Como una contribución al cuidado de “nuestra casa común”, en consonancia con los objetivos de desarrollo sostenible relativos al agua y la energía, que buscan reducir la emisión de gases de efecto invernadero y el requerimiento excesivo de energía, incluyendo la energía convencional y la derivada de energías verdes o alternativas, a continuación se revisarán los avances tecnológicos que están ocurriendo en el proceso de desalinización de agua en el ámbito internacional. Partiendo de la técnica de ósmosis inversa, se presentan algunos aspectos del panorama futuro en cuanto al desarrollo de las membranas y las nuevas tecnologías hacia el uso sostenible y obtención de la energía. Se plantea la eficiencia de los paneles solares fotovoltaicos en su relación con la temperatura. Se revisaron los avances de algunos dispositivos y materiales para captación, concentración y transformación de la radiación solar. Con información sobre la capacidad de obtención de agua desalinizada de algunas de las plantas más grandes en el mundo y la energía que se requiere en todo el proceso, se presenta la evolución y metas en el corto, mediano y largo plazo, expresadas en unidades de energía necesaria por unidad de volumen desalinizado, lo que se relaciona con un proyecto en proceso en el noroeste de México. Esta revisión pretende promover el desarrollo de estas tecnologías y su aplicación en el proceso de desalinización de agua en México.

Actualmente, existe una preocupación creciente debido al fenómeno de sequía, cuya intensidad y consecuencias se están incrementando en los últimos años, especialmente en 2022. La prolongada ausencia de lluvias y las altas temperaturas han forzado a varias comunidades autónomas en España a implantar restricciones en el consumo de agua, debido a que los embalses españoles se sitúan un 20% por debajo de la media en los últimos 10 años. Las islas Canarias se encaminan hacia su quinta sequía del siglo, teniendo actualmente una predicción del balance hídrico negativo para los próximos dos años, según la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET). Para hacer frente a la actual escasez de agua, las desaladoras de agua de mar se encuentran como la principal alternativa ante esta situación, produciendo alrededor de 5.000.000 m3 al día en España según la Asociación Española de Desalación y Reutilización (AEDYR). El objetivo del presente Trabajo Fin de Grado es diseñar una planta desaladora de agua de mar por ósmosis inversa localizada en la isla de La Palma. Dicha planta cuenta con dos líneas de producción con una conversión del 45% cada una, capaz de producir entre ambas 16.000 m3 de agua potable, que abastecerán a los municipios de Los Llanos de Aridane y Tazacorte, con una población total de 25.206 habitantes. Con el funcionamiento de una sola línea se abastecerá a los municipios en temporada baja, mientras que, en temporada alta, las dos líneas estarán activas. El agua potable producida en la planta deberá cumplir estrictamente las exigencias del Real Decreto 140/2003, de 7 de febrero, por el que se establecen los criterios de calidad del agua para consumo humano. El sistema de captación de agua de mar constará de 8 pozos verticales (+2 de reserva), con una bomba sumergible en cada uno que impulsará el agua de mar hasta el depósito intermedio. El pretratamiento físico consta de una filtración mediante filtros de arena, donde se instalarán 6 filtros (+2 de reserva) del fabricante POLTANK. Se procede a realizar una segunda filtración de seguridad para proteger las membranas de ósmosis inversa, instalando 10 filtros de cartuchos del fabricante HARMSCO con 200 cartuchos en el interior de cada uno. El pretratamiento químico consta de la adición de Hipoclorito Sódico, Ácido Sulfúrico, Cloruro Férrico, Bisulfito Sódico y un antiincrustante, que serán almacenados en depósitos de PRFV proporcionados por la empresa AIQSA. La unidad de ósmosis inversa trabaja con una conversión del 45% y está compuesta por 42 tubos de presión BEL-8-S-1200-RO y 294 membranas SWC4 MAX por cada línea de producción, ambos del fabricante HYDRANAUTICS. La bomba de alta presión trabaja a una presión de diseño de 69,8 bar, superando la presión osmótica del agua de alimentación. Se instalarán dos bombas de alta presión en la planta, una para cada línea de producción, cuyo fabricante es SULZER. Se diseña un sistema de limpieza para las membranas de ósmosis inversa, donde se dosificará un limpiador ácido “Genesol 37” y, posteriormente, el agua será filtrada por cuatro filtros de cartuchos, del fabricante HARMSCO. El agua para el lavado químico será impulsada por una bomba de la marca SULZER. El sistema de recuperación de energía está formado por 12 intercambiadores de presión PX-Q300 del fabricante HYDRANAUTICS, junto con una bomba Booster SULZER. Se recuperará un 79,9% de la energía empleada en el proceso. El agua producto se somete a un postratamiento que consiste en una dosificación de CO2 y su posterior paso por unos lechos de calcita, con flujo ascendente y una altura constante de 3 metros. Se instalarán 4 lechos de calcita para la totalidad de la planta. A continuación, se realizará una dosificación de Hipoclorito Sódico que actúa como desinfectante. Finalmente, una vez el agua producto cumple con los requisitos establecidos por la legislación vigente, es impulsada por una bomba trasvase, del fabricante SULZER, hasta el depósito de abastecimiento de los municipios.

"El hombre desde hace miles de anos ha usado el recurso hídrico para satisfacer sus necesidades; hoy en día a consecuencia de diversos factores como la sobrepoblación, malos procesos industriales, agrícolas y urbanos, este valioso recurso se ha visto fuertemente afectado en cuanto a cantidad y calidad. El tratamiento de agua es una opción viable de suma importancia en todo el mundo, por la necesidad en ascenso debido a las cantidades de agua limitada para su uso directo. La Osmosis Inversa, es sin duda una de las tecnologías que ha estado vigente por mas de medio siglo y que diversos autores siguen hablando de ella gracias a sus multiples ventajas como: fiabilidad en el proceso de tratamiento, ahorro de energía, son fáciles de diseñar y operar, ocupan menor espacio, tienen bajos requerimientos de mantenimiento, entre otros. Este trabajo de investigación habla sobre el proyecto real del diseño de una planta desmineralizadora de agua salobre en Industrias Penoles, en el que se aborda toda la literatura con riguroso apego cientifico y criterios de diseño al que fue sometido para garantizar que la planta sea capaz de rechazar gran cantidad de minerales para su recuperación y producir agua desmineralizada con bajo contenido de SDT para su reúso"

Conocidas las distintas operaciones que se realizan en una planta de ósmosis inversa, se deben identificar los peligros a los que pueden estar expuestos los trabajadores en el desarrollo de estas operaciones. Una vez identificados se procederá a la evaluación de los mismos y la propuesta de las medidas preventivas que en base a la evaluación se consideren más apropiadas. Esta exposición se ha centrado en la identificación como primer pasado en la evaluación de riesgos laborales.

Resumen Como una contribución al cuidado de “nuestra casa común”, en consonancia con los objetivos de desarrollo sostenible relativos al agua y la energía, que buscan reducir la emisión de gases de efecto invernadero y el requerimiento excesivo de energía, incluyendo la energía convencional y la derivada de energías verdes o alternativas, a continuación se revisarán los avances tecnológicos que están ocurriendo en el proceso de desalinización de agua en el ámbito internacional. Partiendo de la técnica de ósmosis inversa, se presentan algunos aspectos del panorama futuro en cuanto al desarrollo de las membranas y las nuevas tecnologías hacia el uso sostenible y obtención de la energía. Se plantea la eficiencia de los paneles solares fotovoltaicos en su relación con la temperatura. Se revisaron los avances de algunos dispositivos y materiales para captación, concentración y transformación de la radiación solar. Con información sobre la capacidad de obtención de agua desalinizada de algunas de las plantas más grandes en el mundo y la energía que se requiere en todo el proceso, se presenta la evolución y metas en el corto, mediano y largo plazo, expresadas en unidades de energía necesaria por unidad de volumen desalinizado, lo que se relaciona con un proyecto en proceso en el noroeste de México. Esta revisión pretende promover el desarrollo de estas tecnologías y su aplicación en el proceso de desalinización de agua en México. | Abstract As a contribution to the care of "our common home", in line with the sustainable development objectives related to water and energy, which seek to reduce the emission of greenhouse gases and the excessive requirement of energy, including both the conventional and green or alternative energy, we revised technological improvements occurring in water desalination process at international levels. Starting from the reverse osmosis technique, some aspects of future scenarios are presented regarding to the development of membranes and new technologies to obtain and use sustainable energy. We present the efficiency of photovoltaic solar panels and their relationship with temperature. We also revised the progress of some devices and materials for capture, concentration and transformation of solar radiation. Based on the information gathered regarding the capacity of fresh water production and the energy required in the whole process of some of the largest plants in the world we present the evolution as well as the short, medium and long term goals, expressed in terms of energy requirements by unit of desalinated water volume, which is related to an ongoing project in the Northwest of Mexico. This review aims to promote the development of these technologies and their application in the water desalination process in Mexico.

El objetivo de este proyecto es ofrecer una visión general del proceso de ósmosis inversa, estudiando tanto los elementos físicos que intervienen como los cálculos necesarios para el diseño. Posteriormente, se analizarán los resultados obtenidos en un programa de simulación, y realizaremos comparaciones cualitativas entre las distintas membranas que se utilizan en el proceso y cómo varían los resultados dependiendo de los parámetros de operación. Por último, se estudiarán algunos diseños que se han ido usando en los últimos años, y se propondrá un diseño alternativo que optimice el proceso, en el que se calcularán cuantitativamente los resultados.

La planta osmosis inversa genera como parte de su proceso agua residual con alto contenido de sales, comúnmente a esta corriente se le denomina rechazo o concentrado; en la mayoría de los casos estos se descargan a la red de alcantarillado. La electrocoagulación es una técnica que se viene investigando para tratar aguas residuales industriales, domésticas y urbanas. Este proceso está dotado de una fuente de poder y de varios electrodos cuya finalidad es aportar iones desestabilizadores de partículas coloidales que remplazan las funciones de un coagulante como tratamiento convencional. La investigación tiene como objetivo la evaluación de los parámetros de las variables de operación de un equipo de electrocoagulación con respecto a la reducción de la dureza total procedente del agua residual de Osmosis Inversa. Para su evaluación se construyó un equipo de electrocoagulación con electrodos paralelepípedos de magnesio y acero inoxidable en forma de zigzag y se evaluó las variables de operación como: potencial eléctrico, flujo volumétrico y volumen tratado del agua residual. En esta investigación se consideró las variables flujo de 100 mL/s. y 150 mL/s., potencial eléctrico de 4V y 7.4 V y Volumen de 1000 mL y 3000 mL. Los parámetros más adecuados obtenidos de acuerdo a las variables de operación fueron los siguientes: flujo (150 mL/s.), potencial eléctrico (7.4 V) y volumen (3000mL); donde se obtuvieron una mayor remoción de la dureza total, alcanzando un porcentaje de reducción de 24.61%.; donde la dureza total promedio se redujo de 534.355 a 427.70 (mgCaCo3), cuyo valor se encuentra por debajo de los Límites Máximos Permisibles (LMP) establecidos en el D.S. N°031-2010 SA. | The reverse osmosis plant generates as part of its process waste water with a high content of salts, commonly this stream is called reject or concentrate; in most cases these are discharged into the sewer network. Electrocoagulation is a technique that has been investigated to treat industrial, domestic and urban wastewater. This process is equipped with a power source and several electrodes whose purpose is to provide destabilizing ions of colloidal particles that replace the functions of a coagulant as a conventional treatment. The present research aims to evaluate the parameters of the operating variables of an electrocoagulation equipment with respect to the reduction of the total hardness from the Reverse Osmosis wastewater. For its evaluation, an electrocoagulation equipment was built with parallelepipedic magnesium and stainless steel electrodes in a zigzag shape and the operating variables such as: electric potential, volumetric flow and treated volume of waste water were evaluated. In this investigation, the variables flow of 100 mL / s were considered. and 150 mL / s., electric potential of 4V and 7.4 V and Volume of 1000 mL and 3000 mL. The most suitable parameters obtained according to the operation variables were the following: flow (150 mL / s.), Electric potential (7.4 V) and volume (3000mL); where a greater removal of the total hardness was obtained, reaching a reduction percentage of 24.61%; where the average total hardness was reduced from 534.355 (mgCaCo3) to 427.70 (mgCaCo3), whose value is below the Maximum Allowable Limits (LMP) established in the S.D. N ° 031-2010 SA.

In this work, the performances of novel nano-filtration (NF) and low-pressure reverse osmosis (RO) polymeric membranes were examined with the aim of recovering the iron used as catalyst in former secondary treatment based on the Fenton-like advanced oxidation of olive mill wastewater (OMW). Results highlight that both membranes exhibit a good performance towards the rejection of iron (99.1% for the NF membrane vs. 100% for the low-pressure RO membrane) in the secondary-treated OMW effluent, thus permitting the recovery of iron in the concentrate stream in order to recycle it back into the oxidation reactor to reduce catalyst consumption. Finally, the permeate streams could be re-used for irrigation. Major productivity was observed by the selected NF membrane, about 47.4 L/hm2 upon 9 bar, whereas 30.9 L/hm2 could be yielded with the RO membrane under an operating pressure of 8 bar. Moreover, a sensibly lower fouling index was measured on the NF membrane (0.0072 in contrast with 0.065), which ensures major steady-state performance on this membrane and a longer service lifetime. This also results in lower required membrane area and membrane plant over dimension (4 modules in case of RO operation whereas only 2 modules for NF). | En este trabajo, se examinó el rendimiento de membranas modernas de nanofiltración (NF) y ósmosis inversa (OI) poliméricas con el objetivo de recuperar el hierro utilizado como catalizador en un tratamiento secundario previo de agua residual oleícola (OMW) basado en oxidación avanzada tipo Fenton. Los resultados ponen de relieven que ambas membranas exhiben buen rendimiento en cuanto al rechazo de hierro (99.1 % para la membrana de NF vs. 100 % para la membrana de OI de bajas presiones) en el efluente oleícola tras tratamiento secundario, permitiendo en consecuencia la recuperación de hierro en la corriente de concentrado para su recirculación de nuevo al reactor de oxidación para reducir el consumo de catalizador. Finalmente, las corrientes de permeado podrían ser reutilizadas para riego. Por otro lado, la productividad asegurada por la membrana de NF seleccionada fue mayor, en torno a 47.4 L/hm2 a 9 bar, mientras que 30.9 L/hm2 pudieron ser producidos por la membrana de OI bajo una presión operativa de 8 bar. Además, un índice de fouling sensiblemente menor fue medido en la membrana de NF (0.0072 en contraste con 0.065), lo que asegura mayor rendimiento en estado estacionario para esta membrana, y mayor vida de servicio. Además, ello también resultó en una menor área de membrana y sobredimensionamiento de la planta requeridas (4 módulos en caso de OI mientras que sólo para NF).