IMPULSA
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IMPULSA 4

Desalación de agua de mar y purificación de aguas residuales

A la búsqueda de energías alternativas

Existen dos problemas fundamentales por resolver que consumen grandes esfuerzos de la comunidad científica mundial: el agua y la energía. Ante la volatilidad de los precios de los hidrocarburos, su alto índice de contaminación y la certeza de que estos bienes se agotarán en pocas décadas, los países más desarrollados invierten en estudios para hacer más rentable la utilización de fuentes renovables de energía.

El éxito en la utilización de fuentes renovables de energía depende de las condiciones ambientales y el desarrollo de nuevas tecnologías. En particular, este proyecto trabaja activamente en: geotermia, ventilas submarinas, sol, viento, corrientes marinas y mareas. En todas ellas México cuenta con un amplio potencial de explotación.

Objetivos

El proyecto se propone desarrollar investigación dirigida a abordar, de forma integral, la desalación de agua de mar por medio del uso de energías renovables. Tiene como fin convertir la investigación y la tecnología desarrolladas en opciones reales y accesibles.

Los ocho temas principales del proyecto

Formación de un grupo experto en desalación. Ante la falta inicial de expertos en el tema dentro de la UNAM, se conformó un grupo académico dedicado a estudiarlos diversos procesos conocidos de desalación, con el objetivo próximo de ser capaz de evaluarlos y recalcularlos para determinar su probable comportamiento ante el cambio de algunos parámetros. El estudió del tema se ha realizado a través de distintos acercamientos, incluidas visitas de campo a plantas desaladoras establecidas.

Generación de electricidad geotérmica para alimentar una planta desaladora. Aprovechando algunas características geológicas, geofísicas y geoquímicas presentes en la Península de Baja California, es factible perforar pozos someros (6 m) para extraer agua caliente y generar con ella electricidad por medio de una planta de ciclo binario. Un MWe sería suficiente para desalar 250 m3 de agua por hora a precios competitivos.

Desalación directa del agua de mar caliente mediante un esquema de destilación. En la costa de la Península de Baja California se ha encontrado un gran número de sitios con presencia de agua caliente.
El caso más notable es el de Los Cabos, donde se perforó un pozo exploratorio y se registró una temperatura de 85°C. Se diseña una planta desaladora térmica para el aprovechamiento de agua caliente.
Terminado el diseño teórico se construirá un modelo, para ser probado en el laboratorio, y más tarde un prototipo para su instalación en el campo.
Desalación con energía solar fotovoltaica. Se desarrolla una desaladora que habrá de operar con energía solar fotovoltaica y que deberá funcionar con diferentes cargas, según sea la disponibilidad de radiación solar. El producto final tendrá que ser comercializable mediante una transferencia de tecnología. La planta desaladora se halla en etapa de ensamblado en el Instituto de Ingeniería; la seguirá el desarrollo tecnológico, para desalar adecuadamente con la fuente variable de energía que constituye el sol. Entre los desarrollos se tienen el arranque de las bombas con esquemas de bajo consumo y el almacenamiento de energía para insolación variable.

Aprovechamiento de la energía de las mareas mediante almacenamiento. La potencia y la energía que se podrían obtener del alto Golfo de California mediante embalses de mareas se calcularon en una densidad de potencia de 15 MW/km2 y de 8.4 GWh/ año/km2 de energía. Se modeló una presa con doble embalse, uno alto y uno bajo, con el objetivo de generar energía en forma continua entre ambos embalses. En lugares cercanos a Puerto Peñasco podría disponerse de las condiciones para una presa de este tipo.

Aprovechamiento de las corrientes superficiales de mareas. Se examinaron las tecnologías existentes de generación de energía mediante el aprovechamiento de las corrientes marinas, y se llegó al final al diseño de una tecnología propia, más accesible. La turbina, denominada Impulsa, opera con álabes de impulso, y es producto del ingenio de los participantes del proyecto.
Con la energía eléctrica producto del hidrogenerador Impulsa se espera operar una desaladora de ósmosis inversa. El primer modelo a escala ya fue construido y probado con éxito, y se diseña uno mayor, adecuando los parámetros, para pruebas hidrodinámicas en un canal de arrastre.

Aprovechamiento del calor de las ventilas hidrotermales profundas. Las fallas tectónicas en el Golfo de California dejan subir grandes cantidades de calor a través del fondo del mar, lo que se traduce en “ventilas hidrotermales”, pequeños volcanes que lanzan por su cráter chorros de agua caliente. En ocasiones, las temperaturas de los surtidores exceden los 300º c. Se estudia el aprovechamiento de esta fuente de energía renovable mediante una planta profunda de ciclo binario para la generación de electricidad destinada a la desalación.

Formación de un laboratorio didáctico y de pruebas para desalación con membranas. Con propósitos didácticos, se instala en el laboratorio del proyecto una pequeña desaladora de ósmosis inversa, equipada con sensores básicos, cuya señal será transmitida por banda ancha a un receptor en la Torre de Ingeniería en Ciudad Universitaria. Alumnos de telecomunicaciones realizan las instalaciones y ponen a punto un programa de cómputo para desplegar en pantalla la planta completa, los parámetros principales y las alarmas visuales.

Entidades participantes
• Instituto de Ciencias del Mar y Limnología
• Instituto de Geofísica
• Instituto de Ingeniería
• Instituto de Investigaciónes en Materiales
• Instituto de Investigaciones Jurídicas
• Centro de Ciencias de la Atmósfera
• Centro de Investigación en Energía

Fuente de información: La Ciencia en la UNAM, a través del Subsistema de Investigación Científica, 2007.

 

 

 

 

Coordinador académico
Dr. Alcocer Martínez de Castro (II)
SalcocerM@iingen.unam.mx

Coordinador técnico
Dr. Gerardo Hiriart Le Bert (II)
GHiriartL@iingen.unam.mx

http://www.impulsa4.unam.mx


Inicio del proyecto • agosto, 2005