LA ISLA DE ELHIERRO

PROYECTO PARA EL AUTOABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA Y AGUA POTABLE

DEPARTAMENT DE TECNOLOGIA

LA ISLA DE ELHIERRO

El Hierro es la más occidental y meridional de las Islas Canarias. Pertenece a la provincia de Santa Cruz de Tenerife y su capital es Valverde.

El 22 de enero de 2000 fue declarada por la UNESCO como Reserva de la Biosfera.

En la actualidad se desarrolla un plan impulsado por el Ministerio de Fomento para convertirla en la primera isla del mundo en abastecerse totalmente de energías renovables.

LA ISLA DE ELHIERRO

Para que una isla tan pequeña como El Hierro pueda ser autosuficiente respecto de los dos recursos básicos, energía eléctrica y agua necesita:

– Autoabastecerse de agua potable, mediante la desalación de agua del mar.

– Autoabastecerse energéticamente, usando energías renovables, como la energía hidroeólica.

– Implementar sistemas de arquitectura bioclimática y de aprovechamiento de la energía solar en los hogares

AUTOABASTECIMIENTO DE AGUA: POTABILIZACIÓN DEL AGUA DEL MAR

En la actualidad se dispone de medios técnicos que permiten eliminar las sales del agua del mar y transformar ésta en agua potable disponible para el consumo humano y el uso agrícola e industrial.

La desalación del agua del mar puede realizarse mediante dos procedimientos:

Ósmosis inversa Electrodiálisis

ÓSMOSIS

La ÓSMOSIS es un fenómeno físico que se produce cuando una membrana semipermeable separa en un mismo recipiente dos depósitos, uno de agua dulce y otro de agua salada.

De forma espontánea, el agua pura atraviesa la membrana y pasa al depósito de agua con sal. La membrana deja pasar las moléculas de agua pero no los iones de la sal, actuando como si fuera una especie de filtro.

ELECTRODIÁLISIS

Uno de los procedimientos que permite invertir el proceso de la ósmosis es la electrodiálisis:

– Aplicando una corriente eléctrica a un recipiente que separa un depósito de agua salada de uno con agua dulce, se puede conseguir que el agua limpia de sales atraviese la membrana semipermeable en sentido contrario, quedándose todas las sales en uno de los depósitos, y el agua pura en el otro.

Sin embargo, los resultados que se logran son parciales y sólo se utiliza en caso de aguas salobres aprovechables para riego, no para la potabilización de agua del mar.

ÓSMOSIS INVERSA

El sistema más utilizado en la actualidad para desalar agua del mar es la ósmosis inversa.

Consiste en invertir el proceso de la ósmosis aplicando presión en el depósito del agua salada, obligando al agua pura a pasar por la membrana.

MAQUETA DE UN SISTEMA DE ÓSMOSIS INVERSA

ÓSMOSIS INVERSA

Actualmente Arabia Saudí es uno de los países pioneros en desalinización de agua del mar por ósmosis inversa, calculándose que cuatro de cada cinco litros que se consumen en el país provienen de plantas desalinizadoras.

Le siguen otras naciones de la zona, como Emiratos Árabes Unidos, Libia, Kuwait o Qatar. Otros países con una abundante producción de agua desalinizada son Estados Unidos y Japón. España se sitúa directamente detrás, habiendo registrado en los últimos años una notable progresión.

ÓSMOSIS INVERSA

En España la desalación va unida, en un primer momento, a las Canarias. En 1964 se instala en Lanzarote la primera planta desalinizadora. Actualmente en esta isla y Fuerteventura, el agua desalada representa la práctica totalidad del agua consumida. Otra de las regiones que han apostado fuertemente por la desalación es Murcia, debido al importante déficit hídrico de la misma.

LA PLANTA DESALADORA

Toma de agua La toma de agua se efectúa en la playa, varios pozos recogen el agua, que es impulsada a la planta desaladora a través de una conducción, generalmente de poliéster y fibra de vidrio.

PretratamientoLas aguas llegan al llamado “edificio de agua de mar”, en el que se realiza un pretratamiento al agua marina para que el proceso de ósmosis sea más eficaz. Se somete al agua marina a diversos procesos de filtrado, siendo el último de ellos capaz de eliminar partículas de hasta 5 micras.

La desalaciónLa desalación se efectúa por el sistema de ósmosis inversa. Para ello se utilizan grandes bastidores revestidos de membranas semipermeables capaces de producir, en algunas plantas, más de siete millones de litros de agua diarios. Estas membranas pueden rechazar las sales hasta en un 99’4 %.

PostratamientoEl agua procedente de la desaladora ha de cumplir los criterios establecidos por la normativa vigente para las aguas de consumo humano, para lo cual se le somete a un tratamiento que garantiza su perfecto estado.

Evacuación del agua de rechazoEl agua de rechazo (la salmuera resultante del proceso) es vertida de nuevo al mar. Para no afectar a los ecosistemas de la costa, se utiliza una conducción submarina de varios kilómetros, que vierte los residuos más allá de la línea de este hábitat.

LA PLANTA DESALADORA

La desalación del agua del mar presenta, no obstante, algunos problemas:

– Costes energéticos para la realización del proceso.

– Costes medioambientales derivados del mismo.

LA PLANTA DESALADORA

Así como la ósmosis no consume energía (es como rodar cuesta abajo), la ósmosis inversa sí necesita aportación energética. No obstante, en los últimos cuarenta años, el coste del agua desalada ha sufrido una importante reducción, calculándose que un metro cúbico resulta hoy cuatro veces más barato que en 1965:

– Uno de los más importantes avances en el tratamiento del agua por ósmosis inversa se ha producido en las membranas. Cada vez son más finas, por lo que el agua las atraviesa más rápidamente y con menor consumo de energía (hoy se fabrican de espesores de hasta sólo unas diezmilésimas de milímetro).

– Otro método que está redundando en un consumo menor de energía y, por tanto,en abaratar la ósmosis inversa, es la recuperación de energía aprovechando la presión con que sale el agua dulce obtenida. El ímpetu del chorro, impelido por la presión aplicada por los émbolos, se utiliza para mover unas turbinas o dispositivos similares que permiten recobrar hasta un 40 por ciento de la energía empleada.

Según indica el director del Instituto del Agua de la Universidad de Alicante, la tecnología estará pronto en condiciones de lograr consumos de 3 ó 4 kilovatios hora por metro cúbico de agua dulce obtenida. Para valorar el gasto que esto supondría propone la siguiente comparación: si el consumo medio diario de agua es de 600 l en una vivienda con una familia de cuatro personas, la electricidad necesaria para obtenerla sería de unos 2 kilovatios hora, es decir, dos horas de funcionamiento de una estufa eléctrica corriente de 1.000 vatios o una de funcionamiento de un aparato de aire acondicionado doméstico.

COSTES ENERGÉTICOS

Aparte de las consideraciones económicas están los problemas medioambientales. Durante el proceso de ósmosis inversa, mientras que parte del agua se ha hecho dulce la otra ha aumentado su salinidad y, desprenderse de esta salmuera, puede convertirse en un problema ecológico. Como hay que devolverla al mar, se deben prever los efectos que puede tener sobre el ecosistema del litoral la aparición de puntos de brusco aumento de salinidad. Los peces pueden evitarlos pero la vegetación marina (como la tan delicada alga mediterránea posidonia) podría verse dañada.

Para mitigar estos efectos se proponen diversas soluciones:

– Mezclar este agua con el agua dulce de las depuradoras en los emisarios submarinos.

– Verter en varios puntos separados del litoral.– Verter en lugares con corrientes permanentes que aseguren la

rápida dilución.

COSTES MEDIOAMBIENTALES

UNA SOLUCIÓN : DESALADORAS EÓLICAS

Se trata de unos sistemas autosuficientes (capaces de generar la energía que consumen), ubicados en pleno mar, que podrían fabricar agua dulce procedente del océano a un precio sensiblemente más reducido que el actual e incluso producir energía eléctrica para ser utilizada por las poblaciones.

La plataforma iría provista de una planta desaladora, evacuándose el agua desalada a tierra por una tubería submarina, dejando la salmuera resultante en el mismo lugar. Con este procedimiento se resolverían problemas ecológicos, ya que se podrían evitar las comunidades más sensibles.

El hecho de poder elegir concretamente su ubicación permitiría también obtener aguas más limpias, sin turbidez, pues se podría captar a la profundidad adecuada, reduciéndose, asimismo, los procesos químicos.

Su especial forma permitiría situarlas en áreas marinas de aguas movidas, lo que favorecería la dispersión natural de las salmueras.

Además, el hecho de estar localizadas directamente en el mar permitiría ahorrar hasta un 40% en costos de desalación y energéticos.

UNA SOLUCIÓN : DESALADORAS EÓLICAS

AUTOABASTECIMIENTO ENERGÉTICO: ENERGÍA HIDROEÓLICA

Una central hidroeólica se basa en el uso de la energía eólica para elevar agua entre dos puntos con un desnivel de unos 700 metros de altura y, desde el depósito superior, producir un salto de agua controlado para la generación de energía eléctrica.

Este sistema permitiría una reducción de más de un 80% en la emisión de CO2 y una disminución significativa de las emisiones de SO2, gases causantes del efecto invernadero y la lluvia ácida, respectivamente.

AUTOABASTECIMIENTO ENERGÉTICO: ENERGÍA HIDROEÓLICA

Maqueta de una central hidroeólica

APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA SOLAR Y ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Maqueta de una vivienda con placas solares

APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA SOLAR Y ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA

Maqueta de un colector solar

CICLO TECNOLÓGICO DEL AGUA

MAR

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