martes, 10 de noviembre de 2009

Avances técnicos en la desalación de aguas.



AVANCES TÉCNICOS EN LA DESALACIÓN DE AGUAS. AHORRO ENERGÉTICO.


Una de las principales objeciones que se presentaban, años atrás, contra la desalación, era el elevado coste para la obtención del recurso. Sin embargo, en unos pocos años el coste del agua desalada ha descendido notablemente debido principalmente a dos causas: La aprobación de la Directiva Marco sobre Política del Agua y su transposición a la legislación española y la bajada notable del coste del agua desalada por la incorporación de los últimos avances técnicos en ósmosis inversa.

España es de los primeros países que apuestan por la desalación por Ósmosis Inversa, instalando la primera planta en 1982. Desde entonces el consumo específico experimenta un descenso desde más de 20 kWh/m3  a menos de 4 kWh/m3  obtenido en la actualidad, con la repercusión importantísima en el coste del agua desalada.

En la instalación de Ósmosis Inversa siempre hay cuatro áreas bien definidas y diferenciadas en las que se van a analizar los avances técnicos previsibles a corto plazo. Estas áreas son las siguientes: Toma de agua de mar y pretratamiento; Sistema de alta presión y recuperación de energía; Sistema de Ósmosis Inversa y postratamiento.

TOMA DE AGUA DE MAR Y PRETRATAMIENTO.

Disponer de una toma de agua de mar es siempre el objetivo primero a la hora de diseñar una desaladora. Una buena toma de agua permite aligerar los pretratamientos físicos y químicos de forma apreciable.

Pretratamientos físicos: Decantación y filtración (arena, micro-ultrafiltración).
Pretratamientos químicos: Desinfección, regulación de pH, coagulación, reducción y estabilización.

Las líneas de desarrollo se orientan hacia la bajada de precio con la mejora de los sistemas de limpieza y la intercambiabilidad de los elementos entre los distintos fabricantes.

SISTEMAS DE ALTA PRESIÓN Y RECUPERACIÓN DE ENERGÍA.

Utilización de turbinas PELTON y mejoras en el rendimiento de bombas y turbinas. La tendencia de futuro es el sistema de recuperación de energía basado en los conversores hidráulicos o cámaras hiperbáricas. El ahorro energético puede representar entre 0,4 y 0,5 Kwh/m3, esto supondrá un consumo de proceso entre 2,4 y 2,5 Kwh/m3.

SISTEMA DE OSMOSIS INVERSA.

Utilización de membranas de poliamida de enrollamiento espiral, las mejoras apuntan a la bajada de la presión de funcionamiento al incrementar la permeabilidad de la membrana. Este avance se traduce de forma inmediata en reducción de consumo específico ya que una bajada entre 6 y 7 kg/m2  en la presión de proceso supone una bajada de 0.35 Kwh/m3 .

POSTRATAMIENTO.

En el futuro se tiene que exigir una calidad en función del uso y dar el calificativo de prepotable. No se debe exigir al agua desalada lo que no exigimos al agua en la boca de un pozo de agua subterránea. La condición de potable debe darse al agua cuando va a ser distribuida. No tiene sentido exigir calidad potable al agua de la desaladora que posteriormente se ha de mezclar con otras fuentes no potables. La eliminación, aunque no con carácter general, del postratamiento contribuirá a rebajar el coste del agua desalada.

EVOLUCIÓN DE LOS COSTES DEL AGUA DESALADA

En España se han obtenido los mejores logros en la reducción del consumo específico. La ingeniería española está en el lugar más avanzado en cuanto al diseño más eficiente de las instalaciones desaladoras. Se ha llegado a rebajar el umbral de 4 kWh/m3  que parecía inalcanzable cuando se empezó a aplicar la ósmosis inversa. El efecto inmediato de la bajada de costes ha sido la extensión al uso de agua desalada en la agricultura de alto valor añadido, lo que era impensable hace unos años.

Los costes se dan con la incorporación de los costes de bombeo del agua desalada a una cota aproximada de 100 m y una distancia en torno a 15 Km.

COSTES DEL AGUA DESALADA
(Agua de mar)
1. BASES DE CALCULO
1995
2002
2004
2010
• Coste de Inversión
• Periodo de amortización
• Interés
Consumo específico
• Precio energía
• Tipo de toma
/m3y día
años
%
kWh/m3
/kWh
Abierta
890
15
10
5.3
0.077
Abierta
610
15
4
4.1
0.048
Abierta
600
15
4
3.6
0.048
Abierta
590
15
4
2.9
0.048
Abierta
2. COSTE AGUA DESALADA
• Energía eléctrica
• Personal
• Productos químicos
• Mantenimiento y otros
• Reposición de membrana
/m3
/m3
/m3
/m3
/m3
0.408
0.036
0.030
0.024
0.018
0.196
0.036
0.028
0.024
0.018
0.172
0.030
0.028
0.024
0.016
0.139
0.025
0.030
0.024
0.014
TOTAL EXPLOTACIÓN
AMOTIZACIÓN
0.516
0.337
0.302
0.170
0.270
0.168
0.232
0.165
COSTE TOTAL
/m3
0.853
0.472
0.438
0.397

DATOS: Miguel Torres Corral
Centro de Estudios Hidrográficos (CEDEX)
Ministerio de Fomento

HASTA DONDE PUEDE LLEGAR LA REDUCCIÓN EN EL CONSUMO ENERGETICO.

                El consumo específico mínimo para el agua de mar es de 2,34 kWh/m3 para el proceso de osmosis inversa, si además consideramos otros consumos necesarios, como son: captación del agua de mar hasta la cota de la planta, tratamientos, lavados, perdidas de carga, etc., el valor real, considerando la totalidad de estos consumos, que puede alcanzarse en las plantas desaladoras es de 2,7 a 2,9 kWh/m3. Esto es si no se descubre y desarrolla un proceso más eficaz, como pasó con la aparición de la osmosis inversa frente a los sistemas de destilación. (F. Martin y J. Morales, Revista ingeniería y territorio, Revista del colegio de ingenieros de caminos canales y puertos, nº 72, 2005)

COSTES TRASVASE DEL EBRO.

                El Plan Hidrológico Nacional establecía entre las actuaciones a desarrollar el proyecto del Trasvase del Ebro como el sistema más eficiente para incrementar la oferta de agua en el sureste español. Dicha eficiencia, en términos económicos y ambientales fue puesta seriamente en duda por diversos técnicos y especialistas desde los comienzos del proyecto, aún sin poder disponer de toda la información que supuestamente avalaban dicha eficiencia.
                Posteriormente a los primeros cálculos efectuados por el Ministerio para estimar el coste del m3 de agua, (0,31 /m3), y en base a las cifras resultantes del anteproyecto, se propone un coste de 0,39 /m3 que es el que se justifica también ante la Comisión Europea en la solicitud de fondos de cofinanciación.

                Como se señala en los informes “suspensivos” de los técnicos de la Comisión, acordes con los informes elaborados por técnicos en España, los costes reales de las actuaciones implicadas aparecen claramente infravalorados, y los caudales trasvasables sobrevalorados.

                La corrección de los aspectos más claramente discutibles del estudio económico financiero llevan a resultados muy divergentes con los propuestos, estimando que el coste real medio del metro cúbico trasvasado se situaría en el entorno de los 0,9 euros.

COSTES MEDIOS DEL AGUA TRASVASADA DEL EBRO
FACTORES DETERMINANTES
SUPUESTOS DEL ANTEPROYECTO DEL TRASVASE 2003
ESTIMACIONES MÁS REALISTAS
COSTE MEDIO DEL AGUA TRASVASADA


Es la suma de todos los costes unitarios indicados, y resulta en realidad 2,3 veces mayor que lo supuesto por el anteproyecto 2003.
Incluso aunque se mantuviera la amortización en 50 años, el coste real sería 0,751 por metro cúbico, 1,9 veces mayor que el del anteproyecto.
0,391 por metro cúbico facturado.
0,912 por metro cúbico facturado.

Secretaria General para el Territorio y la Biodiversidad, Ministerio de Medio Ambiente.

                Realmente no se le puede aplicar a todos los usuarios del agua del trasvase del Ebro un precio único, puesto que no cuesta lo mismo llevar el agua a Barcelona que a Almería. En el caso de hacerlo las zonas más cercanas al origen del trasvase estarían subvencionando a las zonas más alejadas y las subvenciones de este tipo son las que implícitamente pretende eliminar el DMA en su artículo 9.1. Por lo tanto se tiene que repartir el coste de cada tramo del trasvase entre todas las unidades demandas situadas en él, como se muestra en el siguiente cuadro.

/m3
PHN
PHN +600
PHN Corregido
PHN (1)
PHN Corregido (1)
Barcelona
0,17
0,19
0,29
0,16
0,49
Castellón Norte
0,13
0,14
0,25
0,08
0,08
Mijares-Castellón
0,18
0,19
0,32
0,13
0,15
Castellón Sur
0,20
0,22
0,36
0,14
0,17
Tous
0,25
0,28
0,44
0,19
0,25
Vinalopo-Marinas
0,38
0,41
0,63
0,31
0,43
Bajo Segura
0,37
0,41
0,63
0,36
0,70
Cartagena Litoral
0,40
0,44
0,68
0,39
0,82
Almanzora
0,54
0,61
0,92
0,53
1,05
Almería
0,63
0,70
1,05
0,64
1,47
Altiplano
0,58
0,65
0,95
0,33
0,47
Total
0,35
0,38
0,59
0,31
0,61

Evaluación económica del trasvase del Ebro según la Directiva Marco del Agua. Enrique San Martín Gonzáles y Amelia Pérez Zabaleta, UNED. (1) Carpintero, O. (2001): “Los costes económicos ocultos del trasvase Ebro-Litoral” Arrojo Agudo, P.(Fundación Nueva Cultura del Agua y experto en la materia)(coord.): El Plan Hidrológico Nacional a debate, Bakeaz, Bilbao.


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