¿Cómo funciona la estrategia de México para convertir agua de mar en potable con ósmosis inversa?

Las autoridades mexicanas y la compañía calculan que el funcionamiento de la planta podría beneficiar a 2 millones de personas, al generar una fuente de abastecimiento independiente y complementaria a la que actualmente representa el río Colorado para la región. Para ello, recurrirá a una tecnología que durante las últimas décadas se ha utilizado para enfrentar la escasez de agua en distintas partes del mundo, aunque también implica elevados costos energéticos y ciertos retos ambientales.

¿Cómo funciona la ósmosis inversa?

Desde hace aproximadamente 30 años, la ósmosis inversa se emplea como uno de los principales métodos para desalinizar agua de mar. A diferencia del proceso natural de la ósmosis, esta tecnología consiste en aplicar presión sobre el agua con una alta concentración de sales para obligar a las moléculas de H2O a atravesar una membrana artificial, que permite separar las sales, los iones y otras sustancias disueltas.

Las membranas utilizadas con mayor frecuencia están fabricadas con poliamidas y estructuras compuestas de película delgada. No obstante, la separación eficaz de los compuestos depende tanto de las características de la membrana como de las propiedades físicas y químicas de los elementos que se busca separar.

Por ello, en instalaciones de gran escala es necesario realizar un pretratamiento del agua que se pretende purificar, con el propósito de eliminar partículas suspendidas, materia orgánica, microorganismos y otros compuestos que podrían comprometer el funcionamiento de las membranas.

Posteriormente, se utilizan bombas de alta presión que impulsan el agua hacia módulos de membranas para obtener dos corrientes de líquido. La primera se conoce como permeado y corresponde al agua que, con una menor concentración de sales y otros compuestos, logra atravesar la membrana. La segunda, denominada salmuera, concentra las sales y otros residuos que fueron retenidos durante el proceso y que no son aptos para el consumo humano.

Cabe destacar que, en una planta desaladora, la presión ejercida sobre el agua depende de su concentración de salinidad. En el caso de la desalinización de agua de mar, las presiones pueden superar las 1,000 libras por pulgada cuadrada (PSI).

Según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA), además de utilizarse para retirar sales del agua de mar y del agua salobre, la ósmosis inversa puede remover sólidos disueltos, numerosas sustancias inorgánicas, radionúclidos y determinados compuestos orgánicos sintéticos.

Sin embargo, el organismo reconoce que los sistemas basados en esta tecnología pueden generar hasta 30% de salmuera respecto del agua que tratan, dependiendo del diseño y las condiciones de operación de cada planta.

Mucha energía, grandes residuos

Es importante no pasar por alto los altos niveles de consumo energético en diversas etapas del proceso. Las plantas industriales que utilizan ósmosis inversa para desalinizar agua de mar suelen consumir entre 2.5 y 4.0 kilovatios-hora por cada metro cúbico (kWh/m3) de agua producida. Si se consideran además procesos como el pretratamiento, el tratamiento posterior (necesario en algunos casos) y otros equipos de la planta, el consumo total puede situarse aproximadamente entre 3.5 y 4.5 kWh/m3.

Este consumo total puede disminuir por medio de sistemas de recuperación de energía, que aprovechan la presión del flujo de salmuera para reducir la electricidad requerida durante la operación.

Finalmente, la salmuera requiere un manejo especializado. Debido a su elevada concentración de sales, combinada con otros compuestos y sustancias potencialmente nocivas, estos residuos deben ser gestionados adecuadamente antes de su descarga al medioambiente para reducir posibles afectaciones.

Grupo Cox asegura que la tecnología utilizada en la planta que se instalará en territorio mexicano “destaca por su elevada eficiencia operativa, la calidad del agua producida y una menor intensidad energética en comparación con otras soluciones de desalinización”.

En su comunicado, la empresa no hace referencia a las medidas destinadas a mitigar los posibles daños ambientales derivados de la operación de la planta. Tampoco especifica los mecanismos que utilizará para garantizar un menor consumo energético. Sin embargo, la evidencia científica disponible indica que los avances en los procesos de ósmosis inversa han permitido reducir ambos impactos, lo que mantiene a esta tecnología entre las alternativas para enfrentar la escasez de agua potable que afecta a más del 25% de la población mundial.