Desaladora de Atacama: la más grande de Chile para consumo humano

La región de Atacama, con un déficit del 99% respecto al promedio histórico de precipitaciones, entre 1981 y 2010, sufre una grave crisis hídrica, marcada por la sequía que padece el país y por un agotamiento y deterioro de los acuíferos del río Copiapó.

En torno a esta necesidad surge la Planta Desaladora de Atacama, la planta desaladora destinada a consumo humano más grande de Chile y la primera de este tipo financiada íntegramente por el estado de Chile a través de la Empresa Concesionaria de Servicios Sanitarios ECONSSA Chile. Para llevar a cabo el proyecto, se realizó una licitación internacional en modalidad EPC que fue adjudicado al consorcio formado por GS Inima y la empresa chilena CVV en octubre de 2017 y dada la relevancia e impacto social del proyecto, el contrato fue firmado en el Palacio de la Moneda, con la presencia de la entonces presidenta de la República de Chile, Michelle Bachelet y de las autoridades de la Región de Atacama.

Las instalaciones de la planta desaladora están ubicadas en el sector de Punta Zorro, en la comuna de Caldera, y desde allí el agua potable es impulsada y distribuida hasta las poblaciones de Caldera, Chañaral, Copiapó y Tierra Amarilla.

 

Capacidad de producción de la planta

El proyecto, diseñado por GS Inima, se desarrolla en tres etapas, las que una vez terminadas otorgarán una capacidad máxima final de 1.200 litros por segundo (l/s) de agua desalada, según lo siguiente:

• Primera etapa (finalizada): construcción de una planta con capacidad para 450 l/s, además de las obras marinas y auxiliares requeridas para todo el proyecto (1.200 l/s), de forma de facilitar las ampliaciones futuras.

• Segunda etapa: ampliación de la capacidad en 450 l/s adicionales (alcanzando un total de 900 l/s).

• Tercera etapa: ampliación de la capacidad en 300 l/s (alcanzado los 1.200 l/s).

 

El proyecto, diseñado por GS Inima, se desarrolla en tres etapas que otorgarán una capacidad máxima final de 1.200 litros por segundo de agua desalada.

 

Proceso. Innovación y tecnología puntera

Con el diseño realizado se dota a la planta en todo momento de la máxima flexibilidad, redundancia y confiabilidad.

 

Obras marinas y Captación

Una de las particularidades de este proyecto es que las obras marinas de captación y descarga se realizaron mediante dos túneles excavados en roca con micro tuneladora (MTBM) de 2,2 metros de diámetro, y longitudes 340 y 270 metros respectivamente. Lo anterior permitió salvar la restricción existente que impedía afectar e intervenir el borde costero. Para poder excavar los túneles, dado que la plataforma de la planta desaladora se encuentra a la cota +27m NRS, fue necesario realizar dos piques de ataque excavados en roca. Para el túnel de captación de agua de mar, el pique fue de 23 metros de diámetro y 25,5 metros de profundidad, mientras que, para ejecutar el túnel de descarga de salmuera, se requirió excavar en roca un pique de ataque de 14 metros de diámetro y 24,6 metros de profundidad. En total, fue necesario excavar más de 17.000 metros cúbicos de roca.

 

Las obras marinas de captación y descarga se realizaron mediante dos túneles excavados en roca con micro tuneladora.

 

Para la captación del agua bruta de mar, al inicio del inmisario, se instaló una torreta de captación de hormigón armado de 6 metros de diámetro y 9,2 metros de altura, emplazada a 25 metros de profundidad.

El agua captada alimenta a una cántara desde la que aspiran, en esta primera fase, cuatro bombas centrífugas de cámara partida verticalizadas, una en reserva, equipadas con variador electrónico de frecuencia, y envían el agua a la planta desaladora.

 

Pretratamiento

El sistema de pretratamiento trata el agua de mar captada para adecuarla a los requisitos de alimentación de las membranas de la ósmosis inversa. Con este objeto se dota a la planta de las siguientes instalaciones:

 

Filtros de protección ultrafiltración

Su función es evitar la entrada de partículas / sustancias nocivas en las membranas de filtración. Se instalan en la 1º fase tres (2 + 1) filtros automáticos de limpieza automática de 150 micras y se reserva el espacio necesario para la instalación de tres (3) filtros adicionales para la ampliación, dos en 2ª Fase, y un tercero en 3ª Fase.

 

Ultrafiltración

El sistema de ultrafiltración está diseñado con una línea operativa en 1ª Fase, previéndose la ampliación futura de una línea adicional para cubrir las necesidades de la 2ª y 3ª fase. El sistema de ultrafiltración funciona en línea con el sistema de ósmosis inversa. Esto quiere decir que el caudal de salida de UF dispone de la presión residual suficiente para alimentar la aspiración de las bombas de alta presión del sistema de ósmosis, sin instalación de depósito intermedio, optimizando el consumo energético de la instalación.

El sistema de ultrafiltración consta:

• Trenes de ultrafiltración de siete (7) módulos de tratamiento con 0,02 micras de tamaño de paso.

• Retrolavado de UF y bombas CEB

• Unidades de dosificación química para las limpiezas de la UF

• Sistema de recuperación química CIP

El proceso de ultrafiltración está operativo 24 horas al día. La capacidad de diseño se logra sólo con unidades de servicio e incluye el tiempo de inactividad (tiempo de no producción) para la limpieza automática periódica mediante retrolavado (BW) y retrolavado químico (CEB), y limpiezas de recuperación CIP, y pruebas periódicas de integridad de membranas.

Una de las singularidades es que se consideró reutilizar la salmuera proveniente de la ósmosis inversa para realizar los contralavados de los módulos de ultrafiltración, consiguiendo una conversión global mínima de la planta del 45%, permitiendo de esta forma reducir el consumo específico global. Para ello, se dispuso de un tanque de salmuera previo a su descarga al mar desde el que se alimentan las bombas de contralavado.

Tanto para cada CEB como para su desplazamiento posterior se utiliza agua ultrafiltrada, mientras que para la preparación de cada CIP se usa permeado de OI.

 

Pretratamiento químico

Para el pretratamiento químico la planta dispone de las instalaciones completas de los siguientes reactivos:

• Dosificación de hipoclorito sódico

• Dosificación de coagulante

• Dosificación de ácido sulfúrico

• Dosificación de bisulfito

• Dosificación de dispersante

 

Ósmosis inversa

Una vez el agua es pretratada, el agua salada es sometida a la ósmosis inversa, en la que se obtienen dos corrientes: agua permeada y salmuera.

En esta primera fase, el sistema de ósmosis inversa está diseñado para producir 150 l/s de agua producto por tren de ósmosis.

Cada tren está compuesto por:

• Un conjunto de bombeo de alta presión, estando formado por: una bomba booster en aspiración de la bomba de alta presión, una bomba de alta presión, un tren de intercambiadores de presión y una bomba booster en la salida del tren de intercambiadores de presión.

• Racks de membranas de ósmosis inversa agua de mar

Además, se dota al sistema de ósmosis inversa de la instalación de limpieza química y desplazamiento de membranas in situ.

 

La reutilización de la salmuera proveniente de la ósmosis inversa para realizar los contralavados de los módulos de ultrafiltración permite conseguir una conversión global mínima de la planta del 45%, reduciendo el consumo específico global de la planta.

 

Remineralización

Una vez realizada la ósmosis inversa el agua permeada producida es tratada con CO2, hidróxido cálcico, silicofluoruro de sodio e hipoclorito sódico, en este orden, para cumplir con los parámetros de calidad requeridos por la norma chilena de agua para consumo humano.

De esta forma, la remineralización consta de los siguientes elementos:

• Sistema de dosificación de dióxido de carbono.

• Sistema Dosificación de hidróxido cálcico

• Dosificación de siliclofluoruro de sodio.

• Dosificación de hipoclorito de sodio

En la planta, el agua producto se almacena en un depósito de 4.000 metros cúbicos desde donde captan los sistemas de impulsión que permiten alimentar la red de distribución de agua potable siendo los parámetros principales de calidad a cumplir por el agua producto:

• Sólidos totales en suspensión: ≤500 mg/l

• Cloruros: ≤200 mg/l

• Dureza: ≥65 mg/l CaCO3

• Turbidez del agua producto: ≤1 NTU

• pH: 7-8,5

• Cloro residual: 0,9-1,5 mg/l

• Flúor: 0,6-1,0 mg/l

 

La desaladora de Atacama está a la vanguardia en eficiencia energética, logrando un consumo de energía de 2,8 kWh/m3 procedente al 100% de fuentes renovables.

 

Otras instalaciones auxiliares

La instalación cuenta con un tanque de neutralización de efluentes en el que son tratados todos los flujos provenientes de los procesos de contralavados químicos (CEB) de la ultrafiltración, limpiezas químicas de membranas, etc., previo a su vertido al mar. Para disminuir la dosificación de químicos, se dividió el tanque en dos cámaras en los que se trata de mezclar las diferentes corrientes provenientes de las limpiezas químicas, ácidas y básicas para su neutralización.

 

Emisario

El sistema de vertido está compuesto por una tubería que recoge todos los caudales residuales de la planta, asegurando una velocidad de descarga mínima, independientemente de la producción de la planta, y la correcta difusión al agua de mar. Los efluentes se mezclan y diluyen con la salmuera de ósmosis inversa y otros efluentes de vertido, siempre antes de su descarga al mar cumpliendo con todos los requisitos medioambientales.

Para la descarga de salmuera, al final del túnel emisario, se instaló un difusor de 1.200 mm de diámetro y 23,3 metros de longitud, con 8 boquillas de 250 mm de diámetro para facilitar el proceso de dilución de la salmuera y minimizar la afección al medio marino.

 

Proyecto de impacto positivo en materia social, innovación, eficiencia energética y entorno ambiental

• La planta desaladora de Atacama tiene un consumo de energía eléctrica garantizado de 2,8 kWh por metro cúbico, lo que la pone a la vanguardia en términos de eficiencia en el sector del tratamiento de aguas. Cabe destacar que, durante la prueba de fiabilidad realizada, el consumo específico fue de 2,6 kWh/m3.

• La generación de energía es de fuente limpia, 100% de fuente renovable con una matriz ERNC.

• La metodología constructiva no interviene en el borde costero, las obras marinas se ejecutaron por medio de la tecnología de microtunelación, lo que minimizó el impacto ambiental e independizó su ejecución de las condiciones de mar.

• Esta es la planta desaladora de agua de mar más grande que se construye en Chile para consumo humano. Existen otras plantas de mayor producción, pero son para consumo industrial.

• La inversión del proyecto, en su primera etapa, está financiada por el Estado de Chile, lo que se traduce en un menor impacto en las tarifas de los usuarios (cero impactos por la construcción y solo uno mínimos por la operación).

• El proyecto permitirá atender la demanda de agua potable de más de 210.000 habitantes de la región de Atacama.

• Es el Primer proyecto chileno, que ha incluido en las bases de licitación y en el contrato firmado por las partes, una cláusula de sostenibilidad social. La empresa adjudicataria y las empresas subcontratadas han realizado contratación de mano de obra local.

 

Planta desaladora de Atacama, entre los mejores proyectos de la región

La Planta Desaladora de Atacama ha sido reconocida por distintas organizaciones, en el 2018, dentro del marco del Congreso Internacional de la Asociación Latinoamericana de Desalación y Reuso del Agua (ALADYR) fue galardonado por ALADYR con el premio a “Mejor proyecto de desalación, reúso y/o tratamiento de agua y efluentes` del año 2018 en América Latina”.

 

El proyecto ha sido reconocido en diferentes ocasiones por su importancia y contribución al desarrollo económico y social de la región y el país.

 

El reconocimiento estaba orientado a empresas con el mejor proyecto de gestión integral en el tratamiento de agua y/o reúso de efluentes o desalación en América Latina.

Además, en el 2020, la Asociación de Empresas Consultoras de Ingeniería de Chile (AIC) premió a la instalación como uno de los 5 proyectos más destacados de 2019 en la encuesta Anual de Ingeniería 2020 en la categoría de Proyecto Hidráulico, por su importancia y contribución al desarrollo económico y social de la región y el país.