Diseño del centro de presión: impulsando la eficiencia y la sostenibilidad de la desalación

La tecnología de desalación se ha convertido en una solución esencial para proporcionar agua dulce a una población en continuo crecimiento y garantizar la seguridad hídrica. A medida que el cambio climático se convierte en un problema cada vez más acuciante, la demanda de tecnología de desalación ha aumentado rápidamente. 

En Israel, situado en el corazón de Oriente Medio, una zona con escasez de agua, el ingenio y la innovación para superar los retos que plantean los limitados recursos de agua dulce han estado presentes desde el nacimiento del país. Con más del 80 % del consumo doméstico de agua del país dependiente de la desalación, Israel se ha convertido en pionero en soluciones innovadoras para el agua. 

IDE ha sido un actor importante en la industria de la desalación durante más de 60 años, desarrollando varias tecnologías innovadoras para mejorar el rendimiento, la eficiencia y la fiabilidad de las desaladoras. Una de estas innovaciones, que nos ha permitido establecer un nuevo punto de referencia en cuanto al bajo coste del agua desalada, es el diseño patentado del centro de presión. Se ha implementado en varias plantas y ha funcionado con éxito durante casi dos décadas.

Diseño de centro de presión, un cambio de paradigma en la desalación

Las desaladoras tradicionales suelen basarse en configuraciones de trenes individuales para los procesos de ósmosis inversa (RO). Con la aparición de grandes proyectos de desalación, IDE desarrolló un nuevo enfoque de diseño: el centro de presión. Los sistemas de centro de presión reducen el coste del agua. El diseño del centro de presión desafía el enfoque convencional de la desalación del agua. Incluye tres componentes principales: 

Centro de bombeo: Bombas de HP grandes (alta presión) que alimentan todos los trenes de RO.

Trenes de membranas de RO: Recipientes a presión que contienen ocho elementos RO.

Sistema de recuperación de energía (ERS): Un bloque común de dispositivos ER que sirve a todos los trenes de RO.

Este diseño patentado reduce el consumo de energía mediante el uso de bombas HP de gran tamaño que funcionan con una mayor eficiencia. La disposición de los equipos en el centro de presión permite la desconexión de la bomba de HP de los trenes de RO y su asignación a centros de presión comunes. El centro de bombeo está compuesto por varias bombas de alta presión (HP) de gran tamaño, de 5 a 7 MW cada una. En lugar de una  configuración individual de tren de ósmosis inversa, el centro de presión consolida los componentes principales en un único sistema de ósmosis inversa megamodular y reúne bombas de alta presión, sistemas de recuperación de energía y membranas de ósmosis inversa en un diseño unificado e interconectado. ¿El resultado? Este diseño reduce el consumo de energía y aumenta la disponibilidad y fiabilidad del sistema.  Pero hay más ventajas…

Las múltiples ventajas del diseño del centro de presión

El diseño del centro de presión optimiza el aprovechamiento del espacio, reduciendo el espacio físico que ocupan las desaladoras. Esta eficiencia en el espacio se traduce en una menor inversión de capital y menores costes de construcción. La interconexión del diseño mejora la flexibilidad operativa y  proporciona una mejor redundancia y disponibilidad de los equipos. El diseño del centro de presión permite que la planta funcione a diferentes velocidades de producción sin sacrificar el rendimiento general de la planta. La adaptabilidad del concepto contribuye a aumentar la fiabilidad de la planta.

El consumo energético en los procesos de desalación suele constituir un importante problema medioambiental. La eficiencia energética del centro de presión contribuye directamente a reducir la huella de carbono. La integración de fuentes de energía verde, como la energía solar y una innovadora solución de vapor directo patentada por IDE, se ve respaldada principalmente por el diseño del centro de presión, que ayuda a minimizar aún más el impacto medioambiental. Este enfoque se alinea con los esfuerzos globales para la transición hacia las energías renovables y la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. La eficiencia energética del diseño se alinea con las metas de sostenibilidad al minimizar el consumo de energía.

Concepto del centro de presión de IDE

El diseño del centro de presión impulsa la eficiencia operativa 

Dos de las desaladoras más galardonadas de IDE son ejemplos paradigmáticos de la eficacia del diseño de centro de presión: Hadera, en Israel, y Carlsbad, en California (EE. UU.). 

La desaladora de Hadera, capaz de producir más de 137 millones de galones de agua potable al día, demuestra las ventajas de la flexibilidad operativa del centro de presión. Los innovadores modos de funcionamiento del diseño del centro de presión amplifican sus ganancias en eficiencia. En la planta de Hadera, estos modos permitieron desarrollar regímenes de producción diseñados estratégicamente para adaptarse a las tarifas eléctricas variables. Al variar las tasas de producción durante las horas pico y las horas valle, la planta pudo optimizar el consumo de energía. Esta operación dinámica no solo reduce los costes energéticos, sino que también demuestra cómo la tecnología avanzada puede alinearse con los objetivos económicos.

La desaladora de Carlsbad, la más grande del hemisferio occidental, destaca la capacidad del diseño para mantener un rendimiento constante de la membrana mientras se enfrenta a graves episodios de proliferación de algas que pueden interrumpir el funcionamiento de la planta y dificultar la producción. Sin embargo, la flexibilidad operativa del diseño del centro de presión ofrece una solución. Durante los periodos de proliferación de algas o cuando es necesario realizar tareas de mantenimiento, el diseño permite a los operadores de la planta ajustar los índices de producción sin comprometer la calidad ni la cantidad del agua. Esta adaptabilidad es esencial para satisfacer la demanda de agua en diversas circunstancias.

Cuando la eficiencia financiera y la sostenibilidad van de la mano

En la búsqueda de soluciones sostenibles para el agua, el diseño del centro de presión representa un paso adelante transformador. Gracias a su eficiencia espacial, flexibilidad operativa y beneficios medioambientales, este enfoque de diseño aborda tanto la escasez de agua y su coste como las preocupaciones medioambientales. Mientras seguimos lidiando con la creciente demanda de agua y el cambio climático, el diseño del centro de presión ejemplifica el potencial de la innovación para resolver estos apremiantes retos globales con una solución rentable, fiable y sostenible.