Desalación

INTRODUCCIÓN

     El agua es un factor decisivo para la vida y el desarrollo de cualquier comunidad. Sin agua no es posible la vida. Las zonas áridas se han visto limitadas tradicionalmente por la escasez de sus recursos hídricos. Es así que desde antiguo los núcleos urbanos de población han sido colocados cerca de manantiales y surgencias con las que abastecerse. Las zonas costeras estaban bastante limitadas en este aspecto debido a la salinización y escasez de las aguas. De todos modos siempre había enclaves cercanos a acuíferos donde se realizaban actividades portuarias, pesca, comercio, etc...

     El agua ha servido desde siempre para satisfacer necesidades  comunes y esenciales a todas las sociedades humanas como son:

     -Comunicación

     -Frontera y defensa

     -Sustento de la industria y de la agricultura

     -Para fines sanitarios

     -Consumo humano directo

     -Recreación

     -Otros

     Por éstas y otras razones sería completamente absurda la planificación y gestión de una zona sin el estudio correspondiente de los recursos hídricos de que dispone ésta. Si además nos referimos a una zona litoral la dependencia del agua es, si cabe, más obvia aún.

     En los últimos tiempos con la aparición de nuevas tecnologías, sondeos y sistemas de captación de aguas se han resuelto, en parte, las limitaciones hídricas del litoral. Se ha producido por ésta y otras razones un aumento énorme de los núcleos costeros, con un véloz crecimiento del sector servicios y con la obtención de altos beneficios debidos al turismo. Al mismo tiempo que ocurre esto se ha ido generando una mayor necesidad de agua.

    

     El agua es una especie química tremendamente abundante pues cubre aproximadamente las tres cuartas partes de la superficie del planeta formando una capa, la hidrosfera, con un volumen aproximado de 1400 millones de km³. Aunque existe esta enorme cantidad de agua, que tiene un papel esencial en la regulación de las condiciones físicas químicas y biológicas de la planeta, sólo el 0'5% de ésta se presenta en forma de agua dulce. En tierra firme los organismos necesitan agua dulce con un limitado contenido en sales. El uso creciente de las fuentes de agua dulce, la contaminación de estas, su irregular distribución en el espacio,... nos conducen cada vez más a la necesidad de recurrir a las aguas salobres para responder a la demanda. Hay que transformar las aguas salobres superficiales, subterráneas y salinas (agua de mar) para poder utilizarlas como si fueran dulces. Siempre y cuando el agua de mar pueda ser procesada para que pierda su exceso de sales tendremos en los oceanos una fuente casi inagotable de agua apta para el consumo humano.

     La investigación básica y aplicada, así como el desarrollo de nuevas tecnologías han provocado en los últimos 50 años un énorme avance en materia de desaladoras. El mar es ahora un recurso casi infinitamente aprovechable y disponible para el hombre. Se pretende con el uso de desaladoras satisfacer la demanda creciente del litoral. Son ejemplos cercanos la desaladora de Almería, de Alicante, de Cartagena...

  

CONSIDERACIONES ENERGÉTICAS PREVIAS A LA DESALINIZACIÓN

     Para desalar un agua hay que aportarle una cantidad de energía suficiente para separar los iones disueltos que contiene. La cantidad minima de energía necesaria sería la energía desprendida al disolver las sales en el agua destilada. Matemáticamente este desprendimiento energético vine dado por la fórmula:

     W = R·T·Lna_A

     W es la energía desprendida en la solvatación

     R es una cte

     Lna_A es el logaritmo neperiano de la actividad del agua en la disolución.

     La fórmula estudia las variaciones del potencial electroquímico del agua y se llega a la conclusión de que la enrgía mínima para desalinizar un agua de mar con 35000 ppm en sales a 25ºC es de 13'60 cal/mol, equivalente a 0'879 kWh/m³. Para desalinizar un agua con 15000 ppm la energía mínima resulta ser de 0'298 kWh/m³.

     Un proceso estrictamente reversible coincidiría con esta energía mínima. Unos procesos serán más eficientes que otros según se acerquen más a la energía mínima.

     Aunque viendo estas cifras se puede pensar en la desalación como una panacea para resolver los deficit hídricos, esto no es así. El consumo energético real es muy superior (entre 5 y 20 veces superior). Este componente energético que forma la parte principal del coste del agua desalada se podrá rebajar con el tiempo. De todos modos se puede decir que "no hay agua más cara que la que no se tiene".

     El consumo energético de los procesos que usan energía térmica viene dado por el  parametro FR (factor de rendimiento). El FR nos da la cantidad de agua pura en Kg obtenida por cada 2300 Kj de energía térmica consumida en el proceso. Esta cantidad de energía corresponde a la necesaria para evaporar un Kg de agua en condiciones normales de presión y temperatura. Cuanto mayor sea el FR más eficientes serán los sistemas. FRs bajos como los de las Solar Stills ( 0'53 ) se pueden mantener debido a la enorme disponibilidad de energía.

 

TIPOS DE DESALADORAS

     La desalación es un proceso mediante el cual se separa el agua de sus sales. Las sales son devueltas al mar en una salmuera de mayor concentración. Según M. Torres (1996) los procesos existentes se pueden clasificar en dos grandes grupos: los que ejercen fuerzas sobre el agua para separarla de  los iones y los que ejercen fuerzas sobre los iones para separarlos del agua. Los métodos existentes vienen recogidos en la siguiente tabla:

TIPO	MODO	PROCESO
Procesos que separan el agua	a)Destilación	-SE destilación solar -F destilación súbita de siple etapa -ST destilación entubos sumergidos -MSF destilación súbita multietapa -MED destilación multiefecto por tubos horizontales -VTE destlación multiefecto por tubos verticales -VC compresión mecánica de vapor -VTC termocompresión de vapor
	b)Cristalización	-congelación -formación de hidratos
	c)Filtración	-RO osmosis inversa
Procesos que separan iones	d)Filtración selectiva	-ED electrodiálisis
	e)Intercambio	-cambio iónico, adsorción

     De entre esta enorme cantidad de procesos no todos han alcanzado el mismo desarrollo. Dependiendo de la escala de producción, de la salinidad del agua y de la intención de uso puede haber unos más apropiados que otros. No se pueden establecer reglas generales para todos los casos. A escala industrial puede decirse que solo se emplean el MSF, MED, VTE, VC, VTC, RO y ED. A pequeña escala puede interesar una Solar Still o pequeños CDC (destilación solar). Los procedimientos más importantes en la actualidad son los  de MSF y de ósmosis inversa.

     DESTILACIÓN. Consiste en aplicar calor al agua salina hasta que ésta alcance su punto de ebullición y se convierta en vapor. Posteriormente el vapor se enfría y se condensa obteniendose agua pura sin sales en exceso. Las sales extraidas se concentran en la salmuera que vuelve al punto de origen. La destilación es un proceso que suele resultar caro debido al alto calor específico del agua. La energía necesaria para la evaporación procede de combustión de combustibles fósiles, energía nuclear, energía solar, etc...

     La técnica de efecto multiple (ME) consiste en evaporar el agua en etapas sucesivas. Básicamente una planta de destilación simple de un sólo efecto consta de un evaporador y de un condensador. El agua de alimentación se evapora en el evaporador tras aportarle un energía térmica. Luego en el condensador se refrigera el vapor hasta que deposite el agua empobrecida en sales. Para disminuir la cantidad de calor aportada en el evaporador podemos utilizar el agua de alimentación como refrigerante en el condensador.

     El método de destilación de un sólo efecto supondría un coste demasiado grande. El factor de rendimiento es 1, es decir, se gastan 2300 Kj/Kg. Para aumentar el FR se utiliza la destilación en efecto multiple: se efectúan evaporaciones sucesivas a temperaturas decrecientes conservando el calor latente de evaporación. El calor que se va desprendiendo en cada etapa al pasar vapor a forma de agua liquida se trata de recircular. 

     Cada etapa o efecto puede compararse con una planta de destilación de efecto simple, en la que el aporte de energía térmica procede del vapor de la etapa anterior al condensar. El agua de mar se hace pasar por un condensador para refrigerar y condensar el vapor que se producirá la última etapa. Tras pasar por el condensador una parte del agua de alimentación se rechaza y es devuelta al mar con mayor temperatura.

     El agua de alimentación tras salir del condensador, se hace pasar por una serie de precalentadores, con el objeto de aumentar la temperatura y aproximarla a la de evaporación.Cada etapa permite aumentar la temperatura del vapor una media de 2-3ºC. Tras pasar por el último precalentador el agua es introducida en la 1ª etapa donde va a ser evaporada en parte. Esto se hace pulverizando el agua sobre un intercambiador de calor de haz tubular. Por el interior de los tubos circula un fluido caliente normalmente vapor que aporta la energía térmica necesaria para el proceso. La primera etapa es alimentada con calor externo y el agua queda evaporada a 70-80ºC de temperatura. Se genera una parte de vapor que pasa a calentar el agua del último precalentador. En la superficie externa del precalentador parte del vapor condensa y pasa a la segunda etapa.

     En la 2ª etapa parte del vapor que no se evaporó en la 1ª etapa entra en contacto con la mezcla de condensado y vapor procedente del último precalentador. Al contactar con la mezcla de condensado y vapor se evapora otra fracción de agua. Esto sucede a una temperatura menor que la de la 1ª etapa ya que la presión va disminuyendo en las camaras sucesivas. El vapor producido condensa parcialmente sobre la superficie del penúltimo precalentador. La mezcla de vapor y agua pasa a la 3ª etapa.

     En la 3ª etapa la mezcla de vapor y agua del precalentador vuelve a condensar evaporandose otra parte del agua procedente de la 2ª etapa. De este modo las sucesivas evaporaciones y condensaciones van dando lugar a un destilado. En la última etapa el vapor entra en el primer precalentador y condensa dando agua con contenidos aceptables de sales. Tras pasar por el precalentador pasa por el condensador inicial. Hay una parte de agua que no se ha evaporado en ningún momento. En ella se ha ido quedando las sales que ha perdido el destilado de forma que lo que tenemos es un salmuera de alta concentración. De la corriente de alimentación Ma hemos sacado un caudal de destilado Md y un caudal de salmuera Mb.

     En la práctica el valor del FR para una planta MED es aproximadamente:

         FR = 0'85 · (N-1)

     Este procedimiento de efecto multiple se usó mucho en los primeros tiempos de la tecnología de desalinización, ya que presentaba considerables ventajas a la hora de producir la energía necesaria para la evaporación. Además gracias a el vacio y a la recirculación permite utilizar vapor de baja energía.

 

    

     La técnica de compresión de vapor (CV) utiliza la condensación de vapor comprimido para aplicar calor a una masa de agua y evaporarla. El vapor al comprimirse aumenta su temperatura varios grados centígrados. Esto facilita que más tarde en el intercambiador de calor de placas, el calor se transmita más fácilmente provocando la evaporación. Como en la técnica ME el vapor que se condensa también cede su calor al agua que se está evaporando, pero además la transferencia se ve favorecida por el aumento de temperatura en el vapor tras la compresión.

     La compresión del vapor se puede hacer con un ventilador de gran caudal (soplante) que comprime el vapor generado introduciéndolo por los tubos del condensador. Esta es la llamada "Compresión mecánica". El agua de mar es pulverizada sobre los tubos del condensador recogiendo el calor y evaporandose antes de llegar al soplante. El agua condensada dentro de los tubos es un agua pura que tiene un contenido en sales adecuado.

     Otra forma de compresión de vapor, la termocompresión, consiste en utilizar un eyector de vapor, alimentado por una fuente de vapor externa, que produce la compresión deseada mediante el efecto venturi originado en el eyector.

     La técnica de compresión de vapor es muy popular actualmente existiendo muchas plantas de este tipo. En Lanzarote la empresa Inalsa, por ejemplo, dispone de 7 plantas productoras de fabricación israelita que producen entre 450 m³ y 1500 m³.

     El procedimiento de evaporación subita es parecido al ME de la evaporación superficial. Esta técnica se llama también MSF (multisalt flash) y se diferencia del ME en que el vacio no se mantiene constante en cada etapa sino que se va aumentando de manera que la masa de agua soporta la evaporación en toda su extensión. Desde aguas con presiones ligeramente superiores a las de saturación se disminuye la presión hasta la presión de saturación. Previamente se ha aumentado la temperatura para que esto sea más fácil. Parte del agua (un 10% como máximo) se evapora haciendose innecesaria la presencia de un intercambiador de calor que actúe como evaporador.Una vez evaporada el agua pasa al condensador y va cediendo calor a las diversas etapas de forma parecida al ME.

     La técnica MSF supuso un avance con respecto al proceso MED. Las primeras desaladoras que se pusieron en fucionamiento en España seguían procedimientos MSF. Actualmente el proceso de destilación más popular es la compresión de vapor.

     Los Solar Stills son sistemas de desalación que hacen uso del conocido efecto invernadero para aprovechar de modo pasivo la radiación solar en la destilación de agua de mar. Constan de:

     -Piscina o estanque. Puede aprovechar una hondonada o cavidad natural del terreno o bien construirse mediante una obra civil.

     -Cubierta. Superficie transparente de plastico o vidrio que se coloca encima del estanque y acumula calor aumentando la temperatura hasta los 60º aproximadamente. Además de provocar este efecto invernadero, la cubierta hace que las gotas condensen en la superficie interna y deslizen hacia unos colectores laterales.

     Los Solar Stills no se usan para producir grandes cantidades de agua desalinizada ya que tienen una baja producción de destilado por unidad de superficie (1-4 l/m²dia). Las perdidas de vapor y de destilado se hacen inevitables, y la productividad sufre acusados descensos con el tiempo siendo la labor de mantenimiento muy necesaria y costosa. La cubierta es el elemento más frágil; su deterioro es más rápido cuando mayor es la superficie.

     En paises industrializados con alto coste de mano de obra y con poca disponibilidad de espacio un Solar Still puede resultar demasiado costoso. A pesar de estos inconvenientes los Solar Still pueden ser muy atractivos para pequeñas instalaciones en lugares remotos y con alto nivel de radiación. En paises como India, Pakistan, y Grecia por distintas razones se ha hecho factible disponer de este tipo de instalaciones.

     Los CDC (colectores desalinizadores compactos) son dispositivos similares a los Solar Still pero de pequeño tamaño. Tienen también cubierta, colectores, depósito pero son tan pequeños que spueden situar en la azotea de una casa. esto lohace accesibles para cualquier persona que quiera disponer de una pequeña cantidad de agua desalinizada. Existen CDCs de diseños muy avanzados con segundas cubiertas para recogerlas gotas condensadas, con efectos multiples, con peldaños escalonados para aumentar la superficie....

     OSMOSIS INVERSA Frente a los procesos de destilación térmica destacan los procesos de desalinización físico-química, con la osmosis inversa a la cabeza. Por el proceso de osmosis el agua tiende a pasar de donde hay menos sales (medio hipotónico) a donde hay más sales (medio hipertónico) atravesando una membrana semipermeable que sólo deja pasar el agua. Los iones y cationes disponibles a uno y otro lado de la membrana se mantienen constantes y no pueden atravesarla. El agua en cambio se mueve de un lado a otro hasta conseguir que las concentraciones se igualen (medios isotónicos).

     La osmosis inversa consigue que el proceso osmótico suceda de forma contraria. El agua se moverá hacia donde haya menos sales aumentandose así las diferencias de salinidad entre medio hipotónico e hipertónico. Podemos de esta forma conseguir que el agua de mar atraviese una membrana semipermeable dejandose las sales atrás. El agua dulce obtenida será cada vez más dulce y el agua salada que se queda al otro lado tendrá cada vez más iones disueltos.

     La osmosis inversa al ser contraria a la tendencia natural necesita una fuente de energía que se suministra en forma de presión en el lado hipertónico de la membrana. Hay que vencer la presión osmótica con turbobombas que generan una media de 70 atmósferas para agua de mar (35000 ppm). Prácticamente toda la presión dada por la bomba se recupera sobre una turbina aplicada a su eje obteniendose de esta forma altas eficacias energéticas.

     Las membranas semipermeables trabajan creando enlaces debiles con las moléculas de agua, interviniendo en el proceso tanto su estructura física como su naturaleza química. Las membranas mas conocidas son las de poliacetato de celulosa descubiertas en 1950 y las de los polímeros de poliamida aromática, fabricadas como fibra hueca (1969) o compuesta (1977). Los diversos montajes de las películas activas (espesores de 500 A), se realizan sobre distintos soportes porosos para lograr gandes superficies de paso en un pequeño volumen. De esta forma se pueden conseguir estructuras tublares, espirales, en fibra hueca....

     Un caso especial de desaladoras de osmosis inversa son las desaladoras AVF que consiguen la presión en el lado hipertónico de la membrana mediante el peso de un columna de agua de 700 m de profundidad. En cualquier instalación minera moderna con una profundidad de 700 m podemos dejar caer el agua permitiendo que vuelva a salir al mar por el principio de vasos comunicantes. La salmuera que no atraviesa la membrana vuelve a salir con un mayor contenido en sales 60 m mas abajo que por donde entró (para mantener así las perdidas de carga). El único gasto energético corresponde a la salida del agua dulce que hay que bombear hasta la superficie.      

     Las desaladoras AVF aunque suponen un considerable gasto inicial permiten un abaratamiento de hasta el 75% del coste del agua. Al hecho de que sólo halla que bombear el agua dulce se le suma la facilidad con la que se puede parar o activar el suministro en horas punta u horas valle. En una planta de osmosis inversa normal entre 0'35 y 0'5 dolares por m³ se gastan en encnder y apagar turbo bombas, mientras que aquí basta con efectuar un baypass.

     Además la diferencia de presión entre las tuberias permite acumular energía mientras se produce agua dulce y cogenerar electricidad cuando interese parar la producción. Una planta AVF autogenera la energía necesaria en las horas costosas, devolviendo el agua a la superficie en las horas de tarifa baja con lo que unicamente se abona el preco de esta última.

     Los costes de producción de un m³ de agua son de entre 0'13 y 0'16 dolares mientras que en una planta convencional están entre 0'48 y 0'63. De los 0'13 dolares 0'07 estan destinados a la reposición de filtros, bombas, etc... que es lo único que se puede romper considerando que las tuberias estan garantizadas por un minimo de treinta años.   

     CONGELACIÓN

     En este proceso el agua de mar se lleva a un estado termodinámico en el que se forman cristales del elemento de mayor punto de congelación (agua pura). El agua que no se congela va aumentando su concentración en sales y esto provoca una disminución de su punto de congelación por efectos crioscópicos. Al final quedan cristales de agua y una salmuera salina. Para que se congele el agua y no la solución sálina se trabaja a temperaturas de -50ºC.

     Los cristales son lavados y extraidos esto se puede conseguir mediante centrifugación, por ejemplo, pero hay una gran diversidad de métodos utilizables en este proceso.

     Este proceso presenta un enorme atractivo ya que la energía que se necesita para congelar un Kg de agua es aproximadamente la sexta parte de la que se necesita para evaporarlo. El problema es que la tecnología no está aún madura y todavía no existe una implementación de las desaladoras congeladoras en el mundo.

     FORMACIÓN DE HIDRATOS.

     Mediante adición de hidrocarburos a la solución salina, se forman hidratos complejos, con una relación hidrocarburo/molécula de agua de 1/18. Este proceso de cristalización tiene como la congelación un rendimiento energético muy superior a los procesos de destilación. Las dificultades tecnológicas de lavado y recogida de cristales han hecho que estos sistemas no esten todavía maduros.          

     ELECTRODIÁLISIS

     La electrodiálisis al igual que la ósmosis inversa permite desalinizar un agua sin tener que producir sobre ella un cambio de fase. Se hace circular por la solución salina una corriente continua: los iones positivos se desplazan hacia el cátodo (electrodo negativo) y los iones negativos se desplazan al anodo (electrodo positivo).

     Entre el ánodo y el cátodo se colocan un par de membranas semipermeables, una de la cual es permeable a los aniones y la otra lo es a los cationes. De esta forma entre las dos membranas se va paulatinamente formando una zona de baja salinidad.

     Aunque el proceso de electrodiálisis se conoce desde principios del siglo XX, las membranas primitivas sólo eran parcialmente selectivas. Se tuvo que esperar cerca de 40 años para que la aparición de nuevas membranas permitiera la implementación de este tipo de desaladoras en la desalinización de aguas de baja salinidad. Actualmnte la electrodiálisis sólo se utiliza en desalación de aguas salobres ( entre 1000 y 15000 ppm). Está en experimentación su uso en aguas más concentradas.

     Al igual que las plantas de ósmosis inversa, las plantas de electrodiálisis precisan un cuidadoso pretratamiento para evitar que se dañen las membranas.

     INTERCAMBIO IÓNICO

     El intercambio iónico también es un proceso que separa sales de la disolución y se basa en las propiedades que prsentan ciertos materiales de intercambiar aniones o cationes cuando se ponen en contacto con un electrolito. Las resinas liberan hidrogeniones e iones hidroxilo al tiempo que fijan los iones del agua. Al final las resinas se agotan y hay que regenerarlas con tratamientos químicos.Sólo es de aplicación como tratamiento de afino de aguas industriales de pequeña concentración. No es de aplicación para el consumo humano.

     ELECCIÓN DE PROCESOS DE DESALACIÓN

     Básicamente los procesos se eligen en función de dos factores principalmente:

     -Salinidad de las aguas a tratar

     -Tamaño de la instalación

     Atendiendo a la salinidad, las aguas se pueden clasificar de la siguiente forma:

DENOMINACIÓN	SALINIDAD ppm
agua dulce	hasta 1000 ppm
agua salobre	Entre 1000 y 15000 ppm
agua salina	De 15000 a 30000 ppm
agua de mar	Alrededor de 35000 ppm
Salmueras	Superiores a 35000 ppm

     En los procesos de destilación la energía necesaria para producir agua dulce es práctiicamente independiente de la salinidad del agua a tratar. En cambio en los procesos de osmosis inversa la energía necesaria aumenta mucho con la salinidad ya que un aumento en ésta supone una presión osmótica superior y un mayor gasto en las turbobombas. Los campos de aplicación de los procesos según la salinidad del agua son los siguientes:

SALINIDAD	PROCESOS
Agua salobre	Osmosis Inversa Electrodiálisis
Agua salina	Osmosis inversa
Agua de mar	Osmosis inversa Destilación (MSF,MED,CV)
Salmuera	Destilación (MSF,MED,CV) Osmosis inversa

     El tamaño de la instalación también influye mucho. Técnicamente los procesos multiefecto y multietapa sólo son viables para grandes evaporadores superires a 5000 m³/dia. Si hay que recurrir a la destilación en instalaciones inferiores a 5000 m³/dia se debe hacer por el mecanismo de compresión de vapor. La osmosis inversa se adapta a cualquier tamaño de instalación pero no se deben de modular instalaciones superiores a los 10000 m³/dia. Este criteio se ve resumido en el siguiente cuadro:

TAMAÑO	PRODUCCIÓN	PROCESO
Pequeñas	Hasta 1000	1ºCV 2ºOI
Medianas	Entre 1000 y 5000 m3/dia	1ºOI 2ºCV
Grandes	Mas de 5000 m3/dia	1ºOI 2ºMED y MSF

     Según todos estos criterios y solo como referencia M. Torres saca dos conclusiones:

     -En todo campo de producciones está presente la ósmosis inversa. Sólo en instalaciones pequeñas puede estar justificada la compresión de vapor por encima de la ósmosis inversa.

     -Sólo en instalaciones muy grandes con dualidad y producción conjunta de agua y energía inversa se puede justificar el MED.

HISTORIA DE LA DESALACIÓN EN ESPAÑA

     La desalación en España ha estado siempre muy ligada a las islas canarias. La primera planta desaladora significativa se construyó en el año 1965 en la isla de Lanzarote por la empresa Termolanza. Como todas las plantas instaladas antes de 1976 era del tipo MSF. Tenía 2000 m³/dia de producción y 2 MW libres de energía eléctrica.

     En 1969 el ministerio de obras públicas se hace cargo por primera vez de la puesta en marcha de una planta desaladora. Se trata de la planta de Ceuta que sigue el modelo de planta dual MSF, que puede producir tanto agua como energía eléctrica. Tiene 4000 m³/dia y 4 MW de potencia libre a la red. Sigue el esquema de caldera productora de vapor, turbina, generador de energía electrica, calentador de salmuera que recibe el vapor procedente del escape de la turbina y del generador.

     Hasta 1994 todas las plantas desaladoras de España financiadas con dinero publico, excepto la de Ceuta, fueron construidas en las islas Canarias. En aquella época la desalación era una tecnología muy cara y sólamente donde no tenían recursos alternativos o bien la energía era muy barata (paises del golfo) se podía considerar la desalación como una opción real.

     Se puede afirmar que la desalación de agua de mar ha posibilitado el crecimiento económico y demográfico de una importante parte del archipielago canario. Lanzarote no dispone prácticamente de aguas subterráneas ni superficiales; Fuerteventura tiene muchos pozos pero elagua tiene entre 3 y 10 g/l de salinidad y sólo sirve en el mejor caso para el cultivo del tomate; en Gran Canaria el nivel freático ha descendido más de 100m en los últimos 20 años, en gran parte de la superficie.

     Durante la decada de los 70 ocurrió el primer Boom turístico del archipiélago. Se construyeron 3 plantas de 10000 m³/dia en Lanzarote, 3 de 6000 m³/dia en Fuerteventura y 1 de 20000 m³/dia en Gran Canaria. A partir de este momento, motivada por el aumento de la demanda turística, la iniciativa privada y las pequeñas empresas hacen que proliferen las plantas desaladoras.

     El diseño de los evaporadores estaba al principio dominado por los bajos precios de la energía . Se fabricaban por esta razón evaporadores de baja temperatura (80-90ºC) y baja relación de producción (6/7 Kg de producto/Kg de vapor). Son plantas de barata instalación y alto consumo de energía.

     La crisis del petroleo de 1973 hace que suban los precios y el diseño de los evaporadores se ve obligado a cambiar. Se pasa a equipos de mayor temperatura (110-120ºC) y mayor relación de producción (10/11 Kg de producto/Kg de vapor). Tienen mayor eficacia energética, pero suponen un mayor gasto inicial ya que tienen mayor superficie de transferencia de calor, mayor número de etapas, etc... A esta segunda generación de evaporadores MSF corresponden las plantas Lanzarote I y Las Palmas II

     Los evaporadores de alto rendimiento de Lanzarote I y Las Palmas II suponen un techo para la tecnología de las MSF. No se ha podido superar la relación de producción y temperatura. Al no mejorarse los rendimientos energéticos esta tecnología ha caido en un claro retroceso.

     En 1978 tiene lugar otro hito importante en la historia de la desalación: se instala la primera planta de compresión de vapor. La comparación económica no da lugar a dudas. Hay un 30% de ahorro en la inversión inicial y un menor coste de explotación (contando con el alto consumo de los primeros evaporadores). Se instala de esta forma Fuerteventura II que en 1979 se amplia con la instalación de 4 evaporadores más, quedando finalmente terminada con una producción de 4000 m³/dia.

     En esta época se instalan pequeñas plantas de compresión de vapor por parte de hoteles y urbanizaciones. Se llegan a instalar 8000 m³/dia en instalaciones de 500 m³/dia. La compresión de vapor llega casi a dominar el panorama hasta que en 1983 aparec la osmosis inversa.

     Finalmente llegan las membranas de osmosis inversa. Hasta entoces se había hablado mucho de la esperanza de la osmosis pero sólo a primeros de los 80 entraba este proceso en el panorama como opción real. La competencia que se establece entonces entr la osmosis inversa y la compresión de vapor y el multiefecto hace que se pmejoren rápidamente los rendimientos. En los concursos se va demostrando cada vez más la mayor competitividad de la ósmosis en casi todos los casos. Las Palmas III es el ejemplo más significativo. Por el gran tamaño y condiciones casilimites para la viabilidad técnica de la osmosis se hacía dificil la elección pero al final se opto por la osmosis inversa con un ahorro de mil millones de pesetas y mejor rendimiento. Por el mismo coste se podían producir 7000 m³/dia más por osmosis que por MED. El método MSF quedaba ampliamente desbordado.

     No debe concluirse de todo esto que los procesos de evaporación esten condenados a la desaparición. Las plantas de compresión de vapor pueden ser un solución muy aconsejable con las siguientes condiciones:

     -Producción de hasta 2500 m³/dia

     -Posibilidad de mezcla con agua salobre

     -Situación aislada de la instalación

     -Precios bajos de la energía

     Las plantas de Yaiza, Puerto de la Luz, Guia, Unelco y Urbanización Puerto Rico estan en este caso y han demostrado lo acertado de la selección.

     Hasta el año 88, se producían en Canarias 151100 m³/dia repartidos del siguiente modo:

ISLA	MSF	CV	OI	EDR	PRODUC-CIÓN
Gran Canaria	30200 m3/dia	4500 m3/dia	66900 m3/dia	20000 m3/dia	121600 m3/dia
Lanzaro- te	2500 m3/dia	6400 m3/dia	11000 m3/dia		19900 m3/dia
Fuerte- ventura		7100 m3/dia	2500 m3/dia		9600 m3/dia
Total					151100 m3/dia

     En 1988 la política de desalación en las islas Canarias da un giro radical, relacionado con el transpaso de competencias hidráulicas desde el estado a la comunidad (1984). Hasta ahora la desalación había venido a remolque de las necesidades. La iniciativa privada había supuesto una alta atomización de la producción de agua, debido principalmente a las imposiciones urbanísticas. Sin menoscabo de las competencias hidráulicas la administración central se compromete a financiar las denominadas "obras de interés general" quedando entre ellas las "potabilizadoras de agua de mar (Canarias)" (Real Decreto Ley 15/1984 de 26 de Diciembre).

     Así en Junio de 1988 se suscribe la I Fase del Programa de Desalación. Se iban a construir 10 instalaciones desaladoras con una producción total de 34500 m³/dia y un coste total de 10000 millones de pesetas financiados a 75% por la administración central y 25% por el beneficiario y/u otras instituciones. La gestión sería realizada por la Comunidad Autónoma de Canarias. El estado no financiaba el 100% del programa porque gran parte de la población no era residente y no procedía que el estado se hiciese cargo de todos los costes.

     El Programa de Desalación fue finalizado en 1995 con las siguientes conclusiones:

     -El exito del mismo en su conjunto, pues se incrementó la capacidad en más de lo previsto (38000 m³) por menos coste (7677 millones de pesetas) y en un tiempo muy reducido.

     -El error en la excesiva precisión de los emplazamientos, originandose conflictos "fronterizos" al considerar varios municipios como suya la desaladora.

     -La tendencia a las plantas de tamaño medio-grande (producción media de 4200 m³/dia ) frente a las de 2000 m³/dia que se construían anteriormente.

     -Las dificultades en las financiaciones compartidas (problemas de la intervención del estado, convenios...)

     En 1990 se aprueba la Ley de Aguas de Canarias (Ley 12/1990) que dificulta la implantación de desaladoras privadas para el consumo urbano-turístico. Así se prefiere la conexión a redes municipales e insulares que a pequeñas instalaciones de dudoso rendimiento. Se consigue un efecto económicamente beneficioso de concentración de la producción y aumento del tamaño de las plantas.

     En Febrero de 1996 se suscribe la 2ª Fase del Programa para la realización de Potabilizadoras en Canarias. Se deciden construir 18 plantas, 9 financiadas al 100% por la administración central y otras 9 por la comunidad autónoma, distribuyendose una inversión total de 22045 millones de pesetas de los que 16500 corresponden al estado y el resto a la comunidad autónoma. Con esto se eliminan problemas en las financiaciones compartidas. La producción total asciende a 155500 m³/dia. En 1988 se hubiera duplicado la producción de las islas Canarias. El tamaño de planta alcanza una media de 8639 m³/dia lo que supone un abaratamiento de precios.

     Como dato de significación para valorar la importancia que tenía la desalación en Gran Canaria en 1996 cabe decir que el agua de los embalses de la isla supone sólamente una reserva de 11 Hm³/año mientras que la instalación de Las Palmas III tiene una producción de 12 Hm³/año. El valor del agua desalada en Gran Canaria suma en total los 30 Hm³/año. Si consideramos en conjunto la cantidad de agua desalada en todas las islas las cifras resultan desorbitantes.

     La instalación Elmasa I de Electrodiálisis marca un momento importante en la experiencia española de desalación. Aunque estuvo sometida a muy importantes críticas en su fase de estudio se ha demostrado que tiene un diseño eficaz y que permite resultados importantes en aguas salobres de alto contenido en Silice.

     Otro hito importante es la aparición de plantas desalinizadoras que producen agua destinada a riego. Esto se pensaba imposible hace unos años ya que el alto coste del agua desalinizada implicaba que su uso sólo era posible en el consumo humano. Las plantas de Tirajana y Agragua han echado por tierra estas ideas y han demostrado que para cultivos de alto valor económico y en zonas de bajos recursos hidráulicos la desalación puede ser una solución nada despreciable. Esta experiencia se sigue con mucha atención desde las comarcas con mayor potencialidad agrícola de la península (Almería y Sureste español) donde los recursos hidricos son especialmente limitantes.

     En los últimos tiempos ha habido un enorme boom en la construcción y explotación de las desaladoras. Ya no sólo se considera su utilización en islas como las Canarias, sino que se han instalado numerosas desaladoras en la península. Hace ya mucho tiempo se construyó la desaladora de Palomares (Almería) que es una de las pioneras, pero actualmente se ha disparado la instalación de estos sistemas y se han construido desaladoras en Alicante, Cartagena, Almería....

     En todo momento se puede decir que se han hecho estudios previos y se han analizado correctamente los procesos y los distintos aspectos económicos y energéticos. Se ha escogido en cada caso la solución idonea sin dejarse llevar por recetas generales. Cada caso es único y aunque normalmente un esquema como el de la osmosis sea el más utilizado puede que en ciertos casos halla que introducir modificaciones que puedan aumentar la rentabilidad de los procesos.

     Por último cabe preguntarse si tanta y tanta agua desalada no es peligrosa para el medio ambiente. Ya hemos dicho que se han tenido siempre en cuenta todo tipo de factores económicos, productivos y energéticos. ¿Se han considerado los daños ecológicos y el posible impacto de la desalación? La construcción de una desaladora necesita un exhaustivo estudio de impacto ambiental que se ha debido realizar correctamente en cada uno de los casos.

CONSIDERACIONES SOBRE LA EXPERIENCIA ESPAÑOLA EN DESALACIÓN

     Después de estos 30 años de desalinización cabe preguntarse que hemos conseguido, cuales son los aspectos positivos y cuales los aspectos negativos. Según M.Torres (1996) los aspectos positivos más importantes son los siguientes:

     -Resolución de problemas de abastecimiento que no se hubieran podido solventar de otra forma.

     -Generación de desrrollo en zonas que tenían su limitación en la ausencia o escasez de agua.

     -Creación de equipos técnicos nacionales de alta cualificación en condiciones de exportar tecnología.

     Aunque podemos afirmar que ha sido una de las mejores experiencias en desalinización de todo el mundo tenemos que echar una mirada sobre los proyectos que no dieron buenos resultados y sobre los fallos cometidos. Aquí no podemos dejar de hablar de la central desaladora de Ceuta:

    

     Como fue una de las primeras instalaciones tuvo algunos problemas de diseño, pero se solventaron rápidamente y la planta funcionó como se había esperado. El problema residía en el concepto de la época de lo que debía ser una planta dual. El modelo de caldera turbina y evaporador (6'5 Kg de producto / Kg de vapor) que comentabamos en el anterior capítulo ha resultado ser demasiado rigido en cuanto a la producción simultanea de energía eléctrica y de agua desalinizada. Según las tarifas y los horarios a veces no interesa producir electricidad, o bien no interesa producir agua. Cuando no hay demanda electrica, el bypass que se hacía a la turbina para eliminar la producción de electricidad, suponía un encarecimiento del agua. Un óptimo criterio teórico se convirtió por las circustancias locales en un grave fracaso que pudo desprestigiar a la desalinización como forma de abastecimiento alternativa. La gestión del abastecimiento es algo importantísimo que debe de tener resueltos los problemas antes de proceder a la instalación de la planta.

     El fracaso de la planta de Ceuta sirvió para que años más tarde se retirara el proyecto de construcción de una desaladora en Melilla, que estaba empezandose a instalar.

     Las Palmas II aunque en conjunto ha supuesto un exito, ha puesto en evidencia que la gestión de una planta dual en dos organismos distintos (central térmica y desalinizadora) no funciona en la practica. Teóricamente no tendría porque suponer un problema,  pero a la hora de la explotación la dualidad vuelve a fallarnos.

SEIS CONSEJOS PRÁCTICOS SOBRE PLANIFICACIÓN Y GESTIÓN DE DESALADORAS

    

     En 1996 en el IV SIAGA de Almería E. Alsina respaldandose en las experiencias de Canarias en más de 30 años de desalinización estableció estas conclusiones:

     -1) La implantación de la desalación en un territorio debe llegar precedida de los estudios previos que justifiquen su necesidad, teniendo en cuenta todas las posibles fuentes de incremento de recursos (incluyendo el ahorro de agua).

    

     -2) Una vez se ha tomado la determinación (razonada) de una necesidad ineludible  para equilibrar el balance hídrico presuntamente deficitario, ha de saberse que su uso fundamental sería el urbano-turístico.                  

     Experiencias muy recientes como las de Tirajana y Agragua deben ser seguidas de cerca, pero todavía está en estudio el que la agricultura intensiva pueda permitirse regar con agua desalada.

     -3) Conviene asociar desalación-reutilización para aprovechar el beneficio marginal de un agua tan cara, bien en la agricultura (liberando caudales aptos para el consumo humano) bien en el riego urbano (al no tener que utilizar agua desalada para ello)

     -4) La desalación sirve para remediar deficiencias estructurales, pero no deficits puntuales ni temporales.

     Una vez la desaladora esta puesta en marcha no se puede cerrar porque llueve o ha llovido. Una desaladora no se puede estar encendiendo y apagando cada vez que interese, cada vez que los recursos sean escasos o que la demanda aumente o vaya aumentar. Normalmente la desaladora se pone en marcha y no hay quien la pare.

     -5) Debemos tender a crear las plantas con una influencia territorial lo más grande posible, y con un horizonte de consumo a corto-medio plazo.

     La concentración de la producción es conveniente económicamente. Se debe seguir una economía de escala, pero es peligros diseñar instalaciones para un año horizonte superior a 3-4 años. Lo que si es bueno es dejar espacio y estructuras que permitan futuras ampliaciones.

     -6) Si la financiación de las plantas precisa convenios, es mucho más eficaz que cada una de las partes ejecute en su totalidad el porcentaje que le corresponde, como obra completa, que intervenir en una misma obra difrentes administraciones.