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Nuestro planeta sufre una escasez cada vez mayor de recursos hídricos. La sobreexplotación de los recursos disponibles y el aumento de la población mundial provocan que éste sea una de los principales retos a los que se enfrenta nuestra sociedad. En la actualidad se investiga para que las técnicas de desalación a través de la tecnología solar térmica puedan llegar a ser una fuente sotenible para la obtención de estos recursos híddricos, cada vez más escasos.

En la actualidad, los habitantes de muchas zonas de nuestro planeta ufren una gran carestía de agua para cubrir sus necesidades. Ello supone un importante freno para su desarrollo, inclusive para su propia subsistencia. Con el aumento de la contaminación y la sobreexplotación de dichos recursos, así como con el incremento de la población mundial, esta situación se hace cada día más acuciante.

Si en los países desarrollados, la falta de agua supone un freno a su desarrollo, el panorama en los países del tercer mundo arroja cifras sobrecogedoras. Cerca de 1.200 millones de personas carecen de acceso a agua potable. Más de tres millones mueren cada año por enfermedades causadas por la utlización de agua no apta para consumo humano. Asimismo, la ONU estima que cuatro de cada diez personas viven en zonas con escasez crónica de agua, y apra el 2025 dos tercios de la población mundial, aproximadamente 5.500 millones de personas, podrían vivir en países que tendrán que afrontar muy serios problemas de escasez de agua. Se calcula que en la actualidad el consumo de agua se duplica cada 20 años, es decir, a más de dos veces la velocidad de aumento de la población mundial.

A pesar de todo, nuestro planeta es muy rico en agua, aunque la mayor parte de ella se encuentra situada en mares y océanos, con unos niveles de salinidad que no la hacen apta para consumo humano. De ahí que la desalación haya experimentado un imparable ascenso en su implantación en las últimas décadas, y que en algunas zonas el aporte de agua dependa principalmente de esa tecnología.

Los sistemas de desalación actuales presental el inconveniente de necesitar randes cantidades de energía para su funcionamiento, y de inversiones de coste medio-alto para su implantación. Desgraciadamente, ello ha supuesto que, al igual que ocurre con otros avances científicos, su utlización hoy por hoy se vea principalmente asociada a países del primer mundo.

Cuando se emplean combustibles fósiles para la generación de la energía necesaria para la desalación, se emiten al mismo tiempo gases de efecto invernadero. Por ello, es imporante estudiar la viabilidad de los sistemas de desalación alimentados con energías renovables.

Técnicas de desalación

Se define como desalación al proceso de tratamiento de aguas que elimina la sal de dicho fluído. Los sistemas de desalación solar térmica se dividen en dos grandes grupos según su configuración: directa, en la que el colector y el destilador están integrados, e indirecta, en la que están compuestos por elementos bien diferenciados.

Los principales procesos de desalación actualmente empleados pueden clasificarse en dos grupos, en función del sistema utilizado para separar las sales del agua:

• Procesos térmicos: se emplea energía térmica para provocar un cambio de fase del agua a vapor o a sólido, separando tras ello físicamente la nueva fase obtenida, de la solución salina inicial. Cuando el proceso es a vapor, también se lo conoce como destilación
• Procesos de separación física: se emplea un elemento físico para separarlo, normalmente membranas, al aplicar un gradiente externo, como es el caso de la ósmosis inversas o la electrodiálisis.

En España, el proceso más usado es la Ósmosis Inversa, con un porcentaje muy superior al 90%.

Desalación y renovables

Para proporcionar el aporte energético que un sistema de desalación precisa, se pueden emplear distintas fuentes renovables, cunque como es natural, la elección viene muy determinada por el tipo de energia primaria que el proceso de desalación consume. Así, las técnicas de desalación térmicas emplean por lo general fuentes de energía térmicas, como pueden ser la solar o la geotérmica.

Las técnicas de desalación que precisan de energía eléctrica operan con fuentes renovables que producen electricidad, como es el caso de la fotovoltaica o la eólica.

Otros factores a tener en cuenta a la hora de seleccionar el tipo de energía renovable a emplear son: los distintos tipos de fuentes renovalbes disponibles en el emplazamiento, el tamaño de la instalación, la salinidad del agua de aporte, la localización, la disponibilidad de personal cualificado para su operación y mantenimiento, etc.

Los sistemas de Ósmosis Inversa es el más utilizado a la hora de combinarlo con renovables. De las fuentes de energía, se prioriza la solar, principalmente la fotovoltaica, seguida de la térmica. En cualquier caso, se tratan por ahora de instalaciones pequeñas para aplicaciones y localizaciones muy específicas.

Conviene observar cómo la combinación directa entre algunos procesos de desalación y energías renovables, y muy en particular en el caso de la energía solar térmica, presentan la ventaja fundamental de no verse sometida a las pérdidas de rendimiento que se producen en la generación y transporte de energía eléctrica, y que pueden llegar a ser superiores al 75%. Además, se da una coincidencia geográfica (principalemente en zonas áridas con buenos recursos solares) y temporal (época estival y durante el día) entre la demanda de agua y la máxima disponibilidad de la energía solar.

Es muy importante considerar, a la hora de combinar plantas de desalación y energías renovables, que los diseños actuales de las primeras han sido desarrollados para trabajar con una fuente de energía prácticamente constante. De lo contrario, surgen problemas en su operación y rendimientos, lo que contrasta con la naturaleza en parte aleatoria de las energías renovables. Para minimizar este problema se pueden emplear distinas acciones: utilización de sistemas de almacenamiento energético, empleo combinado de distintas energías renovables/no renovables, control combinado del sistema de captación de energías renovables y de la desaladora, etc.

Surgen así tres posibles arquitecturas del sistema y estrategias de control para combinar el funcionamiento de ambos elementos:

• Power Side Management: gestión por el lado de la fuente d ealimentación, en la que se proporciona a la planta desaladora una alimentación energética cosntante. Para ello la planta de suministro de energía debe estar diseñada para una producción fija, sin depender de las condiciones climatológicas o de entorno en cada momento. Ello se puede conseguir combinando fuentes renovables con las convencionales,empleando sistemas de almacenamiento de energía, etc.
• Load Side Management: en esta segunda posibilidad, el sistema se diseña basado en los condicionantes de la fuente d eenergía renovable, es decir, se varían si esnecesario las características d el acraga (la planta desaladora), d emanera que toda la energía producida sea absorvida por ésta. Ello puede conseguirse de dos formas: dividiendo la planta desaladora en módulos más pequeños que puedan conectarse y desconectarse, o bien permitiendo en lo posible que se desvíe de su punto n ominal de funcionamiento, con reducción de sus rendimientos.
• Integrated Management: gestión integrada, actuando tanto sobre la fuente de alimentación como sobre el sistema de desalación.

Fuente: Era Solar, enero - febrero 2006