Energía azul: energía renovable sin problemas de discontinuidad

La energía azul es la energía obtenida por la diferencia en la concentración de la sal entre el agua de mar y el agua de río con el uso de ósmosis retardada a presión. Esta es una técnica esbozada por Pattle en 1954 y desarrollada por Norman y Loeb en la década de los 70, pero que no ha recibido especial atención hasta la actual crisis energética. Consiste en la permeación de agua de una disolución de baja salinidad a otra de gran salinidad presurizada, la energía se obtiene al despresurizar el permeado en una turbina. Se trata de una energía renovable que no presenta los problemas de discontinuidad de la eólica o la solar.

[Javier Dufour-GIQA-Universidad Rey Juan Carlos]

Cuanto mayor sea el gradiente salino entre las dos disoluciones, mayor será la presión que se pueda alcanzar, y cuanto mayor sea el caudal de agua que se alimente al sistema, mayor cantidad de energía se generará. Uno de los principales problemas de este diseño de proceso es la compresión necesaria, cuyo consumo energético puede llegar a superar la energía producida. Este factor se ve resuelto con el empleo de cambiadores de presión, típicos de las instalaciones de ósmosis inversa.

El aspecto más importante de este tipo de instalaciones es la membrana que debe reunir una serie de características como alta permeabilidad al agua, baja a las sales y baja resistencia de la capa soporte, así como resistencia al ensuciamiento y formación de costras. El proceso de ósmosis retardada a presión parece ser el contrario a la ósmosis inversa; mientras que ésta última emplea la presión hidráulica para vencer la presión osmótica de una disolución concentrada (agua de mar) para dar agua purificada, la primera utiliza la presión osmótica del agua de mar para salinizar el agua dulce e inducir presión hidráulica y, por tanto, energía. Esta similitud hizo que en los primeros desarrollos se emplearán membranas de ósmosis inversa, pero producían menos energía de la inicialmente esperada, debido fundamentalmente al grosor del soporte, a que no soportan una alta velocidad de flujo en la superficie y a que las sales se acumulan en las capas de membrana y reducen la diferencia de presión osmótica.

Un gran avance en este sentido ha sido el desarrollo de membranas de ósmosis directa, que se acercan al comportamiento deseado para la retardada, por Hydration Technology Innovations. Asimismo Statkraft, junto con Osmotic Power, está desarrollando nuevas membranas, habiendo pasado de densidades de corriente de 0,1 a 3 W/m2 en pocos años. De hecho, si se pudiera desarrollar una membrana con la permeabilidad de una para nanofiltración y baja permeabilidad a las sales, así como un soporte que tuviera la décima parte de grosor de las actuales, se podrán alcanzar valores de 30 W/m2, en este caso se obtendría una producción de energía cercana a los 3 kWh/m3. En cualquier caso, lo prometedor de los resultados ha llevado a Statkraft a inaugurar en 2009 la primera planta prototipo en Tofte (Noruega) y tenga prevista la inauguración de la primera planta industrial en 2015.

R.E. Pattle, Production of electric power by mixing fresh and salt water in the hydroelectric pile, Nature 174, 660 (1954).

R.S. Norman, Water salination: a source of energy, Science 186, 350–352 (1974).

S. Loeb, F. Van Hessen, D. Shahaf, Production of energy from concentrated brines by pressure-retarded osmosis, II. Experimental results and projected energy costs. Journal of Membrane Science 1, 249–269 (1976)

A. Achilli, A. E. Childress. Pressure retarded osmosis: From the vision of Sidney Loeb to the first prototype installation — Review. Desalination 261, 205–211 (2010).

A. Achilli, T. Y. Cath, E. A. Marchand, A. E. Childress. Osmotic MBR and Pressure-Retarded Osmotic MBR for Wastewater Treatment, International Congress on Membranes and Membrane Processes, Honolulu, 2008

A. Achilli, T. Y. Cath, A. E. Childress. Power generation with pressure retarded osmosis: An

experimental and theoretical investigation, Journal of Membrane Science, 343, 42-52 (2009)

Ø. S. Skråmestø, S. E. Skilhagen, W. K.Nielsen. Power production based on osmotic pressure. Waterpower XVI, Spokane (EE.UU), 2009.

Statkraft. http://www.statkraft.com/energy-sources/osmotic-power/ (accedida el día 16 de junio de 2011)

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[...] La energía azul es la energía obtenida por la diferencia en la concentración de la sal entre el agua de mar y el agua de río con el uso de ósmosis retardada a presión. Esta es una técnica esbozada por Pattle en 1954 y desarrollada por Norman y Loeb en la década de los 70, pero que no ha recibido especial atención hasta la actual crisis energética. Consiste en la permeación de agua de una disolución de baja salinidad a otra de gran salinidad presurizada, la energía se obtiene al despresurizar el permeado en una turbina. Se trata de una energía renovable que no presenta los problemas de discontinuidad de la eólica o la solar. Compromiso social por la ciencia Master Site Feed Posts [...]

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