sábado, 26 de abril de 2008

Agua va!!!!.

Los cauces políticos bajan revueltos en la Península por el asunto del agua, e incluso correligionarios de un mismo partido andan a la greña por un no me quite Ud estos metros cúbicos de agua. Cuando yo era estudiante en Zaragoza, el influyente Rafael Usón, a la sazón Catedrático de Química Inorgánica, comenzó una lección sobre el agua (sería algo así como 1970) diciendo: "El agua, un disolvente por el momento abundante y barato...". Y no sabeis las veces que me acuerdo de él. Así que no es de extrañar que cuando el pasado viernes Jorge Malfeito de Acciona Agua vino a Donosti a impartir la lección final en un Curso de nuestro Master sobre Membranas poliméricas y abrimos la sesión a quien quisiera venir, tuvimos problemas de espacio. Su conferencia versaba sobre la ósmosis inversa y su empleo en las plantas desaladoras de agua. Y, gracias a lo que dijo, yo me he trajinado este post en un periquete, mientras en mi ventana se asoma un radiante amanecer sabatino que casi me asegura una buena tarde de golf.

Para empezar me vais a tener que aguantar una pequeña introducción sobre las bases del proceso. Pero que nadie se me asuste ya de entrada, que lo voy a contar como el cuento de Caperucita. Cuando a un lado y a otro de cierto tipo de membranas poliméricas denominadas semipermeables se coloca agua y agua de mar, la termodinámica nos enseña que el agua tiende a pasar a través de la membrana desde el lado en el que está pura al lado en el que está salada
. Para impedir ese paso espontáneo tenemos que aplicar en la cara de la membrana en contacto con el agua salada una cierta presión. Es la llamada presión osmótica de esa disolución de agua y sal, presión que depende de la concentración de sal existente. Por ejemplo, la concentración en el Mar Báltico anda por 28 gramos por litro mientras en el Mar Muerto esa cifra es el doble. Consiguientemente, la presión osmótica de un agua de mar varía de un sitio a otro pero digamos que puede andar entre 25-35 bares o, lo que es igual, 25-35 veces la presión atmosférica, que no es una presión como para olvidarse de ella.

Si aplicamos una presión superior a la osmótica en el lado "salino" de la membrana, se produce la llamada ósmosis inversa en la que el agua contenida en la disolución salina pasa al lado del agua pura, proceso "contra natura" que constituye la base de la desalación del agua de mar por este procedimiento (hay otros procesos para desalar, como la destilación del agua marina).
Ni siquiera con el concurso de la presión la sal es capaz de atravesar la membrana porque ésta se lo impide; de ahí su denominación como semipermeable.

La madre del cordero para que todo funcione bien es pues una portentosa membrana polimérica. Una membrana, bastante sofisticada en su producción, que se suele denominar asimétrica compuesta porque tiene más de un componente y porque su morfología es un poco compleja. El diseño de estas membranas es todo un compromiso. Para obtener producciones importantes de agua potable, la instalación está sujeta a presiones que duplican prácticamente la presión osmótica (50-80 bares) y, por tanto, la membrana debe tener una importante resistencia mecánica a romperse bajo ese tremendo empuje, o andaríamos todo el día de fontaneros. Una posible solución sería que la membrana tuviera un espesor muy gordito pero entonces el paso del agua a su través sería muy lento y aquí estamos para ganar dinero, no para fruslerías. Por el contrario, al disminuir ese espesor, el flujo obtenido crece rápidamente, pero también la posibilidad de ruptura. La solución salomónica está en una membrana asimétrica, en la que sobre una especie de esponja de polisulfona, permeable en grado sumo al agua, se deposita una fina capa de una poliamida que es la que no deja pasar a la sal pero si al agua. Es decir, la fina capa hace su papel separador y la polisulfona esponjosa soporta mecánicamente a todo el conjunto. En el primer minuto de este vídeo (ya lo siento, está en inglés, pero es muy ilustrativo de cómo funcionan los módulos de una planta desaladora) podeis ver la estructura de una membrana comercial en la que, por debajo de la capa de la polisulfona esponjosa, hay todavía otro tejido de poliéster (más polímero), tambien muy poroso, que incrementa aún más la resistencia mecánica del conjunto.

Se puede decir que, tecnológicamente, el problema de la obtención de agua pura a través de un proceso de ósmosis inversa está sustancialmente resuelto. Las eficientes membranas arriba mostradas eliminan con creces el 99% de la sal contenida en el agua del mar con lo que el agua es perfectamente bebible. La eliminación tan exhaustiva de todo tipo de sales que el agua contiene (no sólo el cloruro sódico, principal componente del agua de mar) plantea incluso algunos problemas. Por ejemplo, al carecer prácticamente de calcio (es una agua extraordinariamente blanda) y bicarbonatos, el anhídrido carbónico, que siempre se disuelve algo en el agua, hace que el agua producto de una desaladora sea ligeramente ácida, con pHs que pueden llegar a los 5,5, lo que ocasiona fenómenos importantes de corrosión en tuberías y otros materiales que estén en contacto permanente con ese agua. Por otro lado, la popularización del agua de desaladoras en ciertos países ha llevado, por ejemplo, a los agricultores de Israel a usarla para riego, encontrándose con el problema de que sus tomates no crecen como con el agua de riego tradicional. La razón está, de nuevo, en que ese agua desalada carece de algunos minerales que tiene el agua normal y que, aunque se encuentran en cantidades pequeñas, juegan un papel vital en el crecimiento de los vegetales.

Pero todo eso tiene fácil arreglo. Y así, en las plantas desaladoras, el agua producida se remineraliza por diferentes técnicas antes de ponerla en la red de consumo. Esos procesos de remineralización consisten, básicamente, en adicionar las sales adecuadas para llegar a los niveles estándar de un agua de consumo humano. En otros casos, el paso previo es mezclas el agua de la planta con agua de otras fuentes que no sean desaladoras. Así que el problema de los agricultores judíos se puede resolver de forma similar y no dejan de ser contratiempos que surgen como consecuencia de la progresiva implantación de este tipo de agua. Al hilo de estos comentarios, hay que mencionar el hecho de que, en internet, es fácil encontrar sitios sobre los peligros de beber agua destilada y, en segunda derivada, una agua casi tan pura, como es la proporcionada por las desaladoras. Es una superchería más, destinada a asustar a gentes que ya no se asustan con el infierno. En uno de mis blogs favoritos, El Tamiz, se dedicó una de las entradas de su serie Falacias a este asunto.

¿Dónde están entonces los problemas de tan maravilloso invento para que no acabemos teniendo una desaladora en cada playa?. Pues haberlos, los hay, que para eso la vida es siempre muy complicada y entrópica. Fundamentalmente es un problema energético. Una planta desaladora necesita mucha energía y con los tiempos que corren (calentamiento global, generación de CO2), mentar algo que consuma mucha energía es mentar la bicha. Los tíos del turbante no tienen muchos problemas para instalar desaladoras en sus desiertos porque les sobra oro negro y no tienen más que poner una planta de generación de electricidad a base de su petróleo cerca de la desaladora y a correr. En otros casos, hay una nuclear cerca. Y, cómo no, se está pensando en ligarlas a plantas de producción de energías renovables como la eólica o la fotovoltaíca. Pero ahí andamos. De hecho, Jorge Malfeito nos dió el dato de que casi el 40% del precio de un metro cúbico (mil litros) de agua de un desaladora (incluyendo todos los gastos, hasta la amortización de la planta) es un costo energético. Precio por metro cúbico que, por cierto, es bien barato, se sitúa al nivel del que Odón Elorza nos cobra a los donostiarras y es unas mil (si, he dicho mil) veces inferior a lo que cuesta el agua embotellada más barata.

El otro problema es el asunto de cómo deshacerse de la salmuera o agua muy concentrada en sal que es el subproducto que resulta como consecuencia de quitarle agua pura al agua de mar. Lo habitual suele ser devolverla al propio mar, que debe diluirla en función de su tamaño casi infinito. Pero es un proceso que debe controlarse bien pues esa dilución depende mucho del lugar y la manera en la que se realice y no siempre se ha hecho de la forma más rápida y eficiente posible. El problema ha saltado a la prensa española, al detectarse daños en las praderas de posidonias que tapizan los fondos marinos de la costa mediterránea más próxima. Las posidonias son especialmente sensibles a cambios bruscos en la salinidad y pueden resultar gravemente afectadas si los vertidos no se realizan adecuadamente. Pero, en mi opinión, el problema no tiene porque ser difícil de resolver. Otra cosa es que algunos gestores de desaladoras, como otros gestores en otros ámbitos, sólo piensen en la pela y no adopten las medidas o tecnologías necesarias aunque tengan un costo adicional.

3 comentarios:

Mikel O dijo...

Soy uno de los que acudí a la interesante charla del responsable de Acciona Agua sobre la ósmosis inversa, y como el turno de preguntas no dió para mucho (¡valioso tiempo!), no pude plantearle una cuestión que me ronda la cabeza desde que mencionó la producción de salmuera como uno de los problemas más graves de una planta desaladora. A lo mejor digo una bobada, pero ¿por qué no puede acoplarse esa salida de salmuera a una salina, es decir, una factoría dedicada a la producción de sal?
Seguro que alguna (o varias razones) habrá. Quizás el Búho tenga respuestas a la inocente cuestión...

El Búho dijo...

Pues he preferido trasladar la pregunta a los que saben del tema. A ver si me contestan....

Aitor dijo...

La semana pasada estuve viendo los biorreactores de membrana (MBR) para el tratamiento de aguas residuales en el trabajo. Los MBR usan membranas de microfiltración o ultrafiltración, pero se dice que igual puede usarse este tratamiento como etapa previa a la ósmosis inversa, aunque, al parecer, hay muchas dudas al respecto.

Por cierto Yanko, tengo noticias sobre mi modernización telefónica que te gustarán...

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