ESTUDIO DE ASPECTOS ESENCIALES PARAGENERAR ELECTRICIDAD UTILIZANDO EL GRADIENTE SALINO PRODUCIDO ENTRE EL AGUA DE RECHAZO DE UNA PLANTA DESALINIZADORA Y UNA FUENTE DE AGUA DULCE

Abstract

La generación de energía eléctrica mediante el gradiente de salinidad no es una tecnología desarrollada comercialmente, sin embargo el avance tecnológico de los últimos años ha mostrado algunas aplicaciones interesantes. En el presente trabajo se presentan las principales tecnologías existentes que aprovechan el gradiente salino para producir electricidad y sus principios de funcionamiento, estas son: la generación de electricidad mediante Osmosis por Presión Retardada (PRO), la generación de electricidad mediante Electrodiálisis Reversa (RED) y la generación de electricidad mediante Batería de Entropía de Mezcla Capacitiva (CAPMIX). Se presenta el estado del arte, donde se muestran las plantas que han sido construidas utilizando el gradiente salino para la producción de electricidad. Se destaca el proyecto Mega-Ton Water System en Japón y en el proyecto Global MVP en Corea del Sur por el concepto de cogeneración aguaelectricidad en una planta híbrida desalinizadora de agua de mar mediante osmosis inversa en conjunto con una planta generadora de electricidad mediante osmosis por presión retardada (SWRO-PRO). Se presenta el estado del arte respecto del desarrollo de membranas semipermeables tanto para las tecnologías PRO como para RED, destacando la fibra hueca poliamida de la marca TFC para la tecnología PRO y las membranas de Disulfuro de Molibdeno (MoS2) para la tecnología RED. Se desarrolla un estudio del recurso hídrico en Chile para el desarrollo de esta tecnología, encontrándose que un sector propicio para desarrollar esta tecnología mediante una planta híbrida SWRO-PRO es en la Región de Valparaíso utilizando las aguas excedentarias del Río Aconcagua. Se propone un par de alternativas donde implementar la Planta y se evalúan primeramente desde el punto de vista técnico, descartando una de ellas. Obteniendo como resultado que el mejor lugar para implementar la tecnología propuesta es en una zona cercana a la desembocadura del Río Aconcagua. El resultado del análisis técnico mostró la factibilidad de desarrollar la planta propuesta con una densidad de potencia obtenida de 11,07 W/m2, una potencia bruta de 470 kW y una potencia neta de 351 kW. La alternativa factible se analiza desde los puntos de vista ambiental y normativo indicando todos los aspectos a tomar en cuenta en el desarrollo del proyecto. Finalmente se analiza desde el punto de vista económico, resultando que no es viable, debido principalmente a la baja potencia neta, lo cual está acorde con el objetivo planteado sobre la propuesta de implementación de una planta piloto para estudio y no para producción comercial.The generation of electrical energy through the salinity gradient is not a commercially developed technology, however, the technological development of recent years has shown some interesting applications. In the present work, the main existing technologies are presented to take advantage of the saline gradient to produce electricity and its operating principles, these are: the generation of electricity through Pressure Retarded Osmosis (PRO), the generation of electricity through Reverse Electrodialysis (RED) and the generation of electricity through Capacitive Mixing Entropy Battery (CAPMIX). The state of the art is presented, showing the plants that have been built using the salt gradient for the production of electricity. The Mega-Ton Water System project in Japan and the Global MVP project in South Korea stand out for the concept of water-electricity co-generation in a hybrid seawater desalination plant using reverse osmosis in conjunction with a power generation plant through osmosis by delayed pressure (SWRO-PRO). The state of the art is presented regarding the development of semipermeable membranes for both PRO and RED technologies, highlighting the hollow polyamide fibers of the TFC brand for PRO technology and the Molybdenum Disulfide (MoS2) membranes for RED technology. Research of the water supply in Chile is established for the development of this technology, finding that the suitable sector to develop this technology through a hybrid plant SWRO-PRO is in the Valparaíso Region using surplus waters of the Aconcagua River. A couple of alternatives are proposed to implement the Plant and are evaluated first from the technical point of view, discarding one of them. Obtaining as a result that the best place to implement the proposed technology is at near the mouth of the Aconcagua River. The result of the technical analysis showed the feasibility of developing the proposed plant with a power density of 11.07 W/m2, a gross power of 470 kW and a net power of 351 kW. The feasible alternative is analyzed from the environmental and normative points of view, indicating all aspects to be taken into account in the development of the project. Finally, it is analyzed from the economic point of view, resulting in that it is economically unfeasible, mainly due to lower net power, which is in accordance with the objective suggested on the proposal of implementation of a pilot plant, focused on research and not for commercial production.