🌠Del océano al grifo: la desalación del agua

Author

Jorge Fi
August 12, 2024

Se lee en 3 minutos

¿Cómo se convierte agua de mar en agua dulce para miles de habitantes?

En España, Lanzarote y Fuerteventura están abastecidos completamente por agua de mar desalinizada. Otras regiones áridas como Arabia Saudita y Emiratos Árabes prácticamente también. Sin embargo, algunos países áridos pero pobres no tienen capacidad de construir estas grandes instalaciones de desalinización.

La sal del agua de mar está completamente disuelta en el agua. La manera clásica de separar las sales con el agua pura es vaporizando el agua o congelándola.

¿Congelándola?

Cuando se congela el agua, las moléculas deben ordenarse de una manera muy particular, cristalizada, y las sales no “caben” en esa estructura, de tal manera que son expulsadas hacia la superficie del hielo—. En volúmenes más grandes pueden aparecer pequeñas bolsas saladas en el interior—.

Es más, si congelas agua de mar y chupas el hielo te sorprenderá el sabor tan salado que tiene, mucho más que el agua de mar líquida. Pero si lo rompes y pruebas el interior sabrá a agua dulce.

El agua potable debe tener menos de 0’5 gramos de sal por litro. Los manantiales tienen alrededor de 0’2 g. El agua de mar entre 35 y 45 g/litro. Eso es mucha sal.

➡️ Hay diversas maneras para desalinizar el agua salada. Las tres principales son las siguientes:

  1. Ósmosis inversa. La más utilizada.

Para entender la ósmosis inversa necesitamos conocer la ósmosis normal.

Ponemos dos recipientes el uno al lado del otro separados por una membrana semipermeable. En uno hay agua dulce y en el otro agua salada. Lo que ocurrirá es que el agua dulce atravesará esa membrana hacia el agua salada. El agua fluye desde una menor concentración de sales hacia una superior para diluir esa concentración. La ósmosis se estudia mucho en biología y medicina porque está muy presente en los organismos. La explicación detallada es complicada.

Ahora, si aumentamos la presión en el depósito de agua salada, al agua dulce le costará más esfuerzo fluir hacia ella.

La presión osmótica es la presión a la que el agua dulce deja de fluir hacia la salada. Si se rebasa esa presión, la ósmosis se verá forzada y el agua salada comenzará a fluir hacia la dulce dejando atrás las sales. Eso es la ósmosis inversa. Empujar a la fuerza el agua salada a través de una membrana semipermeable.

Para presurizar el agua se necesita mucha energía. De ahí que muchas desaladoras tengan instalaciones de energía renovables para ahorrar dinero.

  1. Destilación. La manera clásica.

Básicamente, consiste en evaporar el agua de mar con temperaturas altas y variaciones de presión—a una baja presión es más sencillo evaporar el agua, por ello siempre se diseñan procesos en los que se tiene muy en cuenta esto—. 

Como os podréis imaginar, tener que calentar agua, la sustancia que más energía necesita para ser calentada, y además variar su presión (más gasto energético), hace que estos métodos sean mucho menos eficientes que la ósmosis inversa, donde hay que presurizar el agua una sola vez.

Hay métodos que utilizan la energía del sol para evaporarla pero de nuevo, no son tan eficientes como la ósmosis inversa.

  1. Electrodiálisis.

La electrodiálisis utiliza unas membranas por la que pasa una corriente eléctrica que separa las sales del agua. (En el apartado EXTRA se explica con más detalle.)

Este método es realmente interesante pero no es tan utilizado para desalinizar agua de mar.

Se usa en su mayoría con aguas salobres, a medio camino entre agua dulce y salada— presente en algunas aguas subterráneas, desembocaduras de ríos, etc—. Suelen ser instalaciones más pequeñas para aplicaciones concretas porque se puede elegir con precisión el nivel de pureza final.

El coste y el frecuente mantenimiento de las membranas hace de este método una opción muy cara y naturalmente, menos utilizada.

El asunto de la salmuera

Todos estos métodos tienen un problema a solucionar. Cuando se desaliniza el agua siempre queda un residuo: un poco de agua con muchísima concentración de sal; la salmuera.

De momento, no hay quien haga nada con ella porque la sal es corrosiva. Mata a las plantas, “quema” los campos... en fin, una sustancia con aplicaciones muy limitadas.

El caso es que no puede echarse al mar así como así (aunque en muchos sitios se haga) porque puede deteriorar los ecosistemas marinos.

¿Qué se hace?

Pues depende.

*Por ejemplo, en la planta desaladora de Carboneras, Almería, se rebaja la concentración de sal con agua marina y luego se expulsa en un lugar seguro para la flora y fauna marina.

Esta planta desaladora por cierto, es una de las más grandes de Europa (la más importante hasta 2009). Abastece a muchas poblaciones almerienses y cultivos de agricultura intensiva.

Desaladora de Carboneras

El método dependerá de la geografía del entorno donde se encuentre la desaladora. Se toman decisiones diferentes para cada lugar. No es lo mismo tener arrecife de coral en toda la costa, un mar calmado, grandes rompientes, desembocaduras de ríos cercanos…

[Ojo: a quien se le ocurra una aplicación útil de la salmuera se hará millonario.]

Pretratamiento del agua

Antes de pasar el agua por las membranas semipermeables (ósmosis inversa), se la hace pasar por una serie de filtros como arena fina y mallas muy delgadas para evitar las mayores impurezas y de esa manera proteger el sistema.

Postratamiento del agua

Para que el agua sea potable o adecuada para la agricultura, se mineraliza con calcio, magnesio, se ajusta el pH, se desinfecta con luz UV, cloro, ozono…se echan agentes inhibidores de la corrosión para las tuberías…

E X T R A

La sal común adopta la forma de NaCl, un átomo de sodio y otro de cloro. Estos átomos son iones, eso quiere decir que les falta o les sobre un electrón. En este caso en concreto, el sodio (Na) tiene un electrón de menos—lo que le hace tener carga positiva—, y el cloro (Cl), uno de más, por lo que adopta carga negativa. Se puede escribir de esta manera: Na+, Cl–. 

Como a uno le falta un electrón y al otro le sobra, se juntan para formar sal común, NaCl. 

¿Qué ocurre? Que cuando la sal se disuelve en agua, ese enlace se disocia y tanto el sodio como el cloro andan sueltos, cada uno con una carga diferente.

Para pasar una corriente eléctrica por el agua se coloca un ánodo y un cátodo en cada extremo, tal y como vemos en la imagen. El ánodo tiene carga positiva y el cátodo negativa.

Por tanto, cuando se hace pasar la corriente, los Cl– se sentirán atraídos por el ánodo, que posee carga positiva, y lo mismo pasará con el Na+ y el cátodo. 

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