Análisis cuantitativo de consumo de energía y materiales de plantas desalinizadoras de agua de mar mediante osmosis inversa

Abstract

La creciente crisis hídrica ha impulsado la búsqueda de nuevas formas de obtener agua para distintos objetivos. Entre estas opciones, la desalinización surge como una alternativa en constante crecimiento, por lo que resulta importante estudiar sus efectos e implicaciones. A lo largo de esta tesis se presenta un an´alisis cuantitativo de los consumos de energía, químicos y materiales en plantas de diferentes tamaños, utilizando agua de mar de dos costas distintas, para observar estas variables influyen en los consumos de la planta. Este análisis fue realizado con el programa WAVE, junto con ecuaciones de diseño. Permitiendo establecer las distintas variables asociadas al proceso. Los resultados muestran que la energía consumida tiene un comportamiento directamente proporcional con la producción de agua, y que el requerimiento energético es mayor en la región de Valparaíso. Esto se puede atribuir tanto a su mayor cantidad de sólidos suspendidos como al hecho de que el agua en la región de Atacama tiene una temperatura mayor, lo que causa una mayor permeabilidad de la membrana. Además, se analizó la cantidad de membranas utilizadas en cada modelación, presentando una relación directamente proporcional entre el número de membranas y la producción de agua. Obteniendo que la región de Valparaíso necesita una mayor cantidad de membranas, lo cual se puede asociar a su mayor cantidad de sólidos disueltos. En cuanto a los químicos de pretratamiento y limpieza, presentan una relación directamente proporcional con el agua producida. La mayoría de los casos muestran un valor igual para ambas modelaciones, y las diferencias observadas se atribuyen a la variación en el pH y la presencia de una mayor cantidad de contaminantes orgánicos e inorgánicos. Asimismo, en los químicos necesarios en el post-tratamiento, se observó nuevamente una relación directamente proporcional, pero también una notable diferencia: el agua potable requiere una mayor cantidad de químicos, mientras que el agua para minería y agricultura únicamente necesita el lecho de calcita para remineralizar el agua y disminuir su corrosividad. Existen diversos métodos para disminuir los consumos de las plantas y reducir sus desechos, o darles una segunda vida. Sin embargo, muchos de estos procesos aún están en desarrollo.