5.4 Fuentes alternativas de agua: Desalinización
5.4.2 Instalaciones para la toma de agua
Se puede adquirir agua para utilizar como insumo en la desalinización de muchas
maneras. El agua insumo generalmente es agua de mar, o bien, agua subterránea
salobre. A continuación se describen los métodos usados actualmente para obtener y
transportar el agua insumo.
Asuntos generales: Cuestiones de ubicación, costos y medio ambiente
Las instalaciones para la desalinización de agua de mar requieren de un sistema de toma
capaz de proporcionar una cantidad accesible y confiable de agua de mar limpia con un
mínimo impacto ecológico. A fin de alcanzar esos objetivos, es esencial realizar una
evaluación exhaustiva de las condiciones en el sitio escogido. Es necesario valorar las
características físicas, las condiciones oceanográficas, la biología marina y los efectos
potenciales del ensuciamiento, la contaminación y la navegación. Los diseños para la
toma de agua dependen enormemente de las características del sitio en cuestión,
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potencialmente más que cualquier otro elemento de la planta desaladora. Pueden
representar hasta 20% del costo de capital de toda la planta (Pankratz 2004).
Es importante considerar el atrapamiento accidental de la vida marina por las obras
para la toma de agua de mar y el arrastre de la misma por el agua, incluyendo limitaciones
difíciles de cuantificar que puedan representar el impacto adverso directo más significativo
sobre el medio ambiente atribuible a la desalinización de agua de mar. Las tecnologías
para las obras de toma de agua de mar van desde tomas superficiales de gran tamaño a
lo largo de la costa, hasta estructuras para la toma cercanas a la misma y pozos con filtros
de rejilla en tierra firme. Cada tecnología plantea retos distintos por su forma de diseño,
consumo de energía y consideraciones ambientales. No obstante, en el diseño de tomas
abiertas de agua de mar, la mayor preocupación ambiental consiste en el impacto sobre la
vida marina en cuanto al atrapamiento y arrastre.
El atrapamiento de la vida marina, que se da cuando formas más grandes de ésta
quedan atrapadas en las rejillas o se lanzan accidentalmente contra ellas, es un fenómeno
relativamente fácil de mitigar mediante la utilización de las tecnologías disponibles. Sin
embargo, es mucho más difícil controlar el arrastre de la vida marina por el agua, puesto
que se trata de organismos muy pequeños e incluso microscópicos (tales como el
fitoplancton, zooplancton, huevecillos y larvas) que son jalados a través de la rejilla y
entran a la toma. Eso puede dar lugar a una disminución en el reclutamiento de esas
especies en el hábitat local, así como a una reducción de la productividad global del
ecosistema, afectando de manera adversa las oportunidades para la pesca comercial y
deportiva en la región (López et al. 2006).
Tomas abiertas de agua de mar
Las tomas abiertas extraen el agua del océano o del mar y pueden diseñarse en diferentes
tamaños, lo cual da lugar a capacidades ilimitadas. Cuando se diseña una toma de ese
tipo, la mayor preocupación consta de evitar que la vida marina y los residuos entren al
sistema de desalinización, no solamente por el impacto sobre la vida marina, sino también
porque –tal como se describe más adelante– eso puede ensuciar las membranas de
desalinización. A continuación se enumeran las tres principales tecnologías empleadas en
la actualidad para hacer frente a esos problemas asociados con la extracción directa.
- Filtros de agua móviles – consisten en páneles grandes de malla de alambre que se
emplean para evitar la entrada de residuos u organismos marinos. Dichos páneles
son rotatorios, lo cual permite su lavado; pueden colocarse directamente en la costa
o al final de un canal largo, tubería de toma o depósito regulador que se extiende
más allá de la zona de olas.
- Tapas reductoras de velocidad – consisten en una toma fuera de la costa, en forma
de “T”, que convierte el flujo vertical en uno horizontal, a fin de reducir el
atrapamiento accidental de los peces y el arrastre de los mismos por el sistema.
- Tomas con filtros de rejilla sin lavado mecánico – utilizan rejillas ranuradas
alineadas sobre un eje horizontal, donde con la toma final se extrae el agua en un
eje vertical, tal como se muestra en la Figura 2. A menudo las tomas con filtros de
rejilla son construidas con tuberías mucho más grandes que las de la toma final, a
fin de reducir las velocidades de flujo.
Figura 2. Toma con filtros de rejilla sin lavado mecánico (Fotografía cortesía de
Euroslot Industry)Tomas subsuperficiales
Las tomas subsuperficiales emplean los conceptos de la extracción de aguas
subterráneas en un ambiente costero. Ya que atraen el agua a través de lechos de arena
saturada u otros estratos subterráneos permeables, por lo general tienen un impacto nulo
o insignificante sobre la vida marina local y pueden proporcionar una fuente de agua
prefiltrada para el proceso de desalinización. Por esa razón, especialmente en ambientes
marinos sensibles como el de Loreto, se utilizan pozos poco profundos en lugares en que las consideraciones de costos y las condiciones geológicas los permitan. Dado que dichos
pozos dependen de la permeabilidad y estabilidad de los materiales subsuperficiales, así
como de la confiabilidad de la fuente de agua subterránea subyacente, todos requieren de
una minuciosa evaluación geotécnica antes de su construcción. A continuación se
describen los tres principales tipos de tomas subsuperficiales.
- Pozos playeros de agua de mar – Un pozo playero típico consiste en un tubo
perforado para la captación que se extiende costa afuera abajo del fondo marino,
tal como se puede apreciar en la Figura 3. Estos sistemas normalmente pueden
abastecer a las plantas desaladoras con una capacidad de aproximadamente
19,000 m3/día o menos (Pankratz 2004). Actualmente, Loreto consume unos 8,327
m3/día. Así que, sin implementar las medidas anteriormente descritas en términos
de conservación e mejoras a la infraestructura, la cantidad de 19,000 m3/día
atendería la demanda de aproximadamente 36,000 loretanos.
Figura 3. Diagrama de pozo playero de agua de mar
Intake = Toma
Well head = Boca del pozo
Desalination plant = Planta desaladora
- Pozos radiales poco profundos – Este diseño incluye un depósito colector o cajón
hidráulico del pozo de gran capacidad conectado a una serie de pozos horizontales
ubicados a lo largo del fondo marino (véase la Figura 4). Por lo general, las
capacidades de toma de este tipo de pozo poco profundo son altas. Es probable
que un solo cajón hidráulico pueda atender la demanda de agua de la actual
población de Loreto. Las tasas de producción reales dependen del número de tomas y de las condiciones geológicas subyacentes. Pozos de este tipo también se
benefician de la filtración natural de materiales en el fondo marino. Si la instalación
de pozos horizontales no es costo-efectiva o si los materiales del fondo marino no
se prestan para esta aplicación, en su lugar se pueden construir galerías filtrantes.
Tales galerías funcionan de acuerdo con el mismo concepto usado en los pozos
radiales poco profundos, pero en vez de pozos horizontales se utilizan zanjas
excavadas rellenadas con grava o algún otro material filtrante. La construcción de
galerías filtrantes puede tener efectos perjudiciales para los sistemas marinos y
puede afectar el ambiente marino de manera importante en áreas sensibles tales
como los arrecifes productivos.
- Pozos playeros de agua salobre – Esta tecnología es similar a la empleada en la
extracción de agua de mar con pozos playeros. La principal diferencia estriba en
que la instalación para la toma generalmente se coloca más tierra adentro que el
pozo playero de agua de mar ilustrado en la Figura 3. Los pozos playeros de este
tipo captan agua salobre con un contenido de sal muy reducido, por lo general de
menos de 5,500 partes por millón (ppm), en comparación con el agua de mar, que
normalmente tiene 45,000 ppm. Debido a que, en esencia, el agua salobre es más
“limpia”, es más fácil y mucho menos costoso eliminar las sales de ella, por lo que
constituye una fuente preferida cuando es abundante.
Figura 4. Ilustración de pozo horizontal radial |
