguiente en la Universidad de California, se produjo la primera membrana de ósmosis inversa (RO) sintética y funcional, hecha de acetato de celulosa. Esta
membrana fue capaz de rechazar sales y permitir el paso de agua a través de ella con un flujo razonable y presiones elevadas. En la (RO) la presión es la fuerza impulsora del proceso de separación, para ello la presión hidráulica debe superar la presión osmótica del agua a desalar.
A partir de este invento, comienza el recorrido de las tecnologías de desalación por membranas, en 1965 se inauguró la primera instalación comercial de desalación por ósmosis inversa en California en la planta desaladora de agua salobre de Coalinga. No es hasta nueve años más tarde en 1974 es cuando entra en funcionamiento la primera planta desaladora de RO para agua de mar en Bermuda.
Actualmente más de un 60% de capacidad instalada por tecnología corresponde a la ósmosis inversa
A partir de estos primeros pasos, la desalación térmica y la desalación por membrana han evolucionado de forma conjunta hacia la búsqueda de un menor precio del agua desalada, incorporando nuevos avances tecnológicos, aprovechando economías de escala y optimizando los distintos procesos de desalación. El principal factor que ha impulsado estos avances en la técnica ha sido la intención de disminuir el consumo energético de la desalación con el fin de acercarse lo más posible al límite termodinámico estimado para desalar agua. Este límite depende de las características fisicoquímicas del agua a desalar, del porcentaje de recuperación del proceso y de la salinidad del agua; a modo de orientación, el mínimo consumo energético teórico para desalar agua de mar con una salinidad de 35 g/L para una recuperación estándar de un 50%, es 1,06 kWh/m3.
Se estima que actualmente más de un 60% de capacidad instalada por tecnología corresponde a la ósmosis inversa y en los próximos años se prevé que esta proporción siga aumentando, ya que la ósmosis inversa ha demostrado ser una técnica confiable y energéticamente más eficiente que los procesos de desalación térmicos.
Es importante comprender que obtener agua potable a partir de agua salada, siempre va a implicar un gasto energético y por ende siempre tendrá un coste asociado, por muchos avances que realicemos en el campo de la tecnología.
P. - ¿Cuáles son los últimos avances tecnológicos en este ámbito?
R. - Como he explicado anteriormente, los distintos procesos de desalación han sufrido importantes mejoras enfocadas en reducir el coste de agua desalada en las últimas décadas. Me voy a centrar en los avances que han sido realizados y adaptados en los procesos de membrana a gran escala, esencialmente, estos han sido en tres áreas.
Desaladora gestionada por Abengoa Water.
En lo que se refiere a tecnología de membranas de RO, la utilización de membranas compuestas de polietersulfona y poliamida (TFC) ha permitido contar con membranas con elevado rechazo de sales, sin tener que sacrificar una alta permeabilidad al agua y con mayor resistencia a temperaturas elevadas de agua y un rango de pH más amplio que las membranas de RO de acetato de celulosa. Este tipo de membranas se ha convertido en el estándar actual dentro de la industria.
El pretratamiento de membranas, se ha revelado como un elemento clave para garantizar la disponibilidad de las plantas desaladoras por RO. El pretratamiento en un proceso de desalación por RO cumple el papel de atenuar el ensuciamiento de las membranas de RO para reducir la frecuencia de los ciclos de limpieza y con ello, la vida útil de las membranas. En la desalación de agua de mar, la variabilidad de las características del agua de mar y los fenómenos estacionales, así como los de mareas rojas, ha representado un problema complejo en la operación de desaladoras por RO.
La utilización de membranas de ultrafiltración (UF), membranas que funcionan a baja presión y que garantizan una mejor calidad del agua de alimentación a las
membranas de RO, se ha convertido como la alternativa más fiable para aumentar la disponibilidad de la planta, factor que se traduce en un menor precio del agua desalada.
El pretratamiento de membranas, se ha revelado como un elemento clave para garantizar la disponibilidad de las plantas desaladoras por RO
Aunque es una innovación conocida desde hace años, la utilización de sistemas de recuperación de energía, ha representado sin duda alguna la mayor contribución en la disminución de la factura eléctrica de las plantas desaladoras de agua de mar por RO. Estos sistemas permiten aprovechar la elevada presión de la salmuera de rechazo, intercambiando dicha presión con la corriente de alimentación con una eficiencia energética superior al 95%, mejorando la eficiencia de sistemas de aprovechamiento energético tradicionales como las turbinas Pelton o turbobombas.
P. - ¿En qué aspectos se centra la investigación en este sentido?
R. - El desarrollo de la industria de membranas no se ha detenido, en la actualidad se están desarrollando nuevas mejoras con miras a ser aplicadas a escala comercial.
Entre ellas se pueden mencionar la utilización de membranas compuestas por nanomateriales, o membranas constituidas por nanotubos de carbono, que podrían mejorar el consumo energético del proceso de desalación por RO de las membranas actuales.
Respecto al pretratamiento, se están haciendo esfuerzos para mejorar la predicción de ensuciamiento de membranas, y se está estudiando la efectividad de las membranas de UF para afrontar episodios de mareas rojas, ya que no todas las membranas de UF tienen la misma selectividad, además la optimización de la operación de membranas de UF se presenta como un elemento clave para aumentar la vida útil de estas membranas también.
Obtener agua potable a partir de agua salada, siempre va a implicar un gasto energético y por ende siempre tendrá un coste asociado
Por otra parte, los fabricantes de sistemas de recuperación de energía, siguen estudiando posibles mejoras a estos dispositivos, tratando de mejorar su eficiencia y demás prestaciones.
Además, y en paralelo, se están desarrollando nuevas técnicas para separación de sales como la ósmosis directa o la destilación por membrana, que si bien están en fase incipiente, ya han comenzado a dar sus primeros frutos y puede ser interesante su aplicación por ejemplo en procesos de concentración de salmueras.
P. - ¿Qué papel juega esta fuente de recurso en la gestión de la oferta de agua?
R. - La desalación proporciona un recurso de agua adicional a los recursos convencionales, aumentando por ende, la oferta de agua vigente. En el presente, existen plantas desaladoras en más de 120 países en todo el mundo, en algunos países del Golfo Pérsico como Arabia Saudita y los Emiratos Árabes Unidos, con graves problemas de acceso a fuentes naturales de agua potable, el suministro de agua depende en un 70 % de la desalación.
Se ha estimado que en 2011 existían aproximadamente 16.000 plantas desaladoras en todo el mundo con una capacidad instalada de producción de 71.9 millones de metros cúbicos de agua por día. Aunque esto representa solamente el 1,5% del suministro mundial de agua, se espera que en la próxima década, motivado por el crecimiento poblacional proyectado, los episodios climáticos extremos producto del cambio climático, la disponibilidad limitada de fuentes terrestres de agua dulce y los avances tecnológicos que disminuyan el consumo energético de la desalación y el coste del metro cúbico de agua desalada, el crecimiento de la desalación sea exponencial.
P. - ¿Con qué obstáculos se encuentra la desalación para alcanzar una mayor relevancia en la gestión del agua?
R. - Quizás el mayor obstáculo con el que se encuentra la desalación para alcanzar una mayor relevancia en la gestión del agua sea el precio inadecuado de ésta. Es un hecho generalizado que el precio que se paga por el agua no refleja el coste real de transportar, almacenar, tratar y servir el agua, así como su posterior depuración.
Se están desarrollando nuevas técnicas para separación de sales como la ósmosis directa o la destilación por membrana
Al ser el agua un recurso vital, considerado prácticamente como un derecho debido a su inherente vinculación con nuestra supervivencia, hablar sobre el precio del agua y sobre la participación privada en su gestión resulta siempre un tema controvertido para cualquier político. Por ello, muchas veces se evita mencionar que el mayor riesgo para una comunidad no consiste en tener que pagar un precio adecuado por el agua que consume, sino carecer del agua necesaria para realizar sus actividades diarias y permitir su desarrollo económico. En muchas zonas, y casi diría que impulsado por el sector industrial que es más rápido a la hora de tomar decisiones, se está produciendo un efecto de catalizador necesario sobre el sector municipal, con quien comparte y compite por un recurso escaso. El consumo de agua para fracking en Texas, el agua para uso industrial en el noreste de China y muchos otros ejemplos en zonas secas del globo, ponen mucha presión por el recurso y finalmente acabaremos por pagar por lo que vale el agua.
Consideramos que es necesario realizar un trabajo de divulgación sobre los costes implicados en la construcción y operación de una planta desaladora y la repercusión de estos costes en el precio del agua así producida, así como las ventajas asociadas a la participación privada en la promoción, financiación, construcción y operación de una planta desaladora y en otras infraestructuras de agua. En Abengoa contamos con experiencia contrastada en la promoción de proyectos mediante esquemas público/privados, que ha permitido, con un equilibrado balance de riesgos, la construcción de infraestructuras de agua necesarias en comunidades que de otra
forma no hubieran sido posibles en lugares como India, Argelia, China, Ghana, Marruecos o EEUU. Contamos igualmente con la capacidad necesaria para diseñar,
construir y operar estas infraestructuras de forma eficiente.
P. - ¿Qué países son los más avanzados en el desarrollo y aplicación de esta técnica?
Desaladora de Almería.
R. - En el sector de la desalación hay una variedad de actores, desde firmas de ingeniería que se dedican solamente a realizar labores de consultoría, empresas constructoras que se encargan únicamente de la obra civil, empresas que venden instalaciones de tamaño limitado prediseñadas, empresas de carácter público propietarias de instalaciones desaladoras, etc. Pero realmente, son aquellas empresas que están involucradas en toda la cadena de valor del sector, las que se pueden considerar como más avanzadas en la desalación a gran escala. En este sentido, si se seleccionan los tres primeros países que cuentan con compañías integrales en desalación, tendría que mencionar: Francia, España e Israel. En España hemos sido pioneros en la desalación de agua de mar por ósmosis inversa, lo que nos ha permitido continuar liderando este mercado. Así, Abengoa ha sido reconocida desde el año 2007 por nuestras experiencias en España, Argelia y China, siendo nuestro último reconocimiento el de Empresa Desaladora del Año 2013 en los Global Water Awards.
P. - ¿Qué soluciones ofrece su empresa/organización en este sector?
R. - Precisamente Abengoa como compañía comprometida con el desarrollo sostenible, destaca como compañía pionera en la desalación mediante ósmosis inversa con una capacidad instalada de 1,4 millones de metros cúbicos diarios, de los cuales más de la mitad son en concesión. Adicionalmente, contamos con una trayectoria de éxitos en el sector, que han sido reconocidos internacionalmente. Ello ha sido posible gracias a que participamos en todas las fases de la cadena de valor; en la promoción, diseño, ingeniería, construcción, operación y tenencia de desaladoras, incorporando en nuestros proyectos las últimas tecnologías disponibles y nuestro contrastado conocimiento para hacer de la desalación una solución sostenible a los problemas globales de agua para los sectores urbano e industrial.
En 2011 existían aproximadamente 16.000 plantas desaladoras en todo el mundo con una capacidad instalada de producción de 71.9 millones de metros cúbicos de agua por día
P. - ¿Qué proyectos tiene en marcha su compañía en desalación?
R. - El último proyecto que hemos firmado en el sector de desalación urbano ha sido la desaladora de Agadir en Marruecos, de 100.000 m3/d de capacidad que contará con los últimos avances técnicos en ósmosis inversa, incluyendo un pretratamiento mediante membranas de UF y que suministrará agua potable para una población equivalente a 500.000 personas. Este proyecto se encuentra actualmente en cierre financiero.
Otro proyecto con el que estamos muy ilusionados es la desaladora de Accra, de 60.000 m3/d de capacidad que representa un hito para el sector del agua en el continente africano, esta planta suministrará agua para una población equivalente de 300.000 personas y también contará con pretratamiento por membranas de UF, la planta actualmente se encuentra en la fase final de construcción y se espera el inicio de su operación comercial próximamente.
En el sector industrial, hemos firmado este año el proyecto de Angamos, nuestro primer proyecto de desalación en Chile, con una capacidad de casi 5.000 m3/d ampliables a 19.200 m3 /d en una segunda fase.
Abengoa es una empresa global de base tecnológica que ofrece soluciones integrales a sus clientes municipales e industriales. No somos por tanto una empresa solo de desalación, sino que ofrecemos soluciones de potabilización, depuración y regeneración para reutilización. En este contexto, hemos firmado recientemente un proyecto con la ciudad de San Antonio, Texas para resolver sus problemas de disponibilidad de agua para los próximos 30 años bajo modalidad concesional.
Aunque inicialmente estudiamos la posibilidad de construir una planta desalobradora, la alternativa técnica-económica óptima ha consistido en titularizar y gestionar los
derechos de agua de los acuíferos de Carrizo y Simsboro, ubicados en el norte del estado, y bombear, trasportar y tratar el agua correspondiente para abastecer a la ciudad. Este proyecto aportará el 20% del suministro de agua de los ciudadanos de San Antonio.
