{"id":325922,"date":"2020-01-24T17:14:47","date_gmt":"2020-01-24T20:14:47","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=325922"},"modified":"2020-01-27T13:05:08","modified_gmt":"2020-01-27T16:05:08","slug":"para-extraer-la-sal-del-agua","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/para-extraer-la-sal-del-agua\/","title":{"rendered":"Para extraer la sal del agua"},"content":{"rendered":"
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James Grellier\/ Wikimedia Commons<\/span><\/a> Una central de desalinizaci\u00f3n por \u00f3smosis reversa en Barcelona, Espa\u00f1aJames Grellier\/ Wikimedia Commons<\/span><\/p><\/div>\n

Cear\u00e1, uno de los estados brasile\u00f1os que m\u00e1s padecen la falta de lluvias y la escasez h\u00eddrica, se apresta a construir la mayor central de desalinizaci\u00f3n de agua marina del pa\u00eds. Cuando est\u00e9 listo ese emprendimiento, cuyo proyecto se puso en marcha en el a\u00f1o 2016, har\u00e1 las veces de refuerzo del sistema de abastecimiento de la capital del estado, la ciudad de Fortaleza, y de las localidades del \u00e1rea metropolitana, un conglomerado urbano donde viven m\u00e1s de 4 millones de personas. La estatal Compa\u00f1\u00eda de Agua y Alcantarillado de Cear\u00e1 (Cagece, en portugu\u00e9s), la empresa de saneamiento responsable del proyecto, espera que el pliego de licitaci\u00f3n salga a concurso durante este mismo semestre. Los estudios t\u00e9cnicos, operativos, ambientales y econ\u00f3micos que se est\u00e1n utilizando para elaborar la convocatoria p\u00fablica los llev\u00f3 a cabo un consorcio encabezado por el grupo GS, de Corea del Sur.<\/p>\n

El superintendente de sostenibilidad de Cagece, Ronner Gondim, explica que la construcci\u00f3n de la planta, con previsi\u00f3n de empezar a operar en 2022, se har\u00e1 a partir de una asociaci\u00f3n p\u00fablico-privada (PPP, en portugu\u00e9s), cuya descripci\u00f3n estar\u00e1 definida en el pliego. El lugar donde se la emplazar\u00e1 a\u00fan no est\u00e1 definido, pero se est\u00e1 evaluando la playa de Mucuripe, cercana al puerto de Fortaleza. La central que se est\u00e1 proyectando producir\u00e1 1 metro c\u00fabico (m3<\/sup>) de agua por segundo (el equivalente a mil litros. El \u00c1rea Metropolitana de Fortaleza consume 8 m3<\/sup> por segundo. \u201cDispondremos de un aumento del 12% en la oferta de agua para la regi\u00f3n, suficiente para abastecer a alrededor de 720 mil personas\u201d, destaca. El costo estimado del proyecto gira en torno a 480 millones de reales.<\/p>\n

\u201cLa empresa adjudicataria asumir\u00e1 la construcci\u00f3n de la usina y tendr\u00e1 los derechos para su operaci\u00f3n durante 30 a\u00f1os\u201d, dice Gondim. El gobierno cearense estipular\u00e1 una tarifa m\u00e1xima por litro de agua desalinizada. El ganador de la licitaci\u00f3n ser\u00e1 aqu\u00e9l que ofrezca la menor tarifa. Actualmente, el costo promedio estipulado por Cagece para tratar 1 m3<\/sup> de agua dulce se ubica en torno a un valor de 3 reales. El costo promedio del agua desalinizada en el mundo arranca en 2 d\u00f3lares (alrededor de 8 reales) el metro c\u00fabico, dependiendo del proceso que se utilice.<\/p>\n

Se espera que la nueva central extraiga la sal del agua marina mediante el empleo de la t\u00e9cnica de \u00f3smosis inversa, aunque la decisi\u00f3n final le corresponder\u00e1 al adjudicatario de la licitaci\u00f3n. Ese es el m\u00e9todo de desalinizaci\u00f3n m\u00e1s barato y el m\u00e1s utilizado en todo el mundo. En el mismo, una bomba de alta presi\u00f3n fuerza al agua a pasar por membranas polim\u00e9ricas con orificios min\u00fasculos, que retienen las sales. El gasto energ\u00e9tico de ese proceso llega a 4 kilovatios-hora (kWh) por m3<\/sup> de agua purificada. La tecnolog\u00eda representa el 84% del total de operaciones de desalinizaci\u00f3n en el mundo. Uno de los pioneros en el uso de este sistema es Israel. En ese pa\u00eds, cada a\u00f1o se transforman 600 millones de m3<\/sup> de agua de mar en agua potable, que cubren las necesidades de 6,5 millones de personas, alrededor del 75% de la poblaci\u00f3n israel\u00ed.<\/p>\n

<\/a>En todo el planeta actualmente se encuentran funcionando 15.900 plantas de desalinizaci\u00f3n, con capacidad para purificar alrededor de 95 millones de m3<\/sup> de agua por d\u00eda, seg\u00fan un estudio publicado en el mes de diciembre de 2018 en la revista Science of the Total Environment<\/em>. Esas usinas est\u00e1n ubicadas principalmente en Oriente Medio, en el norte de \u00c1frica, Estados Unidos, China y Australia. En Europa, el principal pa\u00eds que utiliza esa tecnolog\u00eda es Espa\u00f1a. La planta de Barcelona, en la costa del Mediterr\u00e1neo, con capacidad para procesar 2,3 m3<\/sup> de agua por segundo es una de las principales del continente.<\/p>\n<\/div>

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Costo y obst\u00e1culos<\/strong>
\nEntre los pa\u00edses que m\u00e1s apelan a esta tecnolog\u00eda para producir agua potable a partir del agua del mar figuran Arabia Saudita y Emiratos \u00c1rabes Unidos. La mayor central del mundo, la de Ras Al-Khair, con una producci\u00f3n de 1 mill\u00f3n de m3<\/sup> de agua por d\u00eda (11,5 m3<\/sup> por segundo), est\u00e1 ubicada en Arabia Saudita. La t\u00e9cnica m\u00e1s usual que utilizan all\u00e1 es la desalinizaci\u00f3n t\u00e9rmica, en la cual el agua salada se almacena en tanques calefaccionados. Cuando el agua se evapora se acumula en la parte superior del reservorio y, al condensarse, se transforma en agua pura, sin sales<\/a>.<\/p>\n

Uno de los inconvenientes de la desalinizaci\u00f3n t\u00e9rmica es la elevada demanda de energ\u00eda, que puede llegar a 15 kWh\/m3<\/sup>. La principal fuente de energ\u00eda t\u00e9rmica empleada para ese proceso son los combustibles f\u00f3siles, tales como el petr\u00f3leo y el gas, abundantes en aquella regi\u00f3n. El costo de la desalinizaci\u00f3n t\u00e9rmica es alrededor de tres veces mayor que el de la t\u00e9cnica de \u00f3smosis inversa, y llega a alrededor de 6 d\u00f3lares por m3<\/sup> de agua tratada.<\/p>\n

Cient\u00edficos de diversos pa\u00edses estudian nuevos sistemas de desalinizaci\u00f3n m\u00e1s eficientes y econ\u00f3micos. El alto consumo de energ\u00eda es el principal escollo para la adopci\u00f3n de la desalinizaci\u00f3n a gran escala, sobre todo en los pa\u00edses en desarrollo. Una de las nuevas tecnolog\u00edas en estudio es la desionizaci\u00f3n capacitiva, un proceso electroqu\u00edmico que retiene los iones del agua en el momento en que ella pasa entre dos electrodos porosos de carbono el\u00e9ctricamente cargados. \u201cLa desionizaci\u00f3n capacitiva a\u00fan se encuentra en desarrollo, pero se ha mostrado prometedora. En el caso de la desalinizaci\u00f3n de aguas salobres, es incluso m\u00e1s barata que la \u00f3smosis inversa\u201d, dice el ingeniero qu\u00edmico Lu\u00eds Augusto Martins Ruotolo, del Departamento de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica de la Universidad Federal de S\u00e3o Carlos (UFSCar). En todo el mundo, los principales grupos que se dedican a esa t\u00e9cnica se encuentran en la Universidad Stanford, en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, en el Instituto de Tecnolog\u00eda de Massachusetts (MIT), todos ellos en Estados Unidos, y en el Centro Europeo de Excelencia en Tecnolog\u00edas para Agua Sostenible (Wetsus), en Holanda.<\/p>\n

Seg\u00fan Ruotolo, la ventaja principal de ese sistema reside en que, al contrario de la \u00f3smosis inversa, no se necesitan presiones elevadas para el funcionamiento del dispositivo. \u201cEso implicar\u00eda una disminuci\u00f3n de la demanda energ\u00e9tica y de los costos operativos\u201d, explica. En Brasil, el grupo de Ruotolo concibi\u00f3 un proceso de desionizaci\u00f3n capacitiva a base de carb\u00f3n activado con poros nanom\u00e9tricos<\/a>.<\/p>\n

Otra estrategia que viene adquiriendo relevancia es el uso de membranas elaboradas con \u00f3xido de grafeno, caracterizadas c\u00f3mo l\u00e1minas de carbono de espesor at\u00f3mico, en sistemas de \u00f3smosis reversa. La idea es utilizarlas como criba para retener la sal del agua marina o salobre, tal como ocurre en los casos de los pozos perforados en el semi\u00e1rido brasile\u00f1o. Se estima que su empleo reducir\u00e1 hasta en un 50% el gasto energ\u00e9tico para bombear el agua por los filtros. Eso ocurre porque hay menos fricci\u00f3n cuando se fuerza el paso del agua salada por las membranas de grafeno en comparaci\u00f3n con las tradicionales de pol\u00edmero.<\/p>\n

Cient\u00edficos de todo el mundo se encuentran abocados al estudio de esa tecnolog\u00eda. En Brasil, investigadores de las universidades Estadual de Para\u00edba (UEPB), Federal de Rio Grande do Norte (UFRN) y Federal de Para\u00edba (UFPB) trabajan en la creaci\u00f3n de membranas nanoestructuradas de grafeno para desalinizar el agua salobre. M\u00e1s all\u00e1 de la reducci\u00f3n del costo, otra ventaja de este m\u00e9todo radica en que los filtros de grafeno no necesitan limpieza con tanta frecuencia como los filtros de las membranas de \u00f3smosis inversa. El grafeno tambi\u00e9n es inmune a los efectos del cloro que se utiliza durante el proceso de limpieza y reduce la integridad estructural de las membranas polim\u00e9ricas, requiriendo su reemplazo con mayor frecuencia.<\/p>\n

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Marcelino Louren\u00e7o Ribeiro Neto\/ Embrapa Semi\u00e1rido<\/span><\/a> Riego de una plantaci\u00f3n en el semi\u00e1rido nordestino con desechos del proceso de desalinizaci\u00f3nMarcelino Louren\u00e7o Ribeiro Neto\/ Embrapa Semi\u00e1rido<\/span><\/p><\/div>\n

La desalinizaci\u00f3n en Brasil<\/strong>
\nLa usina de desalinizaci\u00f3n ser\u00e1 la mayor, aunque no la primera que opera en Brasil. Desde hace casi dos d\u00e9cadas, el archipi\u00e9lago de Fernando de Noronha dispone de un peque\u00f1o sistema de desalinizaci\u00f3n con capacidad para producir alrededor de 720 m3<\/sup> de agua por d\u00eda. La producci\u00f3n suministra el 40% de la demanda h\u00eddrica del archipi\u00e9lago. El resto se completa con el agua de lluvia. Algunas comunidades del semi\u00e1rido brasile\u00f1o tambi\u00e9n cuentan con la ayuda de desalinizadores para adecuar para el consumo humano el agua salobre extra\u00edda de pozos artesianos. \u201cTodos utilizan el m\u00e9todo de \u00f3smosis inversa\u201d, explica la ingeniera qu\u00edmica Weruska Brasileiro Ferreira, del Departamento de Ingenier\u00eda Sanitaria y Ambiental de la UEPB.<\/p>\n

La distribuci\u00f3n y la instalaci\u00f3n de esos dispositivos viene siendo hecha por varias instituciones desde la d\u00e9cada de 1990. A partir de 2011, el gobierno federal desarroll\u00f3 una metodolog\u00eda para darle soporte al Programa Agua Dulce que incorpora asistencia t\u00e9cnica, social y ambiental con miras a una mayor sostenibilidad en el funcionamiento de los sistemas de desalinizaci\u00f3n, que benefician a alrededor de 240 mil personas en 174 municipios.<\/p>\n

Seg\u00fan el ingeniero civil Alexandre Saia, coordinador de desalinizaci\u00f3n del Ministerio de Desarrollo Regional, el costo promedio de la instalaci\u00f3n de desalinizadores en el sert\u00f3n nordestino es de 278 mil reales por unidad. Cada equipo produce 4 m3<\/sup> de agua por d\u00eda, atendiendo las necesidades de 400 personas. Sin embargo, muchos de los sistemas instalados en el semi\u00e1rido se encuentran abandonados debido a la falta de recursos de los gobiernos municipales para mantenerlos en forma adecuada.<\/p>\n

El ingeniero industrial Antonio Santos S\u00e1nchez, de la Escuela Polit\u00e9cnica de la Universidad Federal de Bah\u00eda (UFBA), explica que el mantenimiento requiere principalmente del recambio y limpieza de las membranas que retienen las sales, cuya vida \u00fatil es de cinco a nueve a\u00f1os. \u201cSin una limpieza adecuada, la durabilidad del sistema se reduce\u201d, subraya. El costo anual de mantenimiento gira en torno a unos 18 mil reales, seg\u00fan informa la coordinaci\u00f3n del Programa Agua Dulce.<\/p>\n

Las membranas que se utilizan en Brasil son fabricadas por la compa\u00f1\u00eda estadounidense Dow Chemical. Se trata del mismo material que emplean los desalinizadores de Israel. Lo que cambia es la cantidad de energ\u00eda requerida por el sistema y el tipo de membrana que se utiliza en el proceso. La concentraci\u00f3n de sales en el agua del mar es mucho mayor que en la de los pozos del semi\u00e1rido, lo que exige un gasto mayor de energ\u00eda y mayor cantidad de membranas para desalinizarla. Cada litro de agua de mar posee m\u00e1s de 30 mil miligramos\u00a0 (mg) de sal. En tanto, el agua de los pozos del semi\u00e1rido tiene una concentraci\u00f3n a partir de 5 mil mg de sal por litro, pudiendo llegar a 18 mil mg. El valor que la Organizaci\u00f3n Mundial de la Salud (OMS) considera adecuado para el consumo humano var\u00eda entre 250 y 500 mg por litro.<\/p>\n

\u201cCada 2 mil litros de agua salobre que pasan por el desalinizador rinden mil litros de agua potable y otros mil litros de agua muy salada, que se desecha\u201d, dice el cient\u00edfico de los alimentos \u00c2ngelo Paggi Matos, del Departamento de Ciencia y Tecnolog\u00eda de Alimentos de la Universidad Federal de Santa Catarina (UFSC). Su descarte constituye uno de los problemas asociados a la desalinizaci\u00f3n en el pa\u00eds.<\/p>\n

En las centrales que procesan agua de mar, los desechos, o sea la concentraci\u00f3n salina, se devuelven al oc\u00e9ano. En tanto, en aquellas que operan en el semi\u00e1rido, el descarte inadecuado puede afectar la calidad del suelo, torn\u00e1ndolo improductivo. Para soslayar ese problema, el Programa Agua Dulce implement\u00f3 tanques para acumular el concentrado. Por medio de un convenio con la estatal Empresa Brasile\u00f1a de Investigaci\u00f3n Agropecuaria (Embrapa) Semi\u00e1rido, con sede en la localidad de Petrolina (estado de Pernambuco), se adoptaron estrategias para la reutilizaci\u00f3n de esos desechos en la producci\u00f3n de peces tales como la tilapia y para el riego de plantines de especies vegetales forrajeras propias de la Caatinga, tales como el tiple (Atriplex nummularia<\/em>) conocida popularmente en Brasil como erva-sal<\/em>, que se emplea para el pastoreo del ganado caprino y ovino.<\/p>\n

El gobierno brasile\u00f1o crea un centro de investigaci\u00f3n para el sector<\/strong>
\nLa instituci\u00f3n evaluar\u00e1 el desempe\u00f1o de los desalinizadores que se usan en el pa\u00eds<\/em><\/p>\n

Con el objetivo de impulsar el desarrollo y el uso de desalinizadores en Brasil, el gobierno federal anunci\u00f3 en enero de este a\u00f1o la creaci\u00f3n del Centro de Test de Tecnolog\u00eda de Desalinizaci\u00f3n (CTTD), cuya sede ser\u00e1 el Instituto Nacional del Semi\u00e1rido (Insa), en Campina Grande, en el estado de Para\u00edba. Ese instituto es una de las unidades de investigaci\u00f3n del Ministerio de Ciencia, Tecnolog\u00eda, Innovaci\u00f3n y Comunicaciones (MCTIC). La creaci\u00f3n del CTTD fue una de las 35 metas prioritarias de la administraci\u00f3n federal para los primeros 100 d\u00edas de gobierno. Los investigadores del nuevo organismo tambi\u00e9n cuentan con la infraestructura del Laboratorio de Referencia en Desalinizaci\u00f3n de la Universidad Federal de Campina Grande (UFCG).<\/p>\n

\u201cEl objetivo de este centro consiste realizar una evaluaci\u00f3n del grado de madurez tecnol\u00f3gica de los desalinizadores en funcionamiento en el pa\u00eds y de los dispositivos que a\u00fan se encuentran en etapa de desarrollo\u201d, dice el ingeniero agr\u00edcola Salom\u00e3o Medeiros, director del Insa. \u201cEso se llevar\u00e1 a cabo por medio de pruebas de eficiencia de los dispositivos y mediante la evaluaci\u00f3n de la calidad de la desalinizaci\u00f3n, gasto de energ\u00eda, costo de mantenimiento, entre otros par\u00e1metros\u201d. Para ello, el gobierno emiti\u00f3 una convocatoria p\u00fablica para las empresas interesadas en enviar sus sistemas para la evaluaci\u00f3n del desempe\u00f1o. Por el momento, fueron seleccionadas siete empresas, todas brasile\u00f1as.<\/p>\n

Medeiros aclara que el gobierno todav\u00eda no anunci\u00f3 el monto total que le asignar\u00e1 al nuevo emprendimiento, que comenz\u00f3 a funcionar en abril. La iniciativa tambi\u00e9n busca promover el intercambio de conocimiento al respecto de la desalinizaci\u00f3n entre los cient\u00edficos brasile\u00f1os e israel\u00edes. \u201cEl dominio de esa tecnolog\u00eda es estrat\u00e9gico para cualquier pa\u00eds, incluso para aquellos que disponen de agua en abundancia, como es el caso de Brasil\u201d, enfatiza el director del Insa.<\/div>\n

Proyecto<\/strong>
\nDesalinizaci\u00f3n por desionizaci\u00f3n capacitiva: Desarrollo de nuevos electrodos y optimizaci\u00f3n del proceso (n\u00ba 15\/16107-4<\/a>); Modalidad<\/strong> Ayuda a la Investigaci\u00f3n \u2013 Regular; Investigador responsable<\/strong> Lu\u00eds Augusto Martins Ruotolo (UFSCar); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 228.804,27<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"El gobierno del estado de Cear\u00e1 estudia la construcci\u00f3n de la primera gran central de desalinizaci\u00f3n del pa\u00eds, mientras se investigan nuevas tecnolog\u00edas en Brasil y en el exterior destinadas a bajar los costos del proceso","protected":false},"author":346,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[297],"coauthors":[662],"class_list":["post-325922","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-ingenieria"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/325922","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/346"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=325922"}],"version-history":[{"count":6,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/325922\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":327243,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/325922\/revisions\/327243"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=325922"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=325922"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=325922"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=325922"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}