1. Tecnología de membrana:
* ósmosis y ósmosis inversa: El núcleo de la mayoría de los procesos de desalinización se basa en la presión osmótica. La ósmosis inversa utiliza presión para superar la presión osmótica y forzar el agua a través de una membrana semipermeable, dejando la sal.
* Ciencia de material de membrana: Desarrollar y caracterizar membranas con alto rechazo de sal y permeabilidad al agua requiere el conocimiento de la ciencia de los materiales, la química de la superficie y la dinámica de fluidos.
2. Desalinización térmica:
* Elevación del punto de ebullición: El flash múltiple (MSF) y la destilación de efectos múltiples (MED) utilizan el principio de que el punto de ebullición aumenta con la presión.
* Transferencia de calor: La transferencia de calor eficiente es crucial para el uso eficiente de energía en la desalinización térmica. Esto implica comprender los principios de conducción, convección y radiación.
3. Electrodiálisis:
* Electroquímica: La electrodiálisis utiliza corriente eléctrica para mover los iones a través de las membranas, separando la sal del agua. Este proceso se basa en principios de electroquímica y transporte de iones.
4. Desalinización solar:
* Radiación solar: Los sistemas de desalinización con energía solar utilizan energía solar para proporcionar calor para la evaporación o para alimentar otros procesos de desalinización. Esto requiere comprender la radiación solar, la energía térmica y la termodinámica.
5. Diseño y operación de la planta:
* Dinámica fluida: El diseño de un flujo de agua eficiente a través de las plantas de desalinización requiere comprender la dinámica de los fluidos, incluidas las caídas de presión, las caudales y la turbulencia.
* Transferencia de calor y termodinámica: La optimización de la eficiencia energética en las plantas de desalinización implica comprender la transferencia de calor, la termodinámica y la conservación de la energía.
6. Eficiencia energética:
* termodinámica y conservación de energía: La desalinización es intensiva en energía. Los principios físicos se utilizan para optimizar el consumo de energía, reducir el calor de los residuos y mejorar la eficiencia general del proceso.
7. Impacto ambiental:
* Física de la eliminación de salmuera: Comprender las propiedades físicas de la salmuera (agua salada concentrada) es crucial para diseñar sistemas de eliminación ambientalmente responsables.
En resumen, la física es esencial para comprender los principios fundamentales que rigen la desalinización, diseñan plantas de desalinización eficientes y efectivas, y minimizan su impacto ambiental.
