El agua dulce limpia es fundamental para sustentar la vida humana. Sin embargo, 1.100 millones de personas carecen de acceso a ella en todo el mundo. La desalinización representa una forma cada vez más popular de abordar esto.

La desalinización es el proceso de extracción de sal del agua salada para hacerla potable. Hay dos tipos principales de desalinización.

En la primera, llamada desalinización térmica, se utiliza calor. Esto produce vapor de agua que se condensa en las tuberías en agua dulce. Este proceso sigue siendo dominante en Oriente Medio, donde se produce casi la mitad del agua desalinizada del mundo.

El segundo proceso es la desalinización por membrana, comúnmente conocida como ósmosis inversa. Este proceso se utiliza en el 60% de las plantas en todo el mundo. El agua salina es forzada a alta presión a través de una membrana semipermeable cuyos poros son demasiado pequeños para que pasen las moléculas de sal.

¿Dónde se usa la desalinización?

La desalinización se utiliza para ampliar los suministros de agua potable más allá de lo que está disponible de forma natural. Por lo tanto, las regiones con escasez de agua dependen particularmente de la tecnología. La desalinización proporciona a los Emiratos Árabes Unidos el 42 % de sus necesidades de agua.

Debido al costo mínimo de bombeo, la desalinización es más económica en grandes ubicaciones costeras. Sin embargo, nuestro clima cambiante está contribuyendo a aumentar la escasez de agua en regiones típicamente templadas, lo que requiere la expansión de plantas de desalinización tierra adentro y de agua salobre. China, EE. UU. y América del Sur están ampliando su capacidad de desalinización.

Si bien la desalinización puede ser una tecnología capaz de contrarrestar la escasez mundial de agua, existen problemas relacionados con su costo y eficiencia.

¿Por qué la desalinización sigue siendo tan cara?

Se requieren grandes cantidades de energía para impulsar el proceso. Esto es particularmente cierto para la desalinización térmica, donde los costos de energía representan hasta la mitad del costo total de producción de una planta.

El proceso de ósmosis inversa generalmente tiene un requerimiento de energía más bajo. Sin embargo, el tratamiento de agua altamente salina sigue siendo intensivo en energía. Esto se debe a que una mayor salinidad significa que se necesita más presión para forzar el agua a través de la membrana.

Las fuentes de agua muy contaminadas también deben tratarse antes de la desalinización, lo que requiere una infraestructura costosa, como tanques de sedimentación y sistemas de filtración. El tratamiento evita la acumulación de desechos en las superficies de la membrana que pueden impedir el proceso de ósmosis inversa.

Los costos de tratamiento aumentarán a medida que aumente la dependencia de la desalinización y el proceso se aplique a fuentes de agua salobre contaminadas y tierra adentro. Ante un clima cada vez más seco, California ahora cuenta con 23 plantas desalinizadoras que convierten el agua salobre en agua potable.

Producir un litro de agua potable también genera 1,6 litros de salmuera, un producto de desecho altamente salino que puede dañar el medio ambiente. Los depósitos de salmuera en el fondo del mar pueden conducir a la destrucción de los ecosistemas marinos, mientras que la descarga de salmuera reduce el contenido de oxígeno del agua de mar.

La eliminación segura de la salmuera es costosa. La mayor parte de la salmuera que se produce se vuelve a bombear al mar, sujeta a estándares de calidad ambiental. Si la descarga de salmuera no cumple con estos estándares, entonces requiere un tratamiento adicional.

La salmuera puede tratarse en estanques de evaporación o diluirse con una fuente de agua separada antes de ser descargada. El costo prohibitivo del tratamiento de la salmuera sigue siendo una barrera importante para la aplicación más amplia de la desalinización.

¿Se puede abaratar la desalinización?

La reducción de la intensidad energética del proceso puede generar reducciones de costos considerables. Se están desarrollando tecnologías como la ósmosis directa, que permite que la desalinización se produzca a temperaturas y presiones más bajas.

Si bien son prometedoras, estas tecnologías aún están en pañales. El mercado es pequeño y hay pocas instalaciones comerciales. La evolución tecnológica lleva tiempo y será necesario un mayor desarrollo para garantizar que estos procesos puedan producir agua potable a escala comercial.

El desarrollo de membranas más duraderas también reducirá el costo de la desalinización. Utilizando diferentes materiales, los fabricantes japoneses han construido membranas que rechazan con éxito las partículas de sal a bajas presiones de funcionamiento. Esto reduce el costo de reemplazar las membranas y el requerimiento de energía del proceso.

La desalinización también podría funcionar con fuentes más baratas de energía renovable. Las tecnologías solares térmicas pueden generar calor directo, que luego se puede utilizar para evaporar el agua de mar. La planta desaladora solar de Metito que se está construyendo en Arabia Saudí tendrá inicialmente capacidad para producir 30.000 metros cúbicos de agua potable al día.

Sin embargo, la tecnología de desalinización solar está plagada de complejidades. El suministro de energía solar es inconsistente y la tecnología de almacenamiento de energía sigue siendo costosa, lo que impide su aplicación más amplia. Por lo tanto, la mayoría de los proyectos de desalinización solar son demasiado pequeños para producir agua potable para uso comercial.

También se deben explorar más a fondo las soluciones novedosas para la gestión de la salmuera.

La salmuera se puede reciclar dentro del proceso de desalinización. El uso de salmuera residual en la fabricación de hipoclorito de sodio, un desinfectante químico que puede sustituir al cloro, es un avance prometedor.

Las investigaciones han demostrado que la producción de hipoclorito de sodio in situ puede ahorrar a las plantas desalinizadoras del Caribe más de 300 000 libras esterlinas al año.

Las instalaciones de desalinización pueden explotar aún más la salmuera residual a través de procesos como la electrólisis, donde la salmuera se descompone en sustancias más simples a través de corrientes eléctricas. Estudios futuros deberían investigar el potencial de utilizar los subproductos de esta electrólisis, hidrógeno y sales, para la producción de energía.

A pesar de la creciente inseguridad del agua en todo el mundo, la tecnología de desalinización sigue siendo demasiado costosa para su uso generalizado. Se han realizado esfuerzos para reducir su costo, y muchos se muestran prometedores. Sin embargo, la evolución tecnológica lleva tiempo y pasarán décadas antes de que los costos caigan a un nivel que facilite la expansión más amplia de la desalinización. + Explora más

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Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.