{"id":131865,"date":"2013-03-22T16:05:57","date_gmt":"2013-03-22T15:05:57","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/?p=131865"},"modified":"2013-04-24T15:43:32","modified_gmt":"2013-04-24T14:43:32","slug":"desalinizacion-de-aguas-salobres-mediante-sistemas-de-electrodialisis-alimentados-con-energia-solar-fotovoltaica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/2013\/03\/22\/131865","title":{"rendered":"DESALINIZACI\u00d3N DE AGUAS SALOBRES MEDIANTE SISTEMAS DE ELECTRODI\u00c1LISIS ALIMENTADOS CON ENERG\u00cdA SOLAR FOTOVOLTAICA"},"content":{"rendered":"

La escasez de agua constituye un problema de capital importancia en el Sureste de Espa\u00f1a, principalmente en la costa Mediterr\u00e1nea donde el problema es especialmente acuciante. Precipitaciones menores de 275 mm al sur de la Comunidad Valenciana, la convierten en una de las regiones m\u00e1s \u00e1ridas del continente. Escasez que contrasta con la gran necesidad que existe de agua, derivado de la alta densidad de poblaci\u00f3n \u2013triplica la media nacional-, el gran desarrollo del sector tur\u00edstico y una incipiente industria. Este problema empeora considerablemente en \u00e1reas remotas, donde el suministro de agua y electricidad es particularmente caro o incluso no existente. En estas zonas es necesario recurrir a la captaci\u00f3n de agua procedente de acu\u00edferos subterr\u00e1neos, los cuales se encuentran en su gran mayor\u00eda sobre-explotados o sufren problemas de intrusi\u00f3n marina (debido a su proximidad al mar) y\/o contaminaci\u00f3n por nitratos.<\/p>\n

[Dr. Juan M. Ortiz. Investigador del proyecto INNPRONTA IISIS. Departamento de Innovaci\u00f3n y Tecnolog\u00eda, aqualia, gesti\u00f3n integral del agua, S.A.\u00a0 Colaborando con IMDEA-Agua]<\/span><\/p>\n

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La desalinizaci\u00f3n de aguas salobres procedentes de estos acu\u00edferos es una opci\u00f3n que permite obtener agua potable a bajo coste. Los sistemas de electrodi\u00e1lisis alimentados por paneles solares fotovoltaicos representan una opci\u00f3n simple, fiable, y de bajo mantenimiento debido a que no incluye ni bater\u00edas de acumulaci\u00f3n ni reguladores\/inversores. Estos sistemas son de especial inter\u00e9s tanto para zonas aisladas con accesos a pozos de aguas salobres y donde la conexi\u00f3n el\u00e9ctrica a la red no es posible, como para zonas costeras donde existan acu\u00edferos salinos y los recursos h\u00eddricos est\u00e9n limitados. Adem\u00e1s, existe un incentivo a\u00f1adido para aquellas zonas donde la demanda de agua potable o de regad\u00edo coincida con los meses de mayor disponibilidad de horas solares (meses centrales el a\u00f1o) o que dispongan un gran n\u00famero de d\u00edas soleados al a\u00f1o (p. ej. 300 d\u00edas soleados anuales en Valencia y Murcia, 320 en Almer\u00eda).<\/p>\n

La electrodi\u00e1lisis es una t\u00e9cnica basada en el transporte de iones a trav\u00e9s de membranas selectivas bajo la acci\u00f3n de un campo el\u00e9ctrico. <\/strong>En un reactor t\u00edpico de electrodi\u00e1lisis se disponen alternativamente membranas de intercambio cati\u00f3nicas y ani\u00f3nicas entre el c\u00e1todo y el \u00e1nodo. Cuando se aplica una diferencia de potencial entre los dos electrodos mediante una fuente de corriente continua, los cationes se mueven hacia el c\u00e1todo y los aniones hacia el \u00e1nodo. Los cationes pasan a trav\u00e9s de las membranas de intercambio cati\u00f3nicas y son retenidos por las membranas de intercambio ani\u00f3nicas. Por el contrario, los aniones circulan a trav\u00e9s de las membranas de intercambio ani\u00f3nicas, mientras que son retenidos por las cati\u00f3nicas. Esto provoca el aumento de concentraci\u00f3n de iones en unas corrientes (compartimentos de \u201cconcentrado\u201d) y su diluci\u00f3n en las adyacentes (compartimentos de \u201cdiluido\u201d).\"\"<\/a><\/p>\n

Figura 1.<\/strong> Diagrama esquem\u00e1tico del sistema de ED alimentado con energ\u00eda FV, donde se indican los sub-sistema de electrodi\u00e1lisis, generador fotovoltaico, sub-sistema de bombeo.<\/p>\n

Por otro lado, la preocupaci\u00f3n social por el Medio Ambiente es cada d\u00eda mayor en los pa\u00edses desarrollados, lo que se manifiesta en la aprobaci\u00f3n de una legislaci\u00f3n cada vez m\u00e1s exigente en materia de protecci\u00f3n medioambiental. Este inter\u00e9s ha conducido a la investigaci\u00f3n y desarrollo de nuevas formas de energ\u00eda renovable. Una de las m\u00e1s extendidas y estudiadas es la energ\u00eda solar fotovoltaica. Entre las ventajas del uso de la energ\u00eda solar fotovoltaica se incluyen el ser no contaminante, silenciosa, abundante, descentralizada, gratuita, inacabable, a lo que debemos a\u00f1adir la larga vida de los paneles solares fotovoltaicos (PFVs) y el bajo coste de mantenimiento de estos sistemas.<\/p>\n

Generalmente, un campo de paneles consta de PFVs, bater\u00edas, un regulador o controlador, un inversor y cargas. Los PFVs pueden conectarse en serie y\/o paralelo y transforman la radiaci\u00f3n solar incidente en su superficie en energ\u00eda el\u00e9ctrica continua. La electricidad generada es transmitida al regulador, el cual protege a las bater\u00edas tanto de sobrecargas como de una excesiva descarga. Las bater\u00edas almacenan energ\u00eda que puede ser consumida cuando la demanda energ\u00e9tica y la disponibilidad de horas solares no sea simult\u00e1nea. El inversor transforma la corriente continua en alterna para aquellos dispositivos que funcionen con esta \u00faltima. Estos sistemas pueden ser empleados en aquellos lugares aislados de la red el\u00e9ctrica para auto-abastecerse con energ\u00eda el\u00e9ctrica de forma aut\u00f3noma y fiable.<\/p>\n

Realizar el suministro el\u00e9ctrico al electrodializador de forma directa desde los PFVs rebajar\u00eda sustancialmente el coste de inversi\u00f3n de estos sistemas, dado el elevado coste de las bater\u00edas e inversores. La filosof\u00eda de la conexi\u00f3n directa al reactor de electrodi\u00e1lisis es simple: en vez acumular energ\u00eda el\u00e9ctrica en bater\u00edas para su posterior utilizaci\u00f3n, se almacena agua que es producida durante las horas de sol, ya que es mucho m\u00e1s barato almacenar agua en dep\u00f3sitos que energ\u00eda el\u00e9ctrica en un sistema electroqu\u00edmico de bater\u00edas o acumuladores.<\/p>\n

En conclusi\u00f3n, existen en la actualidad diversos sistemas de desalinizaci\u00f3n que pueden ser operados con energ\u00edas renovables en sus diversas formas. De entre todos ellos, se pueden seleccionar para cada aplicaci\u00f3n o situaci\u00f3n concreta el sistema \u00f3ptimo. De este modo, el sistema id\u00f3neo para localizaciones aisladas donde haya acceso a aguas salobres ser\u00eda la tecnolog\u00eda de electrodi\u00e1lisis (ED) alimentada con paneles solares fotovoltaicos (FV). Por otro lado, debido a las perspectivas de desarrollo de la tecnolog\u00eda FV y de los sistemas de ED, es previsible que en el futuro se consigan sistemas m\u00e1s eficientes y con menor coste que los actuales, lo que puede dar lugar a una gran proliferaci\u00f3n de estos sistemas e incluso pueden llegar a ser viables econ\u00f3micamente para la desalinizaci\u00f3n de agua de mar.<\/p>\n

Los potenciales usuarios de la tecnolog\u00eda electrodi\u00e1lisis-energ\u00eda solar fotovoltaica son:<\/p>\n