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Durabilidad y sostenibilidad: invertir en ósmosis inversa para ahorrar agua, esfuerzo y dinero

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DuPont Water Solutions - líder mundial en tecnología de separación y purificación sostenible.

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El avance tecnológico nos ha ayudado a resolver los mayores desafíos de la sociedad. Eso también es cierto para el agua. La ósmosis inversa ha desbloqueado un gran potencial para desalinizar el agua de mar durante los últimos cuarenta años, agregando una capacidad de suministro muy necesaria en las regiones con estrés hídrico. De hecho, la población y el crecimiento económico, combinados con el cambio climático, están agravando la presión sobre los recursos hídricos, con nuevos pronósticos que muestran que en el 2050 necesitaremos un 30% más de agua para uso doméstico y recreativo, y un 400% más para uso industrial. Por lo tanto, es importante asegurar que el agua desalinizada se pueda producir de manera eficaz y económica.

Las membranas de ósmosis inversa de agua de mar, como nuestros propios productos FilmTec™, ​​son ahora tan avanzadas que el rendimiento de la tecnología se está acercando a los límites termodinámicos y el coste de la desalinización de agua de mar está alcanzando niveles de alrededor de 0,5 $/m3. Por lo tanto, uno de los enfoques de nuestra estrategia de I+D ha sido la durabilidad de los sistemas de ósmosis inversa. Con membranas más duraderas, hemos podido ayudar a nuestros clientes a reducir significativamente su OPEX, ya que reemplazar las membranas puede constituir hasta un 5% de su coste total de producción de agua.

Esperanza de vida de dos dígitos

En España estamos orgullosos de la vida útil ininterrumpida de nuestras membranas en numerosos casos. Por ejemplo, en la planta desaladora de Torrevieja, los 26.000 elementos de FilmTec™ han estado funcionando durante más de siete años, al igual que los más de 20.000 membranas en el caso de Águilas. Pero esto no es todo, ya que, en el caso de la planta de Alicante, con una capacidad de 65.000 m3/día, nuestras membranas llevan más de doce años de alto rendimiento de forma constante, y en la desaladora de San Pedro del Pinatar, los casi 6.500 elementos de FilmTec™ llevan proporcionando un servicio ininterrumpido durante más de catorce años.

La durabilidad de las membranas de DuPont reduce el coste total de las membranas en un 50% durante todo el ciclo de vida de la instalación debido a la menor frecuencia de reemplazo

Una vida útil más larga de la membrana significa cuatro cosas para la economía de una planta: menor tiempo de inactividad de la planta, coste reducido del personal de mantenimiento, menores costes de reemplazo de membranas y menor coste de eliminación de las membranas usadas. En comparación con otras membranas disponibles en el mercado, la durabilidad de las membranas de DuPont reduce el coste total de las membranas en un 50% durante todo el ciclo de vida de la instalación debido a la menor frecuencia de reemplazo. Este es un criterio muy importante que los operadores de plantas desaladoras deben considerar al elegir sus membranas. Nuestra herramienta de cálculo "Invertir para ahorrar" les ayuda a apreciar este factor.

Otros beneficios del uso de nuestras membranas y su larga durabilidad incluyen la reducción de interrupciones en las operaciones y una mayor previsibilidad del sistema, menos riesgos para la salud y la seguridad, y una huella ambiental más pequeña al reducir la cantidad de elementos usados que se desechan.

Más eficiencia, menos energía

Un enfoque adicional de nuestro programa de I+D en desalación es la reducción del consumo de energía. Gracias a los avances tecnológicos, en los últimos veinte años la cantidad de energía necesaria para la producción de agua se ha reducido en un 80%. Esa es una de las principales razones por las que la desalinización cuesta ahora solo la mitad de lo que costaba hace una década. Según la Asociación Internacional del Agua (IWA), ahora se necesita menos energía para proporcionar a una familia agua desalinizada fresca que la energía que utilizan para su nevera. Hemos encontrado formas novedosas de aumentar aún más la eficiencia energética. Por ejemplo, nuestro nuevo elemento resistente al ensuciamiento FilmTec™ SW30XFR-400/34 ofrece una caída de presión un 34% menor comparado con otras membranas de alto rendimiento. La robusta química de la membrana ofrece una conductividad de permeado estable en múltiples limpiezas, donde otros elementos sufren un aumento del 85% en el paso de sales. Esto da como resultado una reducción de más del 33% en la cantidad de limpiezas químicas causadas por la contaminación biológica y, por lo tanto, un aumento en la producción, una mayor fiabilidad de la planta y un menor uso de energía.

Hemos ido más allá al mejorar cómo llevamos las membranas desde nuestras instalaciones de fabricación a la planta desaladora

En una desaladora de 100.000 m3/día, el uso de nuestras membranas resistentes al ensuciamiento biológico puede reducir los costes de producción de agua hasta en un 5,5% en la etapa de ósmosis inversa y generar un ahorro total de 0.0134 US $/m3 en toda la planta desaladora. Esto equivale a aproximadamente 490.000 dólares de ahorros anuales. La combinación de este último hito de innovación con el renombrado SEAMAXX™ - 440 con nuestro exclusivo diseño ISD (Internally Staged Design) promete mayores ahorros de energía y un rendimiento de resistencia a las incrustaciones aún mejor.


Herramienta para calcular el ahorro de huella de carbono al usar nuestras membranas secas.

Tecnología aún más sostenible

Estos avances contribuyen en gran medida a que la desalinización del agua de mar sea más limpia, más económica y más ecológica. Hemos llevado la tecnología y su aplicación a los límites termodinámicos de eficiencia y hemos ido incluso un paso más allá al mejorar también cómo llevamos nuestras membranas desde nuestras instalaciones de fabricación a la planta desaladora en la que se instalarán. Las membranas de agua de mar disponibles en el mercado necesitan transportarse y almacenarse empapadas en una solución preservadora, mientras que la química de las membranas de DuPont no lo necesita. Este líquido pesa alrededor de 4 kg por elemento, lo que se traduce en una gran cantidad de emisiones de carbono y uso de energía en su entrega. Hemos podido desarrollar una química de membrana estable en seco y un método de testeo en seco que hacen que la solución preservadora sea innecesaria. Nuestras membranas son las únicas disponibles que se prueban en seco, permanecen estables después de las pruebas y se pueden almacenar sin ningún conservante líquido durante años sin preocupaciones. Y funcionan con los mismos estándares altos que nuestras membranas tradicionales. Esto reduce la huella de carbono de cada elemento de la membrana en aproximadamente un 20%, y los hace más fáciles y seguros de almacenar e instalar.

Hemos creado una herramienta para que los operadores calculen el ahorro de huella de carbono al usar nuestras membranas secas

Los operadores no necesitan preocuparse de la posible exposición a los productos químicos de la solución preservadora, y al mismo tiempo se reduce el riesgo para el personal y el medioambiente. También hemos creado una herramienta para que los operadores de plantas desaladoras calculen el ahorro de huella de carbono al usar nuestras membranas secas.

Como tal, estamos teniendo un impacto directo e indirecto en alcanzar los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU, entre ellos el ODS 6, que exige el acceso universal al agua y el saneamiento.

El impulso innovador detrás del desarrollo de tecnologías del agua cada vez mejores

La investigación y el desarrollo son clave en DuPont, y continuamente innovamos y mejoramos nuestros productos y aplicaciones para aumentar su eficacia. Tenemos la suerte de contar con un gran equipo de innovadores que trabajan en colaboración con institutos de investigación, universidades, otros fabricantes y nuestros clientes en todo el mundo.

La joya de nuestra corona de innovación es nuestro centro de I+D+ i en Tarragona, España. El Centro Global de Tecnologías del Agua (GWTC, por sus siglas en inglés) es único en el mundo, ya que funciona como laboratorio y como planta a escala industrial, lo que permite realizar pruebas de alto nivel y optimizar las aplicaciones de tratamiento de agua en condiciones reales. En muchos casos, ha reducido el tiempo necesario para llevar una idea al mercado en un 50%. Aquí, superamos los límites de la tecnología en estrecha colaboración con nuestros clientes. El GWTC es nuestro único centro en el mundo con estas características, ya que puede replicar los mismos desafíos que enfrentan nuestros clientes a diario, con agua de origen municipal, del mar e industrial. Puede tratar 10.000 m3 de agua por día, suficiente para abastecer a una ciudad de 100.000 habitantes. La I+D se ejecuta directamente desde el laboratorio hasta la prueba a gran escala, a menudo con el personal de un usuario final como parte del equipo. Solo el año pasado, por ejemplo, llevamos a cabo unos 150 proyectos de colaboración en nuestro Centro Global de Tecnologías del Agua.

La investigación y el desarrollo son clave en DuPont, y continuamente innovamos y mejoramos nuestros productos y aplicaciones

Además de la mejora continua del producto, también ayudamos a los clientes a innovar junto a nosotros para optimizar diseños, procesos y operaciones. Nuestro software de diseño WAVE (Water Application Value Engine) ofrece a los ingenieros la oportunidad de crear conjuntamente sistemas novedosos que integran múltiples tecnologías en cualquier lugar de la cadena de tratamiento del agua.

Avanzando en nuestro propósito de crear un futuro mejor para las personas y el planeta

En DuPont Water Solutions reconocemos que necesitamos más herramientas en nuestro conjunto de herramientas tecnológicas para resolver los desafíos globales del agua y ayudar a crear un futuro mejor para las personas y nuestro planeta. Por lo tanto, en 2019 ampliamos nuestra cartera de productos y dimos la bienvenida a DuPont a nuevos colegas a través de cuatro adquisiciones claves de compañías especializadas en tecnologías de purificación, conservación y reutilización del agua: inge trajo la tecnología complementaria de ultrafiltración (UF), que mejora el rendimiento de muchas corrientes de agua, incluido el pretratamiento para la desalinización; los biorreactores de membrana de Memcor y la UF sumergida tienen una amplia gama de aplicaciones, incluida la reutilización de aguas residuales; la ósmosis inversa de circuito cerrado patentada a nivel mundial de Desalitech puede mejorar la recuperación de agua hasta en un 95-97%; y OxyMem ha incorporado reactores de biopelícula aireados de membrana (MABR) a su cartera, que pueden llevar el tratamiento secundario de aguas residuales al siguiente nivel con ahorros de energía significativo y una huella ambiental más pequeña. Todo esto además de una gama de tecnologías líderes en el mercado que ya teníamos en nuestra cartera como Dow Water & Process Solutions con ósmosis inversa de la marca FilmTec ™, resina de intercambio iónico Amberlite ™ y nuestra cartera de ultrafiltración, entro otras.

Durante más de cuarenta años, los avances científicos han permitido que los elementos de ósmosis inversa eliminen y separen la sal y otros contaminantes del agua a nivel molecular. Hoy, la ciencia ha alcanzado su cénit termodinámico. Y, sin embargo, la innovación para mejorar la durabilidad, prevenir la contaminación biológica y proporcionar membranas secas ha reducido aún más el coste y el impacto ambiental de las membranas de ósmosis inversa de agua de mar. Estamos comprometidos a continuar este trabajo para hacer de la desalinización una fuente de agua aún más extendida a medida que las demandas de la sociedad continúan creciendo.

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