Desalación industrial con bajo consumo de energía

El proceso de desalación del agua de mar se caracteriza por un consumo intensivo de energía. Por lo tanto, los costos operativos relacionados con el consumo de electricidad son muy importantes y afectan directamente la sostenibilidad y la rentabilidad de una planta de desalación. Sin embargo, la evolución tecnológica permite cambiar las reglas del juego. Hoy en día contamos con bombas de alta presión más avanzadas, sistemas isobáricos de recuperación de energía más eficientes en comparación con las turbinas Pelton convencionales, nuevas membranas osmóticas Low Energy y mejor control electrónico a través de variadores VLT®. Gracias a estas tecnologías, la nueva generación de sistemas modulares de ósmosis inversa para aplicaciones industriales es económicamente viable, como demuestra el exitoso proyecto realizado por Acciona en la refinería y la central de producción de electricidad Sarlux en Cerdeña.

Suministro de agua garantizado y rentable

Según Pietro Tota, D & C Manager de Acciona Agua: «Sarlux estaba considerando renovar su proceso de abastecimiento de agua ultra pura para sus plantas industriales y les propusimos una innovadora solución de desalación basada en la ósmosis inversa. Esta solución se puede realizar en contenedores y ofrece al cliente una alta tasa de disponibilidad, flexibilidad, bajo consumo de energía y económicamente sostenible». 

El funcionamiento de la refinería y de la planta de generación de energía anexa en Sarroch requiere en promedio alrededor de 1.000 m3 de agua por hora. Previamente Sarlux se abastecía a través del acueducto local y de diferentes plantas de desalación existentes basadas en la tecnología tradicional tipo multiflash con fase de evaporación, caracterizada por una alta absorción de energía, del orden de 20 kWh por m3 de agua producida.

La solución creada por Acciona incluye cuatro líneas modulares de desalación por ósmosis inversa, capaces de suministrar un total de 12.000 m3 de agua pura por día con una disponibilidad garantizada del 97% durante todo el año. La estructura de cada línea modular de la planta es similar y consta de cuatro secciones principales: pretratamiento con membranas de ultrafiltración, primera etapa de ósmosis inversa con presiones de trabajo de aproximadamente 60 bar, segunda etapa de ósmosis inversa para el refinado de la agua y última etapa con membranas de intercambio iónico. 

Todo el sistema modular está alojado en 17 contenedores, incluido uno dedicado a la subestación eléctrica de media tensión. Esto ha facilitado en gran medida la construcción ya que no hubo necesidad de construir estructuras especiales, lo que resulta en una reducción drástica de los tiempos de construcción. Asimismo, Acciona pudo completar la totalidad de la planta de Sarroch en tan solo seis meses. 

Tecnología innovadora que marca la diferencia

Las bombas de alta presión con pistón axial de Danfoss, acopladas a los dispositivos isobáricos de recuperación de energía iSave Danfoss, han demostrado ser ideales para realizar un sistema modular en el contendor proporcionado por Acciona para la refinería en Sarroch. 

Otro componente fundamental para minimizar el consumo de energía son los convertidores de frecuencia utilizados para regular el caudal. Se trata de la familia de inversores VLT® AQUA Drive, frame tipo D, de potencia de 200 kW, extremadamente potente y compacta. Hasta un 68% más compactas que las versiones anteriores, para potencias de 90 a 315 kW, integran filtros e inductores RFI estándar en el circuito intermedio. 

Gracias al diseño combinado del sistema de regulación de flujo y control llevado a cabo conjuntamente por Acciona y Danfoss, se ha obtenido una solución capaz de mejorar significativamente la eficiencia energética en todas las condiciones de funcionamiento, dependiendo del caudal, las condiciones ambientales y el nivel de la salinidad del agua de mar.

Flexibilidad, fiabilidad y gestión low-cost

La construcción de la planta de desalación en un formato modular permite obtener claras ventajas en términos de flexibilidad operativa y fiabilidad. De hecho, cuando se realizan actividades de mantenimiento preventivo o correctivo, no es necesario parar por completo el suministro de agua, con posibles consecuencias críticas para las cargas del usuario, y se puede intervenir solo en uno de los módulos, dejando los otros activos. Además, las cuatro líneas construidas por Acciona para Sarlux también tienen una estructura redundante dentro de ellas, lo que permite mantener el suministro de agua, con flujo reducido, incluso cuando se realiza el mantenimiento en algunos componentes.

Los primeros meses de funcionamiento del sistema ya han demostrado la eficacia de las tecnologías utilizadas para reducir el consumo de energía.

Ernesto Ubieto, presidente de Danfoss Región Sur, explica: “Danfoss tiene las 4 principales tecnologías para plantas de desalación: Bombas de alta presión, Sistemas de Recuperación de Energía, Variadores de Velocidad y Elementos de control de presión y caudal. El principal reto de la desalación del agua es que requiere mucha energía para desarrollar el proceso. Por este motivo, la experiencia, tecnología e innovación deben de ser el pilar central de toda propuesta de valor relacionada con la desalación. La desaladora de Acciona recibió los «Distinction awards» en París durante la ceremonia de entrega de los premios Global Water Intelligence Awards 2018, donde las mejores iniciativas en los sectores de agua, aguas residuales y desalación son reconocidas y premiadas con la adopción de tecnologías innovadoras y modelos financieros sostenibles. La puesta en marcha de la nueva planta de desalación permitirá desmantelar algunas secciones de desalación construidas en los años 90 y que hoy son eficientes desde el punto de vista energético”. 

Artículo publicado en el número 210 Septiembre/Octubre 2018 de RETEMA