miniatura|Planta dessalinitzadora Xevtxenko BN350 a la costa del mar Caspi. La dessalinització és un procés mitjançant el qual s'elimina la sal de l'aigua de mar o salobre. Les plantes dessalinitzadores, també conegudes com a dessaladores (vegeu Diec) o IDAM i EDAM ( Instal·lació / Estació Dessaladora d'Aigua Marina ), són instal·lacions industrials destinades a la dessalinització, generalment del de mar o de llacs salats, per obtenir aigua potable. L'aigua de mar té sals minerals dissoltes. A causa de la presència d'aquestes sals, l'aigua del mar és salobre i no és potable per a l'ésser humà i la seva ingestió en grans quantitats pot provocar la mort. El 97,5 % de l'aigua que hi ha al nostre planeta és salada i només una quantitat inferior a l'1 % és apta per al consum humà. Aconseguir la potabilització de l‟aigua del mar és una de les possibles solucions a l'escassetat d‟aigua potable.
Mitjançant la dessalinització de l'aigua del mar s'obté aigua dolça apta per a l'abastament i el regadiu. Les plantes dessalinitzadores d'aigua de mar han produït aigua potable des de fa molts anys, però el procés era molt costós i fins fa relativament poc només s'han utilitzat en condicions extremes. D'altra banda, les plantes dessalinitzadores també presenten inconvenients. En el procés d'extracció de la sal es produeixen residus salins i substàncies contaminants que poden perjudicar la flora i la fauna. A més a més, suposen una despesa elevada de consum elèctric. Per evitar-ho, actualment s'estan fent estudis per construir plantes dessalinitzadores més competitives, menys contaminants i que utilitzin fonts d'energia renovables.
Actualment hi ha una producció de més de 99 milions de metres cúbics diaris d'aigua dessalinitzada a tot el món, fet que suposa l'abastament de més de 100 milions de persones. S'espera un augment progessiu de la demanda mundial d'aigua influenciada pel creixement de la població i l'augment de la producció industrial. Per aquesta raó, a l'últim informe de 2015 al WWAP s'esmenta que el món enfrontarà un 40 % del dèficit mundial d'aigua el 2030 si es pren alguna acció social. La investigació de tècniques com les tecnologies de dessalinització són solucions clau per fer front a aquest problema.
Mètodes Entre altres es poden utilitzar els mètodes següents:
Processos tèrmics Destil·lació multietapa (MSF) Destil·lació multiefecte (MED) Compressió mecànica de vapor (MVC) Destil·lació solar Tecnologies de membranes Electrodiàlisi (ED) Micro, nano i ultra filtració Osmosi inversa (RO)
Processos tèrmics Destil·lació multietapa (MSF) Aquest mètode consisteix en evaporar aigua de mar per aplicació d'una font de calor per després condensar-la. Repeteix l'operació diverses vegades afegint en alguns casos elements al procés que ajudin a captar alguna substància present a l'aigua impura que es vulgui extreure. La font de calor s'aplica a cadascuna de les fases.ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD MEJORAMIENTO SISTEMA DE RIEGO EN RÍO SAN PEDRO, SAN PEDRO DE ATACAMA, REGIÓN DE ANTOFAGASTA INFORME FINAL VOLUMEN I: INGENIERÍA SANTIAGO, FEBRERO DE 2014
Destil·lació multiefecte (MED) Aquest mètode s'assembla a l'anterior, però la font primària de calor només s'aplica a la primera etapa. Per a la següent etapa s'utilitza l'escalfor del vapor generada a l'etapa anterior.
Compressió mecànica de vapor (MVR) És un procés de recuperació d'energia on l'energia s'afegeix al vapor de baixa pressió (generalment vapor d'aigua ) en comprimir-lo. El resultat és un menor volum de vapor a una temperatura i pressió més altes, que es poden utilitzar per fer un treball útil. Típicament, el vapor comprimit es pot fer servir per escalfar les aigües mares per produir el vapor a baixa pressió.
Destil·lació solar Aquest mètode utilitza un espai tancat i exposat a la llum solar a l'interior de la qual l'aigua s'evapora i després condensa el contacte amb la superfície més freda que la separa de l'exterior. Les gotes són portades per una baixa fins a reunir-les en un marge de l'espai. La seva producció és de 1-4 L/dia/m².
Desalinització amb reactors nuclears
Els reactors nuclears també es poden fer servir en processos de dessalinització, ja sigui en configuracions duals que produeixen electricitat i calor de procés, o dedicats únicament a subministrar energia tèrmica. Aquesta tecnologia es considera una opció baixa en carboni per a la producció daigua dolça en regions amb limitacions hídriques.
Tecnologies de membranes Electrodiàlisi (ED) L'electrodiàlisi va ser proposada per primera vegada el 1890 per Maigrot i Sabatés, que van construir construir una unitat conceptual primerenca per a desmineralitzar el xarop de sucre. Aquest dispositiu usava carbó com a elèctrode i paper de permanganat com a membrana. Emprava una dinamo com a subministrament de corrent elèctric.
El procés d'electrodiàlisi utilitzat per a la dessalinització consisteix a fer passar aigua salada a través de membranes carregades que atrapen els ions dissolts a l'aigua salada amb l'objectiu d'extreure i produir aigua dolça.
En resum, quan s'aplica un corrent elèctric continu, les membranes deixen passar selectivament només als ions sodi (Na+ ) o als ions de clorur (Cl- ). Això fa que els ions es moguin i es concentrin més a mesura que es retenen en les membranes esmentades, obtenint així aigua dolça. L'eficiència d'aquest procés depèn de diversos factors, com ara la intensitat del corrent i la permeabilitat de les membranes utilitzades. D'altra banda, el cost del procés depèn de la concentració de sal a l'aigua, ja que com més ions cal eliminar i segons siguin les seves propietats electroquímiques, es requereix més energia elèctrica.
El 1954 es va construir la primera planta dessalinitzadora per electrodiàlisi per a l'empresa Aramco (Aràbia Saudita). A partir d´aquest any, es van construir moltes altres plantes dessaladores que funcionen a partir d´aquesta tecnologia.
Micro, nano i ultra filtració Desalinització per osmosi inversa (oi) miniatura|Components del disseny duna planta de dessalinització per osmosi inversa. L'òsmosi inversa (OI) és un procés en què s'obté aigua dolça de l'aigua salada. L'osmosi natural és un fenomen que consisteix que, si hi ha una membrana semipermeable separant dues solucions amb el mateix dissolvent, el dissolvent passa a través d'ella, però no les sals dissoltes, des del costat on la concentració de sals és més baixa cap a la més alta, fins que a banda i banda de la membrana les solucions tenen la mateixa concentració. Aquest procés es realitza sense aportació denergia exterior, i es genera mitjançant la qual es diu pressió osmòtica.
L'osmosi inversa consisteix a fer passar per la membrana semipermeable el dissolvent (en aquest cas aigua) des del costat on hi ha la solució més concentrada (l'aigua de mar, amb sals dissoltes), cap al costat contrari, sense que passin les sals. En aquest cas cal energia, en forma de pressió, que serà lleugerament superior a la pressió osmòtica que faria passar el solvent de baixa concentració cap al costat de l'alta concentració. La pressió necessària per aconseguir l'osmosi inversa depèn de la quantitat de sals dissoltes i del grau de dessalinització que es vol obtenir. De l'ús d'energia en el procés resulta un augment de l'entropia.
Està en fase de recerca ( TRL2 ) l'ús d'una làmina de grafè amb porus de 1,8 nm per substituir les membranes en el procés d'osmosi invertida per a la dessalinització de l'aigua. Segons les investigacions actuals s'obtindrien eficiències molt més grans que amb les membranes actuals, i es tindrien requeriments menors d'energia. A l'estat actual, l'inconvenient és el cost de les membranes de grafè, però s'espera que en el futur aquests costos es puguin reduir.Grafeno nanoporoso para desalación Consultado el 27/07/2014
Qualitat de l'aigua produïda L'aigua filrada per osmosi inversa ha de ser condicionada per complir certes característiques d'alta qualitat, ja que l'aigua produïda té un pH àcid i un baix contingut de carbonats, la qual cosa la converteix en un producte altament corrosiu. Això exigeix la seva preparació abans de la distribució i el consum. El pH sʻajusta amb carbonat de calci a un valor de 7,7. Addicionalment, si així ho requereixen les normes municipals per a ús de l'aigua potable, s'hi afegeix també fluorur de sodi i hipoclorit.
Plantes dessalinitzadores a Espanya miniatura|Planta dessaladora a Palma Espanya és el cinquè país en nombre de dessalinitzadores del món amb un total de 900 plantes que tenen una capacitat de 1,45 milions de metres cúbics al dia.
A causa de la seva funció, les dessalinitzadores s'han d'instal·lar a prop d'una font d'aigua, concretament del mar. Es dediquen a dessalinitzar aigua marina, a una distància entre unes poques desenes de metres a 3 quilòmetres. Com més lluny estigui de la costa, més gran serà la pressió necessària per captar l'aigua i, per tant, el consum energètic serà superior, cosa que encareixrà tot el procés.
La primera dessalinitzadora d'Espanya va ser construïda el 1965 a Lanzarote amb la tecnologia d'evaporació, a través de l'energia solar, que avui només s'utilitza, i que ha estat substituïda per la d'osmosi inversa. Aquest projecte el va iniciar un òrgan privat per millorar l'estat de l'illa i promoure el turisme. La planta era capaç de produir uns 2000 metres cúbics daigua al dia. Tot i això, la planta consumia més de 50 kWh d'electricitat per metre cúbic d'aigua produïda, cosa que es tradueix que era massa costosa i va ser per això que es va reemplaçar la seva tecnologia. L'èxit del projecte va ser tan gran que va comportar la rèplica d'iniciatives similars en altres regions, com Fuerteventura, Gran Canària i la ciutat de Ceuta.
A Las Palmas de Gran Canària es va construir la primera dessalinitzadora d'Espanya amb el mètode d'osmosi inversa el 1971. Actualment la gestiona Emalsa. Entre les de construcció més recent destaca la del Prat de Llobregat a la molt poblada regió metropolitana de Barcelona, afectada per sequeres intermitents i amb aigües superficials de la conca del Llobregat relativament contaminades.
Impacte mediambiental Com tota activitat humana, la dessalinització d‟aigua de mar no està exempta d‟impactes ambientals. Això no obstant, amb l'evolució de les tecnologies que la fan possible i dels seus processos, s'ha fet cada cop més sostenible en termes energètics i de descàrrega de residus. Els reptes mediambientals en els dissenys de les plantes dessalinitzadores es poden recollir en els punts següents:
Ecosistemes marins La descàrrega de salmorra concentrada dificulta la vida dels ecosistemes marins. La vida marina també està influïda per la ingesta daigua de mar per a la planta dessaladora. Quan s'extreu una gran quantitat d'aigua del mar, els organismes marins i les algues són absorbits per la presa, cosa que provoca una pertorbació a l'ecosistema.
Contaminació La salmorra concentrada no només està concentrada en sal, sinó que també conté químics com a agents antiincrustants de pre i posttractament. A més, la salmorra descarregada de les plantes de destil·lació tèrmica surt a una temperatura relativament alta, cosa que significa una contaminació tèrmica que influeix en la vida marina de manera que només algunes plantes o animals marins poden suportar l'alta temperatura a prop de la sortida de les plantes de destil·lació tèrmica.
Energia L'alt consum d'energia és el factor més influent que inhibeix el creixement de la dessalinització de l'aigua de mar. Actualment, la majoria dels processos de dessalinització són impulsats per energia obtinguda de combustibles fòssils que resulta en emissions de gasos que contaminen el medi ambient. En el cas dels processos de dessalinització basats en energia solar, es considera un mètode prometedor per alleujar limpacte ambiental de la dessalinització de laigua i també proporcionar una font sostenible daigua potable.
Història de la dessalinització