UNIVERSIDAD JUÁREZ AUTÓNOMA DE TABASCODIVISIÓN ACADEMICA DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

MATERIA:ABASTECIMIENTOS DE AGUA

CATEDRATICO:ING. ALEJANDRO QUIROGA LEOBARDO

ALUMNA:VIOLETA LAZARO JIMENEZ

TRABAJO:INVESTIGACION UNIDAD 2

TECNOLOGIA EN EL PROCESO DE DESALINIZACION EN MEXICO.

CUNDUACAN, TABASCO. 28 DE FEBRERO DEL 2014

El agua del mar tiene sales minerales disueltas. Debido a la presencia de estas sales, el agua del mar es salobre y no es potable para el ser humano y su ingestión en grandes cantidades puede llegar a provocar la muerte. El 97,5 % del agua que existe en nuestro planeta es salada y sólo una cantidad inferior al 1 % es apta para el consumo humano. Conseguir potabilizar el agua del mar es una de las posibles soluciones a la escasez de agua potable.

La desalinización es un proceso mediante el cual se elimina la sal del agua de mar o salobre. Las plantas desalinizadoras (también conocidas como desaladoras,) son instalaciones industriales destinadas a la desalinización, generalmente del agua de mar o de lagos salados para obtener agua potable.

Desalinización en MéxicoMéxico enfrenta muchos problemas debido a la falta de abastecimiento y a la mala distribución de agua a lo largo del país el abastecimiento de agua en el país es un tema en nuestro país, dadas las condiciones de escases que existen en la actualidad.La problemática que se encuentra en México se puede definir en 3 grandes partes: a) Distribución inequitativa b) Escasez• c) Contaminación

La baja en los niveles de disponibilidad del agua en el país tendrá que ser detenida a través de la fabricación y el uso de plantas desaladoras en diferentes puntos del país, esto se debe a que por el crecimiento de la población y el turismo  ha aumentado el consumo de agua y disminuido se distribución.Actualmente en México existen 435 plantas desaladoras de las cuales la mas grande se encuentra en Los cabos, Baja California Sur.

Motivación para desalar el aguaEl agua es el componente más importante para la vida de las plantas, los animales y los seres humanos y su abastecimiento a todas las regiones no ha sido completamente cubierto. Esto ha llevado a todos los países a instalar fabricas desaladoras para poder producir mas agua, utilizando agua salada y convirtiéndola en dulce, para así poder abastecer a todo su territorio.

Procedimientos de desalación

a) Osmosis inversa.- Es el proceso de separar un cantidad de agua dulce del agua salada, el agua de la Osmosis Inversa (OI) tiene que ser acondicionada para cumplir con las características que la avalen como un agua de alta calidad, tiene que ser preparada antes de su consumo. Este método es el mas utilizado.

b) Destilación.- El agua por destilación pasa por varias etapas donde el agua salada se evapora y se condensa en agua dulce.

c) Congelación.- Se congela el agua de mar en una cámara refrigerada y de baja presión para que se formen unos cristales de hielo sobre el agua los cuales se retiran para que se conserve solo el agua dulce.

d) Evaporación relámpago.- En este proceso el agua es introducida en cámaras de presión baja para ir alcanzando el nivel de desalación deseado este proceso se repite un poco mas de 24 veces.

e) Formación de hidratos.- Este proceso no es muy utilizado.

La desalación en México

Actualmente  el IMTA cuenta con el inventario nacional de desaladoras actualizado. Existen en México 320 sitios donde están instaladas desaladoras, y en éstos hay 435 plantas. Esta infraestructura se halla distribuida en todo el país. El estado con el mayor número de desaladoras es Quintana Roo, con 124 unidades; le sigue Baja California Sur, con 71. Este último cuenta con la planta municipal más grande del país, en los Cabos, que produce 200 L/s de agua potable (17 280 m3/d) y abastece a una parte de Cabo San Lucas. Es una concesión por 20 años a una empresa española, y el costo por m3 actualmente está alrededor de los diez pesos con cincuenta centavos

Evolución posible de esta tecnología

Estos sistemas están cambiando tan rápido como las computadoras; en tan sólo dos o tres años existe ya otro tipo de membranas resistentes al cloro, por ejemplo al ensuciamiento, y los costos disminuyen dramáticamente. Hace diez años, para desalar agua por el método de ósmosis inversa (OI) se requerían 10-15 KWh/m3, y el m3 tratado costaba entre 12 y 18 pesos. Ahora los equipos producen agua con hasta 2.8 KWh/m3, y el costo va de los seis a los ocho pesos por metro cúbico

TECNOLOGIA DE DESALINIZACION

Destilación por Compresión Mecánica de Vapor (MVC)

Los sistemas MVC funcionan comprimiendo vapor de agua lo que causa condensación sobre una superficie de transferencia de

calor (un tubo) lo que permite al calor de la condensación ser transferido a la salmuera del otro lado de la superficie resultando en la vaporización de esta. El compresor es

el requerimiento de energía principal, este aumenta la presión en el lado del vapor y baja la presión del lado del agua salada para bajar su temperatura de ebullición

(Cipollina, 2007).

Un esquema del funcionamiento de un equipo que desaliniza agua marina por medio de compresión de vapor, donde se utiliza un elemento calefactor en una caldera, y se comprime el vapor para obtener agua con una disminución considerable de sales (Figura 1).

Destilación Flash Multietapa (MSF)

En este proceso el agua de mar es calentada en un tanque por medio de un serpentín o tubos en paralelo que contienen algún fluido caliente, posteriormente se pasa a otro tanque, llamado etapa, donde la presión reducida.

permite que el agua hierva. Posteriormente, el agua vaporizada es enfriada y condensada para obtener el producto. El calor latente liberado en la condensación del vapor es utilizado para calentar la salmuera en otra etapa y el producto destilado se colecta en cascada, en cada uno de los tanques colocados en paralelo con la salmuera y se bombea a un tanque de almacenamiento (Khawaji, 2008). La tasa de producción depende de la temperatura del agua salada y del número de etapas que se lleven a cabo. El agua desalinizada en este proceso contiene generalmente de 2 a 10 ppm de sólidos disueltos, por lo tanto es remineralizada por Potabilización (FIG 2)

Destilación multiefecto (MED)

Las plantas MED se configuran en base a tubos verticales u horizontales. El vapor se condensa en un lado de un tubo lo que ocasiona la evaporación de agua salada en el otro lado. El agua salina al evaporarse es distribuida sobre la superficie exterior de tubos calentados. Dentro de cada efecto MED, se rocía agua marina fresca sobre un grupo de tubos de intercambio térmico mientras el vapor que fluye a través de los tubos se condensa volviéndose agua pura.

Fuera de los tubos, la delgada película de agua marina hierve a medida que absorbe el calor del vapor. El vapor resultante pasa a través de eliminadores de rocío para atrapar gotas de salmuera remanentes antes de que el vapor se introduzca en los tubos para el próximo efecto. El proceso se repite a través de toda la planta. Configuraciones MED alternativas que emplean tubos verticales o superficies de transferencia de calor planas también están disponibles (WHO, 2007).La presión se reduce secuencialmente en cada efecto a medida que la temperatura se reduce y se proporciona más calor en cada etapa para mejorar el desempeño del proceso y este tipo de instalaciones cubren grandes superficies (Figura 3).

Sistemas por Membranas

La desalinización de agua de mar por medio de membranas, es un proceso que separa el agua salina en dos vertientes, una corriente de agua potable con baja concentración de sales disueltas y, una corriente de salmuera concentrada. Los sistemas más utilizados son Osmosis Inversa y Electrodiálisis.

El sistema toma su nombre por realizarse el paso de las soluciones en forma contraria a los procesos osmóticos normales. Es decir, las soluciones menos concentradas se desplazan, por diferencia de energía potencial, hacia las más concentradas a través de una membrana semipermeable sin necesidad de aplicar ninguna fuerza externa (Arreguín, 2000).Por tanto cuanto mayor sea la salinidad del agua, mayor será su presión osmótica a superar. Consta de obra de toma para captación

de agua de mar, seguido de un sistema de pretratamiento consistente en filtros de carbón activado y filtros de arena, hasta el paso por los bastidores de membranas de osmosis inversa lugar donde se aplican químicos para regular pH del agua de alimentación, adición de anticrustantes para evitar depósitos de sal en las membranas. Desalinizada el agua, se conecta un tren de postratamiento para desinfectar el agua producto usando lámparas UV, cloración

y ozonación que permite asegurar la calidad del agua en líneas de distribución y almacenamiento. Debido al arreglo en serie o paralelo de las membranas, el espacio ocupado por la planta es pequeño, haciendo esto una ventaja respecto a los sistemas térmicos (Figura 4)

Destilación multiefecto (MED)Las plantas MED se configuran en base a tubos verticales u horizontales. El vapor se condensa en un lado de un tubo lo que ocasiona la evaporación de agua salada en el otro lado. El agua salina al evaporarse es distribuida sobre la superficie exterior de tubos calentados. Dentro de cada efecto MED, se rocía agua marina fresca sobre un grupo de tubos de intercambio térmico mientras el vapor que fluye a través de los tubos se condensa volviéndose agua pura.

Fuera de los tubos, la delgada película de agua marina hierve a medida que absorbe el calor del vapor. El vapor resultante pasa a través de eliminadores de rocío para atrapar gotas de salmuera remanentes antes de que el vapor se introduzca en los tubos para el próximo efecto. El proceso se repite a través de toda la planta. Configuraciones MED alternativas que emplean tubos verticales o superficies de transferencia de calor planas también están disponibles (WHO, 2007).La presión se reduce secuencialmente en cada efecto a medida que la temperatura se reduce y se proporciona más calor en cada etapa para mejorar el desempeño del proceso y este tipo de instalaciones cubren grandes superficies

Bibliografía recomendada

Buros O.K., The ABC´s of Desalting. International Desalination Association, 2a  Ed., USA, 2000.

Fuentes, Manuel, K. Gómez Martínez, A. Santacruz C., L. Montellano, A. Gonzalez, César Calderón, Antonio Ramírez, y Sofía Garrido, Desalinización de agua mediante el uso de energías no convencionales para su aplicación en comunidades rurales, Proyecto interno,  IMTA, 2006.

Medina San Juan, José Antonio, Desalinización de aguas salobres y de mar. Ósmosis Inversa, Ed. Mundi-Prensa, España, 2000.

Membrane Technology and research, Inc. www.mtrinc.com