Encuentro Universitario del Agua• Energías Marinas disponibles en el Golfo de California y...
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Desalación de agua de mar con Energías Renovables
(Proyecto IMPULSA del Instituto de Ingeniería)
Gerardo Hiriart L
21 / Agosto/06
Encuentro Universitario del AguaAgua potable, saneamiento y reuso
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Parte de la Problemática• Mala distribución (Abundante en el Sureste, escasa en el
Noroeste y en el altiplano)
• Agotamiento de acuíferos (Sobre explotación de aguassubterráneas en 14 Estados)
• Intrusión salina en acuíferos junto al mar (Baja California, BCS, Sonora, Sinaloa, Guerrero)
• Incremento del consumo urbano (Tijuana, Ensenada, Hermosillo, Ixtapa, etc)
• Desarrollo de zonas hoteleras donde hay pocaagua (Cozumel, Isla Mujeres, Los Cabos,etc)
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Osmosis Inversa
Bombeo
Pretratamiento Membrana
Permeado
Concentrado
Recuperador de energía
Procesos térmicos (Destilación)
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Comparación de Tecnologías
• Osmosis Inversa (Alto consumo de Energía Eléctrica)
15 MW para 1m3/seg para 300 000 personas
• Térmicos (Consumo de vapor y/o calor y energía eléctrica)
400 ton/hora de vapor para 1m3/seg más 3 MW de bombas
Inversión……20%Electricidad…50%O&M…………20%Rep. Memb…10%
Producto 500 ppmCosto..$8/m3
Inversión…30%Vapor y Elec. 50%O&M……….20%
Producto..10 ppmCosto $ 8/m3
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Capacidad de desalación instalada (m3/seg)
2002
Oriente49%
Europa13%
Asia11%
N. América16%
S. América1%
Africa5%
Caribe5%
50
100
150
200
m3/seg
1950 1955 1960 1965 1970 198519801975 200019951990
TérmicaMembrana
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Encontrar la forma máseconómica y práctica de incorporar las EnergíasRenovables a la desalación
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Proyecto IMPULSAObjetivo
• Fomentar investigación a mediano y largo plazo• Promover incorporación de estudiantes de doctorado• Fomentar actividades multidisciplinarias • Promover proyectos que aporten soluciones a problemas nacionales• Promover colaboración con instituciones y organismos nacionales e
internacionales
Condiciones:
-Participación de cuatro entidades universitarias (una Facultad)-Contar con coordinador académico-3 años de duración mínima-Ser aprobada por el Consejo Técnico de la Investigación Científica
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Esquema básico de la organización del proyecto
A. Grupo experto en desalación.
Consolidación de un grupo que conozca todas las tecnologías y sea capaz de comparar con fundamentos las alternativas
B. Desarrollo de nuevas tecnologías para desalar con energías renovables en nichos específicos
C. Disponibilidad de energías renovables para apoyar directa o indirectamente la desalación
D. Mapa de desarrollo tecnológico de desalacióny temas de investigación básica
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La Paz
Santispac
Puertecitos
Punta Banda
Los Cabos
Puntos costeros con manifestaciones termales
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Termoeléctrica de Rosarito
Cogeneración con desalación
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Agua salobre y buenos vientos
Excelente radiaciónsolar directa
Algunos puntos quepronto requerirán
desalacion de agua
Peculiaridades del País
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Mareas y
Corrientes
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Ventilas hidrotermales profundas
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A. Grupo experto en desalación.Consolidación de un grupo que conozca todas las tecnologías y sea capaz
de comparar numéricamente las alternativas
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Compresión Mecánica de Vapor
El proceso de Compresión Mecánica de Vapor se propone para gastos menores. Ej: comunidades pequeñas, centrales termoeléctricas, etc.
Se obtienen valores de recuperación altos
Opera 50 < T < 110 °C
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Modelo de simulaciónDiagrama de Flujo de Proceso
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Desalación de agua con Destilación Multi Efecto (MED)
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Programa de simulación desarrollado
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Múltiple Flasheo
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Programa de simulación desarrollado (MSF)
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Osmosis Inversa
Bombeo
Pretratamiento Membrana
Permeado
Concentrado
Recuperador de energía
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Sistema independiente de la red eléctrica para desalar agua salobre de pozos
Baterías? Compresores?
Pozo de agua salobre
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Desalación de agua de agua con energía eólica
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Periodo 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
Eólico (Ahorro de energía eléctrica)
Base
Intermedio
Punta
0.57 M.N $/kWh + IVA
0.81 M.N $/kWh + IVA
1.70 M.N $/kWh + IVA
Demanda fija mensual 150 M.N $/kW + IVAEstudiar el costo evitado de la generación complementaria con energía eólica y evaluar subsidio necesario.
Caso La Paz
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80 m3 / d
(20 m3 / d real)
12 kW
100 paneles
Sistema con paneles fotovoltaicos para desalar agua salobre de pozos
Solar (independiente de la red)
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Desalación con paneles solares en las Islas Marías
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Sistemas de desalación con precalentamiento solar
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Periodo 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
Solar (Ahorro de energía eléctrica)
Base
Intermedio
Punta
0.57 M.N $/kWh + IVA
0.81 M.N $/kWh + IVA
1.70 M.N $/kWh + IVA
Demanda fija mensual 150 M.N $/kW + IVAEstudiar el costo evitado de la generación complementaria con energía solar y evaluar subsidio necesario.
Caso La Paz
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Energías Marinas
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Puertecitos
San Felipe
San Carlos
UruapanPunta Banda
Los Cabos
La PazEl Sargento
Santispak
Los Barriles
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CaboSan Lucas
• Marea máxima=6 m
• Marea máxima=1.2 m
• Marea máxima=1.8 m
Marea en el Golfo de California
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Tecnologías marinas
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Inventos
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•Fosa de Wagner (Puerto Peñasco)
•Guaymas
•Canal de ballenas
Ventilas submarinas de alta temperatura
VIDEO
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Esquema de funcionamiento.
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Potencia Instalada: 1.4 [MW]
Velocidad del chorro: 0.5 [m/s]
Diámetro de salida: 10 [in]
Potencia Instalada: 23 [MW]
Velocidad del chorro: 0.5 [m/s]
Diámetro de salida: 40 [in]
Potencia instalada
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A Grupo Experto en Desalación
• Desarrollar programa para el reclutamiento de gente, entrenamiento y capacitación.(Convocatoria a becarios PARA (tenemos 5, habrá 5 más) entrenamiento en campo, profesores invitados, intercambio con otros institutos del extranjero, incorporación de un diseñador experimentado, incorporación a la IDA, Seminarios (IIJ))
• Dar opinión fundamentada ( a la brevedad) sobre las nuevas plantas en estudio en: Ensenada, Rosarito, Puerto Peñasco, Puerto Libertad, Islas Marías, San Felipe, Zihuatanejo, Pozos contaminados de región de La Laguna(Participación en reuniones con CNA, CFE, PEMEX, Hoteleros, Visitas a los Estados (CEA), Congreso Nacional de Desalación con Hoteleros, fabricantes, consultores, operadores, usuarios en general, expertos extranjeros. Cancún Nov 2006)
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B Desarrollo de tecnología para casos específicos de México
• Desalación de agua caliente• Desalación de agua salobre con energía eólica• Desalación aislada, usando energía solar, con
celdas fotovoltaicas.• Desalación asistida con energía solar térmica.• Desalación tradicional con carga variable.
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Conocimiento del Recurso Renovable y Tecnologías para su Aprovechamiento
• Energías Marinas disponibles en el Golfo de California y técnicas para aprovecharlas
• Fuentes costeras de Agua Caliente• Ventilas hidrotermales profundas, caracterización y
técnicas para su aprovechamiento• Energía solar. Cuantificación global y de detalle en
los lugares en que se requiera.• Energía eólica. Cuantificación global y de detalle en
puntos de interés.
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Estudio e Investigación de Técnicas Especiales
• Membranas• Incrustación• Corrosión• Filtrado• Pre y post tratamiento• Remoción de Arsénico, Boro, Hierro, Fluor, Mn• Bombas, eyectores, deaireadores, recuperadores de
energía• Obras de toma y descarga. Pozos playeros y de
desecho• Costos• Externalidades
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Thanks for your attentionGracias