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Desalinización de Agua Salobre

El NIROBOX™ BW en contenedores de Fluence desaliniza agua salobre sin el gasto de una infraestructura extensa.

El agua salobre, que es menos salada que el agua de mar, requiere menos tratamiento para ser utilizada como agua potable

El agua salobre es agua con niveles de salinidad entre agua de mar y agua dulce. Se encuentra donde el agua superficial o subterránea se mezcla con el agua de mar, en profundos “acuíferos fósiles”, y donde la sal se disuelve de los depósitos minerales acumulados con el tiempo a medida que la precipitación se filtra en los acuíferos. Históricamente, el agua salobre ha sido subestimada. Si bien puede usarse para el riego en algunas partes del mundo, la mayoría de las industrias no pueden usarlo porque daña el equipo y no es apto para el consumo humano o el ganado.

Pero a medida que el costo de la desalinización ha disminuido y los recursos de agua dulce se han agotado de manera radical, muchos tomadores de decisiones están dando una segunda mirada a la desalinización del agua salobre. Después de todo, el agua salobre es significativamente más fácil de desalinizar que el agua de mar.

Definición de Salinidad

La salinidad es el nivel de sal en el agua, y se determina midiendo los sólidos disueltos totales (TDS) por evaporación y pesaje o con una prueba de conductividad eléctrica (CE) más conveniente pero menos precisa, que mide la facilidad con que la corriente eléctrica pasa a través del agua.

La sal en agua salobre no es solo cloruro de sodio. Otros compuestos que se pueden encontrar en agua salobre incluyen los siguientes:

  • Sodio
  • Potasio
  • Calcio
  • Magnesio
  • Cloruro
  • Sulfato
  • Bicarbonato
  • Carbonato
  • Nitrato

¿Qué Es El Agua Salobre?

Las definiciones de “agua salobre” varían. Daniel Hillel, escribió lo siguiente en Gestión de salinidad para riego sostenible: Integrando Ciencia, Medio Ambiente y Economía y establece una escala de salinidad:

Designación, sales disueltas totales (ppm):

  • Agua dulce, <500
  • Ligeramente salobre, 500-1.000
  • Salobre, 1.000-2.000
  • Moderadamente salina, 2.000-5.000
  • Salina, 5.000-10.000
  • Altamente salina, 10.000-35.000
  • Salmuera,> 35.000

Sin embargo, el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) define la salinidad del agua sin una designación específica para el agua salobre:

Designación, sales disueltas totales (ppm):

  • Agua dulce, <1.000
  • Agua ligeramente salina, 1.000 a 3.000
  • Agua moderadamente salina, 3.000 a 10.000
  • Agua altamente salina, 10.000 a 35.000

Los funcionarios estatales de Texas han luchado por definir “salobre” para conservar mejor los 880 billones de galones de agua subterránea principalmente salobre del estado. Algunos sostienen que debería definirse como agua con TDS entre 1.000 y 10.000 mg/L. El Texas Tribune explicó lo siguiente:

Se estima que cientos de billones de galones de agua salobre se encuentran debajo de Texas. […] Hay solo algunos problemas con el agua: Tiene demasiada sal y otros sólidos disueltos para ser aptos para beber, su tratamiento conlleva un gasto significativo y regular su extracción -como con todas las aguas subterráneas de Texas- ya ha resultado ser complicado.

Agua Subterránea Salobre

Cualquiera sea la definición, hay una gran cantidad de agua salada en todo el mundo que no se puede usar sin desalinizar.

Según el USGS, abundan las aguas subterráneas muy saladas en el oeste de los Estados Unidos, tal vez sobrantes de mares antiguos o del contacto con minerales solubles en el suelo. En Nuevo México, aproximadamente las tres cuartas partes de todas las aguas subterráneas son demasiado saladas para ser utilizadas para la mayoría de los propósitos sin tratamiento.

La investigación ha demostrado que mucha más agua subterránea es salobre que lo que anteriormente se creía. En 2018, Ferguson et al informaron que las transiciones en los acuíferos, desde las zonas más altas de agua dulce hasta las zonas más bajas y más salinas, están mucho más cerca de la superficie de lo que se suponía. Eso significa que la perforación más profunda no es la opción con la que muchos han contado.

El descubrimiento de un acuífero salobre expansivo de 15.000 millas cuadradas bajo el lecho marino que se extiende desde el condado de Ocean, Nueva Jersey, hasta Martha’s Vineyard, Massachusetts, el más grande conocido de su tipo, puede predecir que cualquier otro acuífero en alta mar puede ser abundante en todo el mundo. Aunque la situación en el noreste de los Estados Unidos no favorece la desalinización salobre en este momento, dicho acuífero podría ser un recurso viable en un área que enfrenta el estrés hídrico.

Intrusión en el Agua Salada

Debido a que los pozos de agua potable y de riego agrícola municipales de agua dulce a menudo provienen de los suministros de agua subterránea, la contaminación por agua salina representa una amenaza global, particularmente cerca de las costas, donde el agua de mar cercana se extrae para llenar el vacío.

Aproximadamente, la mitad de la población mundial vive a menos de 200 km de una costa. Las áreas en los EE.UU. que ya experimentan intrusión de agua salada incluyen la costa de California, Nueva Jersey, Florida y Nueva York. A nivel mundial, está sucediendo en ciudades a lo largo del Golfo de Laizhou en China; en Manila, Filipinas; y Perth, Australia. En las Maldivas, la isla de Thoddoo está utilizando una combinación de recolección de agua de lluvia y desalinización para proteger sus acuíferos de la sobreexplotación.

El caso de Maldivas proporciona un buen ejemplo de una isla poblada que necesita suministros públicos de agua potable. A menudo, el agua de alimentación disponible en las comunidades isleñas es tanto salina como salobre, según la fuente. El agua de pozo, por ejemplo, es frecuentemente salobre.

Desalinización Mediante Ósmosis Inversa de Agua Salobre

Otro ejemplo se puede encontrar en la nación isleña de Chipre, donde los suministros de agua subterránea para la ciudad de Limassol eran demasiado salobres para beber y tenían altos niveles de nitrato. En Garillis, Fluence construyó una planta de desalinización para el Desarrollo del Agua de Chipre utilizando ósmosis inversa (RO) de agua salobre para producir 10 millones de L/d de agua potable de alta calidad.

En Queensland, Australia, el agua extraída de un pozo en el municipio de Oakey era demasiado salina para uso humano, lo que limitó el crecimiento, especialmente cuando llegó una severa sequía de varios años. Fluence construyó a medida una planta de desalinización por ósmosis inversa para agua salobre. El agua salobre entrante pasa a través de los medios y las membranas de RO, la remineraliza para hacerla agradable al paladar y la somete a una etapa final de desinfección por seguridad. La planta produce 2.500 m³/d con una tasa de recuperación del 85-90%. La salmuera se usa en una mina de carbón cercana para la reducción de polvo, lavado de carbón y otros procesos. Fluence también brinda soporte a pedido para la planta mediante el monitoreo remoto del sistema de control.

Uso Industrial

El agua salobre desalinizada no solo se usa para agua potable. El agua salada bombeada de fuentes subterráneas se está utilizando para enfriar generadores de energía en los EE.UU. En el 2005, más del 95% del agua salina extraída del almacenamiento de agua subterránea fue utilizada por la industria de energía termoeléctrica. El 5% restante se utilizó en minería y otras industrias.

Un campo petrolífero en el municipio central colombiano de Puerto Gaitán es un excelente ejemplo del uso de ósmosis inversa de agua salobre en la industria petroquímica. El agua de alimentación del campo es salobre y también suele contener aceites residuales, hidrocarburos, sólidos y otros contaminantes. Todas estas impurezas deben eliminarse antes de que pueda tener lugar un proceso de desalinización. Esta instalación utiliza tres etapas de ósmosis inversa. El agua tratada se reutiliza para el riego, con aproximadamente el 10% reinyectado en el acuífero.

Se necesitan tecnologías de tratamiento avanzadas para purificar el agua subterránea salobre para uso industrial. Entre las tecnologías aplicadas a este tipo de fuente de agua están la RO y la ultrafiltración, así como otras tecnologías basadas en membranas.

Alivio de la Escasez de Agua

La desalinización de agua salobre ha llenado la necesidad de una fuente alternativa de agua dulce en algunas áreas de los EE.UU., donde la desalinización de agua de mar ha sido controvertida y ha sido cuestionada por funcionarios o el público. En California, por ejemplo, a partir de 2017, se estaban desarrollando 17 plantas de desalinización de agua salobre con una capacidad combinada de 252.000 m3/d.

Debido a que el agua salobre puede tratarse para proporcionar una fuente de agua potable confiable, más empresas y comunidades están investigando la desalinización de agua salobre como un medio práctico para evitar la escasez de agua.

Además, las soluciones de desalinización Paquetizadas Inteligentes como NIROBOX™ de Fluence permiten un tratamiento eficiente en términos de energía sin una gran inversión de capital en infraestructura. Las unidades Nirobox se fabrican en contenedores de envío de tamaño estándar que sirven como alojamiento permanente para los procesos de desalinización y hacen que el envío y la instalación en todo el mundo sean lo más eficientes posible. Las unidades cuentan con bajos requerimientos de energía y mantenimiento, junto con monitoreo remoto que las hace ideales para operar en regiones lejanas.

Los bloques de construcción prediseñados NIROFLEX de Fluence son otra opción para establecer o actualizar rápidamente las plantas de desalinización de agua salobre que pueden personalizarse para adaptarse a cualquier fuente de agua.

¿Podría la desalinización de agua salobre ser la solución a sus necesidades de agua? Póngase en contacto con Fluence para tratar sus desafíos de tratamiento de agua con nuestros expertos.