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La disponibilidad de agua se está convirtiendo a marchas forzadas en el principal cuello de botella que condiciona y obstaculiza el desarrollo humano en casi cualquier lugar del planeta. Las fuentes naturales de agua dulce están completamente explotadas alrededor de todo el mundo. Es más, tan pronto como el consumo de agua exceda las tasas de renovación naturales, las fuentes de agua comenzarán a disminuir rápidamente (post-peakwater) incluso en áreas en las que el agua nunca ha sido un problema. La gran masa de agua caliente disponible en los océanos puede servir como fuente inagotable y sostenible para las necesidades de agua dulce del planeta si se trata mediante procesos de desalinización.
Esta situación sitúa a la desalinización de agua salina como la única opción a largo plazo para subsanar el creciente desfase entre la demanda y el suministro. El principal obstáculo para suministrar agua desalinizada a regiones que carecen de recursos hídricos es el gasto energético implícito. Producir suficiente agua dulce mediante desalinización para suavizar el déficit de agua esperado para el año 2030 (3000 millones de personas en riesgo) empleando la mejor tecnología disponible a día de hoy (la ósmosis inversa) requeriría el 20% de la producción energética mundial de 2008.
El elevado consumo energético de los métodos de desalinización disponibles actualmente hace inviable su implantación para suplir la demanda de agua mundial. Con el fin de reducir este consumo, los esfuerzos se dirigen principalmente a mejorar la eficiencia de los métodos de desalinización existentes, alimentarlos con fuentes de energía renovables y a la invención de nuevos métodos menos energéticamente intensivos.
La perspectiva de este escenario llevó a CIMNE a iniciar una línea de investigación relacionada con la desalinización de agua de mar, materializada en la tecnología Cool Steam. Ésta presenta un sistema que obtiene agua potable de alta calidad a partir de agua salina por destilación a bajas temperaturas, aprovechando las propiedades termodinámicas del agua y su vapor para lograrlo con un gasto de energía sustancialmente menor al de las demás tecnologías actuales. Tal fin se alcanza mediante un sistema de destilación a presiones cercanas al vacío, que permiten evaporar a temperatura ambiente (Low Temperature Thermal Distillation, LTTD). El principal elemento innovador de esta tecnología, clave de su bajo consumo energético específico, es el aprovechamiento de fuentes de calor preexistentes (tanto naturales como artificiales) para llevar a cabo el proceso de desalinización.
Durante los últimos cuatro años, se han construido tres prototipos de laboratorio que han permitido hacer las pruebas de concepto pertinentes, para comprobar los fenómenos termodinámicos involucrados en este fenómeno bajo condiciones preestablecidas. Estos dispositivos de diseño propio emulan el ciclo natural del agua, pero de forma controlada, concentrada y altamente acelerada, permitiendo obtener agua dulce con un gasto de energía sustancialmente menor al de las demás tecnologías existentes.
El reto planteado consiste en diseñar, optimizar y construir un dispositivo basado en la tecnología Cool Steam, a una escala de producción de agua dulce suficientemente alta (100 m3/día) como para posicionarse en el mercado de desalinización de agua con una ventaja competitiva contundente: el ahorro energético.
Para lograr tal fin, el consorcio formado por CIMNE y la empresa Fresh Water Nature S.L. se propone construir y poner en marcha una planta piloto costera que permita corroborar la escalabilidad y modularidad del dispositivo, se funcionamiento en un entorno operacional, así como la influencia de estos parámetros en la eficiencia global del sistema de desalinización. En esta planta piloto, se integrará un dispositivo Modular Multi-Stage Core (MMSC), basado en la tecnología Cool Steam, en una escala 1:1 próxima al mercado (escala pre-industrial). Esta planta a su vez servirá como planta demostrativa del sistema desalinizador de cara a una futura explotación comercial.
La tecnología MMSC ha sido inicialmente pensada para desalinización, no obstante, existen perspectivas de diversificar su ámbito de uso. La integración de la tecnología MMSC en diferentes aplicaciones industriales puede tener enormes ventajas, ya que su configuración podría interpretarse como un intercambiador de calor que proporciona agua dulce como producto secundario.
Los resultados obtenidos en laboratorio hasta la fecha ofrecen una perspectiva muy positiva para el futuro comercial de la tecnología. Los costes de producción de agua y el coste energético asociado a ello son los propios de una tecnología disruptiva, que puede entrar con mucha fuerza en el mercado.
Para asegurar el buen desarrollo de la fase actual y de la posterior etapa comercial, se ha llegado a un acuerdo para la entrada en el capital de la sociedad Fresh Water Nature S.L. de un socio industrial con capacidad y experiencia suficiente que lidere dicho desarrollo fuera del entorno inmediato del centro de investigación. Las perspectivas de creación de empleo, dada la naturaleza del producto (equipos e instalaciones de desalinización) son importantes. |