Cuando el agua es escasa, se deben encontrar fuentes alternativas de agua para mantener las actividades humanas, económicas y ecológicas. Estos hechos dificultan la satisfacción de la creciente demanda de agua y protegen la función ecológica del ciclo del agua. Por lo tanto, se deben evaluar fuentes de agua alternativas, como la reutilización de aguas residuales y la desalinización de agua de mar o salobre. La desalinización de agua salina es una fuente estable de agua cuando estas están disponibles.
Hoy en día, la desalinización mediante tecnología de ósmosis inversa (OI) es la tecnología líder para nuevas instalaciones de desalinización tanto en EDAM, como en EDAS, con una participación del 80% en el número total de plantas de desalinización instaladas en todo el mundo y una tendencia al alza, siendo la tecnología de referencia. Sin embargo, todas las tecnologías de desalinización requieren un aporte de energía, requiriendo para la tecnología más eficiente desde el punto de vista energético, la ósmosis inversa, un consumo de energía eléctrica de al menos 3 kWh/m3. En este contexto, y teniendo en cuenta las necesidades energéticas globales y el impacto ambiental asociado a la generación y distribución de la energía eléctrica, es necesario el desarrollo de soluciones tecnológicas innovadoras que permitan abordar estos retos.
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El proyecto MIDES tiene como objetivo revolucionar la desalinización mediante el desarrollo de un proceso sostenible de baja energía llamado Microbial Desalination Cell (MDC) como pretratamiento para la OI. La integración de la tecnología MDC con OI comercial permite la desalinización de agua de mar con un consumo de energía inferior a 0,5 kWh/m3.
La celda de desalación microbiana es una novedosa tecnología que busca un nuevo enfoque en el mundo del tratamiento del agua, de forma que en un mismo dispositivo se aprovechan los recursos presentes en el agua residual y las necesidades energéticas y de calidad para la desalación, tratando simultáneamente las dos corrientes, obteniendo agua residual tratada y agua potable.
El desarrollo de esta tecnología se encuadra en el Proyecto Europeo H2020 MIDES, que busca la demostración de esta tecnología para reducir el consumo eléctrico a menos de 0,5 kWh/m3 para la desalación de agua de mar. El proyecto cuenta con diez socios de siete países diferentes trabajando juntos en el desarrollo de platas desalinizadoras basadas en la tecnología de MDC, su utilización, parámetros de proceso, materiales, modelos matemáticos y en general la generación de conocimiento sobre la nueva tecnología desarrollada, su implantación con el resto de tecnologías y la sostenibilidad de los procesos que conforman la desalinizadora de bajo consumo energético.
El objetivo general del Proyecto MIDES se basa en la desalación de agua de mar con un consumo energético inferior a 0,5 kWh/m3. Simultáneamente, se depura el agua residual utilizada como fuente de energía, obteniendo dos corrientes de alta calidad (agua depurada y agua potable) partiendo de dos corrientes de una calidad menor (agua residual y agua salada). La solución MIDES se basa en la utilización de MDC junto con el resto de unidades necesarios para el acondicionamiento de las corrientes alimentadas y el postratamiento de las corrientes.
La tecnología desarrollada en el proyecto MIDES se evaluará en tres lugares diferentes con tres condiciones bioclimáticas y usos de agua distintos, de forma que se cubra el posible espectro de utilización de la tecnología en cuanto a aguas a tratar, usos de las corrientes producto y lugares de implantación.
El centro principal de desarrollo es el Centro de Innovación en Desalación (CID) que Aqualia ha inaugurado en Denia (España). En este centro se han instalado todas las tecnologías que incluyen el proceso global de tratamiento MIDES, que incluye desde pretratamientos a post-tratamientos, donde actualmente opera el primer piloto MDC que se ha construido a nivel mundial.
A modo de presentación, el pasado mes de noviembre y aprovechando la implantación del piloto de MDC en Denia se celebró en la localidad alicantina la denominada Desalination Week (25-29/11/2019), con la celebración de una escuela de desalación organizada por la IHE Delft y un Workshop sobre Desalación Sostenible organizado por Aqualia. Durante estos actos expertos de 17 países analizaron los enfoques más innovadores para generar agua dulce con el menor gasto de energía e impacto en el medioambiente. Durante los tres días del evento se presentaron 25 ponencias de alto nivel y se inauguró el CID, un espacio ubicado en la Desaladora de Racons.
Precisamente, y gracias a las actividades desarrolladas en esta planta, la desaladora es la mayor del mundo con el menor consumo energético reportado hasta ahora.
Información sobre logros recientes MIDES
- Construcción de dos plantas piloto: en los últimos meses se han construido dos plantas piloto de la tecnología MDC desarrollada en MIDES. Estas plantas piloto tienen una capacidad máxima de tratamiento de 3,6 m3/día de agua desalada. La primera de ellas fue instalada en Denia (Alicante) en noviembre de 2019 y la segunda está terminando su montaje eléctrico y será instalada en Guía de Isora (Tenerife) en abril.
- Inoculación de la MDC de Denia con bacterias bioelectroactivas: Tras la puesta en marcha y los ensayos abióticos con la celda MDC se ha inoculado con bacterias del género Geobacter, cepas bioelectroactivas que crecen en el ánodo de la celda MDC (celdas de desalación microbiana o MDC, por sus siglas en inglés), y degradan la materia orgánica generando una corriente de electrones que es la que genera la diferencia de potencial para separar los iones del agua.
- Validación de los pretratamientos con membranas cerámicas: tras dos años de trabajo se han validado en aplicaciones reales la utilización de membranas de ultrafiltración de materiales cerámicos como pretratamiento de MDC y de ósmosis inversa. Estas membranas de materiales hidrofílicos y de alta resistencia mecánica permiten la obtención de agua de alta calidad como pretratamiento con un bajo consumo energético y una vida útil de las membranas por encima de 25 años. Se han validado trabajando con aguas naturales salobres de alta complejidad, obteniendo buenos resultados tanto en calidad como en proceso. Esta tecnología se confirma como una alternativa viable a los pretratamientos convencionales y de ultrafiltración polimérica convencional.
