>Ciencia y Técnica: Descripción de un nuevo equipo para la desalinización del agua de mar.

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Uno de los principales problemas que afectan a la humanidad es la escasez de agua potable en amplias zonas geográficas de la tierra; sin embargo, mas de las tres cuartas partes de la superficie del planeta están cubiertas por el mar, agua cuya salinidad le hace inadecuada paratodo tipo de  aprovechamiento y  consumo humano.

Por tanto uno de los retos a afrontar por la ciencia y la técnica es precisamente la consecución de dispositivos y equipos que puedan realizar estas funciones de forma económicamente rentable.
En el presente artículo se describe un novedoso sistema que además utiliza la energía solar como fuente de alimentación energética del equipo:

Desalinizador a baja temperatura.  

El desalinizador a baja temperatura objeto de este artículo es un invento español (Patente Española 2185514 b1 ; Patente USA  7,381,310). que se inspira y utiliza el sistema mas antiguo entre los dedicados a la desalinización de aguas. Tan antiguo, que es el utilizado por la naturaleza para conseguir separar el agua dulce del salado mar evaporando sus aguas mediante el calor del Sol para crear nubes de vapor de agua que son trasladadas en el viento y que se condensan en condiciones adecuadas de presión y temperatura para producir la lluvia.

La evaporación en el dispositivo objeto de este comentario se produce de la misma manera que en nuestra ducha casera el agua caliente carga el aire de humedad y esta humedad es arrastrada por el aire movido por un elemento soplante tipo ventilador hasta la zona de su condensación. Para optimizar la evaporación se incrementa la superficie de contacto del agua con el aire haciendo que aquella moje una lámina fina de gran superficie sobre la que circula el viento longitudinalmente a su superficie.

El aire se carga de humedad e incrementa su temperatura prácticamente hasta la temperatura del agua de la ducha y es arrastrado por el ventilador a la zona de condensación.

El condensador es un cambiador de calor agua aire que funciona en flujo cruzado a contracorriente. La fase de enfriamiento del cambiador utiliza el agua del mar que entra en el desalinizador y que provoca la condensación del vapor movido por el ventilador. Esta agua de enfriamiento sufre el calentamiento consecuente y es el agua que previo calentamiento adicional, mediante un captador térmico  solar se introduce en el sistema de ducha del evaporador.

El condensador en la zona de aire vapor tiene una gran superficie de aletas de intercambio y en la zona líquida el sistema de tuberías necesario para el cumplimiento de su misión.

El recorrido del aire en el sistema es cerrado y continuo pues su misión es únicamente la de trasladar el vapor de agua del evaporador al condensador y por lo demás su misión es la mero espectador.

El dibujo que se adjunta da una idea bastante clara del aparato. De concepción cilíndrica consta de dos zonas: La central de evaporación y la periférica de condensación. Las dos zonas están separadas por una pared de superficie cilíndrica y se comunican únicamente por sus extremos superior e inferior, comunicación necesaria para la circulación del aire-vapor entre las dos zonas. Las paredes del dispositivo han sido diseñadas para conseguir un excelente aislamiento térmico con el exterior.

El agua sobrante trabajando a temperatura máxima de 80º centígrados solo incrementa la salinidad en el 10%  lo que respeta absolutamente las condiciones del biotopo marino.

La optimización eficiente del sistema implica: aislamiento correcto. Temperatura máxima de trabajo correcta. Diferencia de temperatura entre la entrada de agua de mar y de salida  de agua sobrante y de agua desalinizada correcta. La finalidad de de esta optimización es la disminución del tamaño del panel solar de calentamiento y el consumo de las bombas de trasiego.

Es importante señalar la recuperación del calor que se realiza en el condensador y que incrementa sustancialmente la eficiencia del sistema.

Es importante señalar que solo se precisa calentamiento para compensar las pérdidas en el cambiador de calor y en el evaporador y que dicho calentamiento se realiza mediante panel solar,

Las condiciones de diseño, temperatura máxima, diferencia de temperatura entre la de  entrada de agua de mar y la de salida de agua sobrante y agua desmineralizada implican la optimización en el tamaño del panel solar de calentamiento.

La baja temperatura utilizada en el proceso minimiza la corrosión que provoca el agua de mar.

El mantenimiento es sumamente simple ya que el único elemento en movimiento es el ventilador.

La unidad fundamental de diseño se ha calculado para producir 24 m³ de agua desalinizada al día lo que hace a este sistema ideal para instalaciones hoteleras marinas, para barcos y para pequeños asentamientos humanos. No obstante, al igual que se hace con otros sistemas, este, se adapta perfectamente para instalaciones múltiples sin límite en su capacidad de producción.

La desalinización en España está comandada en estos momentos por el sistema de ósmosis inversa que consiste básicamente en la filtración selectiva del agua impidiendo el paso de las sales solubles que contiene. Esta filtración exige grandes presiones (del orden de 80 atmósferas) pues tiene que vencer al proceso de ósmosis que actúa en sentido contrario, es decir, el agua quiere pasar a la zona en  hay sales disueltas para aumentar su grado de dilución. Como las altas presiones se logran con bombas actuadas eléctricamente, no es aplicable en este proceso el calentamiento por paneles solares. La utilización fotovoltaica es una opción sumamente cara.

Los sistemas de desalinización tradicionales basados en la evaporación- condensación de aguas salobres como son los procesos Flash multietapa, Flash multiefecto y compresión de vapor, o bien utilizan vapor disponible de alguna fuente externa, o/y utilizan temperaturas superiores al invento comentado con el resultado de incrustaciones de sulfato cálcico y deterioro de los elementos del sistemas. Su concepción es además mucho mas complicada y la eficiencia energética inferior.

Fernando Mª Hernández. Ingeniero Industrial Superior e Inventor (Patente Española 2185514 b1 ; Patente USA  7,381,310)

 

 

 

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