El know-how español en desalinización, un referente a nivel mundial

La Tierra es conocida como el planeta azul porque tres cuartas partes de ella están cubiertas por agua, sin embargo, la mayor parte de ella es agua salada y, dentro del agua dulce, poquísima en comparación, es apta para consumo humano. Un hecho que, a priori, se presenta como un problema dadas las demandas de agua cada vez mayores de la población y una crisis climática que exacerba aún más la presión sobre los recursos hídricos a nivel mundial pero que, gracias a los avances tecnológicos, podemos recurrir a los recursos hídricos no convencionales de la reutilización y la desalinización del agua como alternativa para suplir dichas demandas.

Gracias a los avances tecnológicos, podemos recurrir a los recursos hídricos no convencionales como son la reutilización y la desalinización del agua

Según la International Desalination Association (IDA), en la actualidad existen unas 18.000 plantas de desalinización en todo el mundo con capacidad operativa de casi 80 millones de metros cúbicos de agua al día (m³/día). En cuanto a ubicación, ICEX indica que la mayor concentración se da en la región de Oriente Medio, donde países como Arabia Saudí, Emiratos Árabes, Israel, Kuwait y Catar acaparan un tercio de las instalaciones a nivel mundial. “Los países árabes, del Mediterráneo y del Norte de África concentran no solo las desaladoras más grandes del mundo sino también los grandes proyectos de desalación”, cuenta Araceli Iniesta Alonso-Sañudo, responsable del sector del agua en ICEX.

Destacan también Estados Unidos, con el 10 % del total, y España con un 5,7 %, que concentra más de la mitad de las desaladoras que hay en Europa y se sitúa en cuarto lugar en lo que se refiere a capacidad instalada. Asimismo, según el Banco Interamericano de Desarrollo (BID), en los últimos años América Latina y el Caribe (ALC) se ha convertido en uno de los mayores mercados emergentes de desalinización. No obstante, “todas estas plantas solo satisfacen entre el 1 y 3 % de la necesidad de agua potable a nivel mundial”, dice Araceli Iniesta, lo que deja “un margen de incremento extraordinario” para este campo.

En cualquier caso, la desalinización se presenta como una alternativa real, viable y segura a los problemas de abastecimiento, especialmente en aquellas zonas que sufren de escasez de agua, donde la ingeniería española ha jugado un papel fundamental.

Una larga trayectoria en desalinización

España, pionero en el proceso de desalinización de agua –instaló en Lanzarote la primera desalinizadora en Europa en 1964–, cuenta con más de cincuenta años de experiencia en esta área que le han proyectado como uno de los líderes mundiales, tanto en capacidad instalada –quintos a nivel mundial–, como en la fortaleza de su industria –con empresas de diseño, construcción y operación, consultoras, suministradores y centros de investigación–. A través del Programa AGUA (Actuaciones para la Gestión y la Utilización del Agua) impulsado por el gobierno en 2004, España adoptó un nuevo enfoque de la política del agua más acorde con la Directiva Marco del Agua (Directiva 200/60/CE) en el que la desalinización del agua se encontraba entre sus pilares más importantes, lo que supuso una apuesta clara por la desalinización como estrategia clave para solucionar los problemas derivados del déficit de recursos hídricos existente en la costa mediterránea española y, además, una gran oportunidad para las empresas españolas de hacer grandes desaladoras tanto dentro como fuera del país.

“En la actualidad, las demandas de agua potable en la costa mediterránea y las islas están cubiertas”, dice Domingo Zarzo Martínez, director de Innovación y Proyectos Estratégicos de Sacyr Agua y presidente de AEDyR, y de hecho, el suministro de agua potable en las islas de Lanzarote y Fuerteventura se realizan totalmente a través del agua desalada, sin embargo, “hay sectores como el agrícola que van a necesitar de un incremento en la capacidad instalada para satisfacer estas demandas, aunque se trate de un recurso más caro que los convencionales”, señala.

Así, si bien es cierto que el país lleva bastante tiempo sin acometer grandes instalaciones de desalinización nuevas, las demandas se han centrado precisamente en cubrir las necesidades de esos usos más específicos con plantas de menor capacidad, en especial la agricultura, que del mismo modo que en Chile para el sector minero, se trata de una apuesta segura.

No obstante, si hablamos de desalinización a nivel mundial hay que tener en cuenta que la madurez del sector ha hecho que las empresas españolas sean líderes en esta práctica, llevando a cabo proyectos en todas partes del mundo y en condiciones muy dispares y exigentes.

Un claro ejemplo de ello es ACCIONA, líder indiscutible en desalinización en Oriente Medio, con la construcción de seis desaladoras en Arabia Saudita, tres de ellas ya terminadas (Al Khobar-1 y Al Khobar-2 y Al Shuqaiq), además de las dos que tienen en Emiratos Árabes Unidos (Fujairah y Jebel-Ali) o en Catar (Umm Al Houl 1 y 2 y Ras Abu-Fontas) y en proceso otra desaladora en Hong Kong (Tseun Kwan O) y el proyecto de la desaladora de Los Cabos en México. “En ACCIONA estamos ya desalando más de 5,5 Millones de m³/día con más de 85 plantas construidas en todo el mundo y abasteciendo a más de 28 millones de personas”, comenta Pedro Miranda, responsable de Desalación internacional.

Por otro lado, desde los años ochenta GS Inima lleva operando activamente en el sector de la desalinización. Diego Vera, director de Desarrollo de Negocio, cuenta que la compañía tiene más de treinta plantas desaladoras con capacidad por encima de 10.000 m³/día y una capacidad total instalada superior a 1,5 millones de m³/día que abastecen a una población total de más de siete millones de habitantes equivalentes. Entre sus proyectos más destacados se encuentran la planta desaladora de Atacama (Chile), puesta en marcha en marzo de 2021, la desaladora de Ensenada (México), Barka V y Ghubrah III en Omán, ambas bajo la modalidad BOO (build, own, operate), y Daesan, la primera planta de gran capacidad en Corea del Sur, adjudicada en 2021.

Tedagua aporta dos desaladoras portátiles a la producción de agua para el riego en La Palma

En este pool de empresas españolas que lideran el mercado de la desalinización se encuentra también Tedagua, que aporta más de veinte años de experiencia en diseño, construcción, operación y mantenimiento de todo tipo de plantas convencionales, desde plantas desaladoras realizadas para complejos hoteleros o pequeñas explotaciones agrícolas en las Islas Canarias, como la desaladora del Salto de Chira, las grandes desaladoras de agua de mar como Escombreras en España de 63.000 m³/día o las de Provisur en Perú, Tuas III en Singapur, Beni-Saf en Argelia, Spence en Chile o la desaladora de Magtaa, la más grande África. “En total Tedagua ha diseñado y construido más de 100 plantas desaladoras, que entre todas suman un total de más de 1.500.000 m³/día de capacidad de agua desalada”, añade Álvaro Diaz del Rio, jefe del Departamento de Innovación.

Y otra empresa española que está teniendo una fuerte presencia en el ámbito de la desalinización es Almar Water Solutions, cuyo equipo posee una gran experiencia en este sector. Además de su proyecto más emblemático, la desaladora de Shuqiaiq 3 que comparte en consorcio con ACCIONA, Marubeni Corporation y Rawafid Alhadarah Holding Co., cuentan con plantas más pequeñas en Latinoamérica y Norte de África que van desde 75 m³/día a los 35.000 m³/día que son igual de importantes, pues producen agua para llevar a cabo los procesos productivos de muchas empresas y sus actividades, que de otra manera no sería posible. “No llevamos muchos años como empresa, pero llevamos un ritmo de trabajo y de adjudicación de proyectos muy bueno. Esperamos ampliar estas cifras próximamente”, dice Arantxa Mencía, directora global de desarrollo de negocio.

El binomio agua-energía en desalinización

La desalinización implica eliminar la sal del agua del mar y filtrarla para producir agua de calidad, siendo una solución que no está libre de desafíos. A lo largo de la historia de su implementación, el gran factor limitante ha sido que requiere grandes cantidades de energía, lo que a su vez eleva el coste de producción del agua.

Sus grandes detractores han señalado siempre el coste de su producción, su elevado consumo energético y el impacto ambiental generado. Sin embargo, el esfuerzo técnico, económico y científico llevado a cabo por el sector español están demostrado que se trata de una alternativa viable y sostenible para multitud de usos del agua para la que las empresas españolas han aportado todo su know-how con el fin de lograr que la producción de agua desalada sea cada vez más eficiente y económica.

En este sentido, Almar Water Solutions ofrece tanto la capacidad técnica y como las herramientas financieras para favorecer el desarrollo de plantas desalinizadoras en todo el mundo: “Conseguir hacer proyectos más sostenibles y ahorrar en costes son dos puntos clave en la industria”, comenta Arantxa Mencía. "El coste energético de las plantas de desalación ha sido la cuestión más crítica de estos proyectos, y ya se han alcanzado grandes avances en este campo".

Por su parte, ACCIONA, que es líder global en soluciones hídricas, no solo promueve el uso de la digitalización a través de los gemelos digitales, la realidad aumentada, la inteligencia artificial, el IoT o el machine learning, sino que además han convertido a la tecnología de ósmosis inversa –que es la tecnología más extendida, representado cerca del 71 % de la tecnología a nivel mundial y emite 6,5 veces menos gases de efecto invernadero que los procesos de desalinización térmica– en su bandera: “La tecnología de ósmosis inversa ha evolucionado de tal manera que hemos conseguido mínimos costes de una manera eficiente y sostenible”, comenta Pedro Miranda. A esta tecnología se le unen en los procesos de pretratamiento como la ultrafiltración –ampliamente usada–, que permite obtener una gran calidad de agua, eliminando la totalidad de los sólidos en suspensión, las bacterias y los virus, y contribuyendo así a mejorar el rendimiento de las membranas de ósmosis inversa.

“En DuPont hemos decido apostar fuertemente por la calidad del producto. De esta forma, conseguimos ofrecer una gran durabilidad para nuestros productos, y así poder extender la vida útil de las membranas, ayudando a nuestros clientes reducir los costes totales de operación”, cuenta Guillem Gilabert Oriol, Desalination Technical Leader de la compañía. Así, de entre todas las tecnologías de membranas disponibles destacan por su innovación las membranas DRY (probadas en seco) para agua de mar, las membranas FilmTec™ Seamaxx™, que permiten desalar agua de mar consiguiendo el máximo ahorro energético, y la tecnología DuPont™ B-Free™ –posiblemente la tecnología más innovadora actual del mercado–, un pretratamiento innovador que se coloca entre la ultrafiltración y la ósmosis inversa y que ha sido probado con éxito en la planta de desalación en Masplomas I de la empresa Elmasa: “Consigue proteger las membranas de ósmosis inversa del biofouling, prácticamente eliminando las limpiezas químicas en la ósmosis inversa, y aumentando así la vida útil de las membranas, así como reduciendo el tiempo que la planta está parada y aumentando su productividad”.

A todas estas tecnologías se suman también otras menos extendidas y avanzadas, como la destilación o la electrodiálisis. En Tedagua, por ejemplo, apuestan por la búsqueda de tecnologías disruptivas basadas en el principio de la diferencia de potencial para eliminación de iones, como la electrodesionización o la desionización capacitiva: “El principal desafío es encontrar materiales con características físico-químicas adecuadas para la fabricación de electrodos que optimicen los procesos de adsorción y la desorción de sales”, explica su jefe del Departamento de Innovación.

Las sinergias entre el agua y la energía es uno de los factores clave en el progreso de la desalinización

Las sinergias entre el agua y la energía es uno de los factores clave en el progreso de la desalinización. La empresa ABB, de origen suizo y también con presencia en España, es un líder tecnológico que promueve la transformación digital de la industria y que impulsará en Abu Dhabi el mayor proyecto de desalinización de agua marina del mundo. Es especialista en variadores de frecuencia para la industria del agua, cuya tecnología logra en las plantas desalinizadoras un ahorro energético de entre un 20 % y un 60 %, así como una considerable reducción de costes de mantenimiento.

En este binomio agua-energía destaca el proyecto MIDES, liderado por Aqualia, que pretende revolucionar la desalación mediante el desarrollo de un proceso sostenible de producción de agua potable a partir de agua de mar con un bajo consumo energético. Su tecnología, basada en la célula microbiana de desalación (MDC, por sus siglas en inglés), permite llevar a cabo la desalinización sin aporte externo de electricidad utilizando la materia orgánica de aguas residuales como fuente de energía.

Además de esta línea de investigación, a comienzos de 2020 Aqualia adquirió al grupo saudí Haji Abdullah Alireza el 51% de la sociedad HAAISCO (Haji Abdullah Alireza Integrated Services Ltd), encargada de la operación y mantenimiento de varias desaladoras en Arabia, como la planta del aeropuerto internacional King Abdulaziz, en Jeddah, la desaladora de agua de mar por ósmosis inversa de la KAUST University, ubicada en Thuwal, la planta de desalación MED (destilación multi-efecto) de Rabigh, o la operación y mantenimiento de la desaladora y el sistema de distribución de agua potable del área industrial de Jizán (Jizan City for Primary and Downstream Industries – JCPDI), en el extremo suroeste de Arabia, sumando un total de 26 instalaciones gestionadas por la compañía a nivel global.

De hecho, según explica Domingo Zarzo, de AEDyR, el consumo energético se ha reducido enormemente en los últimos años: “Frente a los más de 20 Kwh/m³ de las primeras desaladoras en España (por tecnología de evaporación) en los años setenta, el consumo se ha ido reduciendo hasta los valores actuales inferiores a 2,5-3 Kwh/m³” o, en valores un poco más comprensibles, “el consumo energético asociado a la producción de agua desalada que necesitaría una familia de cuatro miembros para cubrir sus necesidades de agua potable durante un año, es inferior al consumo energético de su refrigerador durante ese año”.

Un futuro accesible

Si bien es cierto que el precio de la energía impacta de manera importante sobre el precio del agua desalada –este puede representar entre el 40 y el 60 % de los costes de producción– “es muy difícil reducir ya el consumo energético de las desaladoras”, dice el presidente de AEDyR. Así, con la disminución del precio por metro cúbico de agua producida, que prácticamente ha llegado a su límite inferior, los retos futuros pasan por sustituir el uso de combustibles fósiles por energías renovables y reducir el impacto de la salmuera que se produce en el proceso y que contamina los ecosistemas costeros: “En lo que hay que trabajar es en la implementación de energías renovables y el autoconsumo para reducir la dependencia de fuentes de energía externas”, y en este aspecto el sector no va mal encaminado: “Muchas de las plantas de agua que a día de hoy se proyectan, van acompañadas de una fuente de energía alternativa, como pueden ser solar y/o eólica”, dice Diego de Vera, de GS Inima. "Las energías renovables junto con los procesos de desalación son el otro punto a destacar, ya que soluciona uno de los problemas habituales en la desalación, que es conseguir suministro eléctrico continuado y económico, que haga viable el proceso de desalación", resalta también desde Almar Water Solutions, Arantxa Mencía.

Los retos pasan por sustituir los combustibles fósiles por energías renovables y reducir el impacto de la salmuera

A nivel mundial, la desalinización se está posicionando como una necesidad ineludible: “El panorama es francamente positivo para el sector, aunque debemos tener muy presente los retos a los que nos estamos enfrentando: eficiencia energética e impacto ambiental”, recalca Raúl Fernández, jefe del Departamento de Ingeniería de Tedagua. “Cada vez estamos más cerca del límite teórico termodinámico de la desalación, y es por este motivo, que se hace más evidente que nunca que debemos innovar más allá de las especificaciones del producto”, dice por su parte Guillem Gilabert.

En cuanto a las perspectivas, Araceli Iniesta, de ICEX, señala el aumento de la preocupación por la planificación, por tratar de reducir el consumo de agua o la búsqueda de fuentes alternativas, la incorporación de la transformación digital, la racionalización en el uso de la energía y la reducción de los impactos ambientales, como los aspectos que protagonizarán el sector del agua en los próximos años a nivel internacional, en un contexto de alta competitividad para las empresas. “El margen de crecimiento para la desalación en todo el mundo es grande y las empresas españolas están bien posicionadas en el sector, ocupando muchas de ellas lugares muy destacados en el ranking de las grandes empresas internacionales”.