Desalinización geotérmica

La desalinización geotérmica se refiere al proceso de utilizar energía geotérmica para impulsar el proceso de conversión de agua salada en agua dulce. El proceso se considera económicamente eficiente y, si bien el impacto ambiental general es incierto, tiene el potencial de ser más respetuoso con el medio ambiente en comparación con las opciones de desalinización convencionales. Las plantas de desalinización geotérmica ya han tenido éxito en varias regiones, y existe la posibilidad de un mayor desarrollo para permitir que el proceso se utilice en un mayor número de regiones con escasez de agua.

Explicación del proceso

La desalinización es el proceso de eliminación de minerales del agua de mar para convertirla en agua dulce. La desalinización se divide en dos categorías en términos de procesos: procesos impulsados por energía térmica y procesos impulsados por energía mecánica. La desalinización geotérmica utiliza la energía geotérmica como fuente de energía térmica para impulsar el proceso de desalinización.

Hay dos tipos de desalinización geotérmica: directa e indirecta. La desalinización geotérmica directa calienta el agua de mar hasta que hierve en un evaporador y luego se transfiere a un condensador. Por el contrario, la desalinización geotérmica indirecta convierte la energía geotérmica en electricidad que luego se utiliza para la desalinización por membrana. Si la energía geotérmica se usa indirectamente, se puede usar para generar energía para el proceso de desalinización del agua, así como el exceso de electricidad que se puede usar para los consumidores. De manera similar, si la energía geotérmica se usa directamente, el exceso de energía geotérmica se puede usar para impulsar procesos de calefacción y refrigeración.

Aplicaciones

Actual

Uno de los usos de la desalinización geotérmica es producir agua dulce para la agricultura. Un ejemplo de aplicaciones agrícolas de la energía geotérmica es el campo geotérmico Balcova-Naridere (BNGF) en Turquía. Sin embargo, se han encontrado arsénico y boro, dos elementos potencialmente tóxicos, en el agua geotérmica utilizada para generar electricidad. Desde la construcción de la planta desalinizadora geotérmica en esta región, estos elementos tóxicos han contaminado los pozos de agua dulce, inutilizando esta agua para la agricultura. Debido al aumento de la contaminación en el entorno circundante, este proyecto no se considera un éxito.

Otro uso de la desalinización geotérmica es la producción de agua potable, como lo demuestra el Proyecto de la isla de Milos en Grecia, que se basó completamente en la energía geotérmica para producir agua desalinizada. Esta planta se construyó porque la energía geotérmica está fácilmente disponible en esta región, ya que la isla de Milos se encuentra en una región volcánica, lo que hace que el uso de la energía geotérmica sea una forma viable de impulsar la desalinización de agua salada. La planta de Milos Island utiliza una combinación de desalinización directa e indirecta. A diferencia del proyecto BNGF, este se considera un éxito ya que produjo agua potable sin contaminar el medio ambiente a un bajo costo utilizando únicamente energía geotérmica.

Potencial futuro

La investigación indica que la desalinización geotérmica se puede implementar en algunas regiones con escasez de agua, ya que es una solución de costo relativamente bajo para aumentar el agua dulce disponible. En particular, dos regiones que tienen amplios recursos geotérmicos y están experimentando escasez de agua son California y Arabia Saudita. Debido a que estas regiones ya cuentan con plantas de desalinización existentes, la implementación de plantas de desalinización geotérmicas sería relativamente fácil.

Además, a medida que mejore la tecnología para producir energía geotérmica, la desalinización geotérmica será posible en más regiones. Las tecnologías que se están desarrollando actualmente permitirán que el agua geotérmica utilizada para producir energía sea el agua que se desalinice. Esto permitirá que las regiones que no están cerca de un océano realicen la desalinización geotérmica, lo que ampliará ampliamente el potencial de las regiones para realizar la desalinización geotérmica.

Varios tipos de desalinización renovable

Impactos ambientales

Gran parte del impacto ambiental en el proceso de desalinización geotérmica proviene del uso de la energía geotérmica, no del proceso de desalinización en sí. La desalinización geotérmica tiene ventajas y desventajas ambientales. Un beneficio es que la energía geotérmica es un recurso renovable y emite menos gases de efecto invernadero que las fuentes de energía no renovables. Otro beneficio para el medio ambiente es que la energía geotérmica tiene una huella de tierra más pequeña en comparación con la energía eólica o solar. Más específicamente, se ha estimado que el uso de la tierra requerido para el sitio de desalinización geotérmica es de 1,2 a 2,7 terametros cuadrados por cada megavatio de energía producida.

Un inconveniente ambiental se debe a que la desalinización geotérmica es un proceso que consume mucha energía; el consumo energético oscila entre unos 4 y 27 kWh por metro cuadrado de planta desalinizadora. Además, a algunos investigadores les preocupa que debido a la falta de regulación sobre las emisiones de dióxido de carbono (CO2) de las plantas geotérmicas, particularmente en los Estados Unidos, existen emisiones significativas de CO2 perjudiciales de estas plantas que no se están midiendo. Se ha descubierto que la energía geotérmica filtra elementos tóxicos como mercurio, boro y arsénico al medio ambiente, lo que significa que las plantas de desalinización geotérmicas son un peligro potencial para la salud del entorno que las rodea. Sin embargo, en última instancia, las consecuencias ambientales a largo plazo de las plantas desalinizadoras de energía geotérmica aún no están claras.

Factores económicos

La energía geotérmica no depende de los ciclos diurnos o nocturnos ni de las condiciones climáticas, lo que significa que tiene un factor de alta capacidad, que es una medida de la frecuencia con la que una planta funciona a máxima potencia. Esto proporciona un suministro de energía estable y fiable. Esto también significa que las plantas de desalinización geotérmicas pueden operar en cualquier condición climática en cualquier momento del día. En términos de capacidad, Estados Unidos, Indonesia, Filipinas, Turquía, Nueva Zelanda y México representaron el 75 % de la capacidad global de energía geotérmica. Sería lo más factible económicamente realizar desalinización geotérmica en estos países debido a su capacidad de energía geotérmica.

Específicamente para la desalinización por membrana, el uso de energía geotérmica reduce el costo en comparación con el uso de otras fuentes de energía. Esto se debe a que la energía geotérmica se produce tradicionalmente a un costo competitivo en comparación con otras fuentes de energía, incluidos los combustibles fósiles; un estudio de 2011 estima que el costo es de $0.10/kWh. Específicamente, el Departamento de Energía de los Estados Unidos ha estimado que la desalinización geotérmica puede producir agua desalinizada a un costo de $1.50 por metro cúbico de agua desalinizada.

Historia

Los orígenes exactos de la desalinización geotérmica no están claros; sin embargo, algunos trabajos iniciales se atribuyen a Leon Awerbuch, un científico que trabaja en Research & Desarrollo en el Grupo Bechtel en ese momento, quien propuso el proceso de uso de energía geotérmica para la desalinización del agua en 1972. En 1994, Caldor-Marseille construyó un prototipo que usaba energía geotérmica para impulsar la desalinización. Este prototipo era capaz de producir unos pocos metros cúbicos de agua desalada al día. En 1995, se construyó una planta prototipo de desalinización geotérmica en Túnez, que es uno de los primeros casos documentados de una planta de desalinización geotérmica. Su capacidad era de tres metros cúbicos de agua por día, lo que podía suplir las necesidades de las comunidades aledañas. El costo del agua se estimó en $1.20 por metro cúbico.