Soluciones sostenibles para la eliminación de salmuera: rediseño del proyecto de desalación de Hadera

A medida que la demanda de agua dulce se intensifica a nivel mundial, la desalación se ha convertido en una tecnología esencial para hacer frente a la escasez de agua. Sin embargo, la eliminación de la salmuera, el subproducto salino concentrado de la desalación, plantea un importante reto medioambiental. La desaladora de Hadera, en Israel, una parte fundamental de la infraestructura hídrica del país, se enfrentó recientemente a retos relacionados con el vertido de salmuera. IDE Technologies recibió el encargo de rediseñar el sistema difusor de salmuera para mejorar su rendimiento medioambiental. Este blog explora la innovadora solución IDE implementada para superar estos retos, lo que ha dado como resultado una mejor dispersión de la salmuera, un menor impacto medioambiental y una mayor eficiencia operativa.

Antecedentes: la desaladora de Hadera y los nuevos retos.

Desde su creación en 2009, la desaladora de Hadera ha sido una pieza fundamental del suministro de agua de Israel, con una producción anual de 137 millones de metros cúbicos de agua potable. Situada junto a la central eléctrica de Orot Rabin, la desaladora inicialmente mezclaba su salmuera con el agua de refrigeración de la central eléctrica antes de verterla al mar Mediterráneo. Sin embargo, la transición de la central eléctrica del carbón al gas natural requirió un cambio en el sistema de eliminación de salmuera de la desaladora.

En 2020, H2ID y la Administración de Desalación de Agua de Israel (WDA) acordaron una solución que incluía un túnel marítimo y un nuevo sistema difusor de salmuera para garantizar el cumplimiento de la normativa medioambiental. El diseño del difusor de salmuera de la planta fue desarrollado inicialmente por una empresa de ingeniería internacional, pero tras revisarlo, IDE identificó importantes deficiencias y desventajas en el diseño. Esto motivó un esfuerzo de rediseño a finales de 2023, incorporando las capacidades avanzadas de simulación del IDE para optimizar la dispersión de la salmuera.

Aprovechamiento de la simulación interna para la optimización del difusor de salmuera.

Por lo general, el modelado de la dispersión de salmuera se subcontrata a consultores externos, lo que a menudo provoca retrasos o desajustes en el diseño final. Para mitigar estos riesgos, IDE Technologies tomó la decisión estratégica de desarrollar capacidades internas de dinámica de fluidos computacional (CFD). Esta inversión, liderada por el Dr. Eyal Price, director del equipo de ingeniería hidráulica de IDE, permitió a la empresa integrar directamente los resultados de la simulación en el proceso de diseño y repetir rápidamente las soluciones.

Mediante el uso de modelos CFD, IDE creó modelos 3D detallados del difusor de salmuera y el entorno marino circundante. Esto permitió al equipo visualizar la dispersión de la salmuera, optimizar la configuración de las boquillas y evaluar el impacto de variables como la densidad de la salmuera, la temperatura y las corrientes marinas. El modelado CFD demostró ser un elemento revolucionario para comprender las interacciones entre múltiples columnas de humo y la dinámica específica del emplazamiento, lo que condujo a un diseño de difusor más fiable y respetuoso con el medio ambiente.

Mejoras clave en el diseño revisado del difusor

Orientación de la boquilla: Una de las mejoras clave en el diseño revisado fue el ajuste de la orientación de las boquillas. El diseño original presentaba el riesgo de que los chorros se fusionaran, lo que podría provocar una mezcla ineficaz de la salmuera. La nueva configuración garantiza que las boquillas se orienten de manera que se evite este riesgo, maximizando la eficacia de la dilución.

Estructura difusora acortada: La longitud del difusor se redujo de 60 metros a 18 metros, lo que disminuyó significativamente la huella de la construcción marina. Esto minimiza los requisitos de excavación y relleno, lo que reduce la alteración medioambiental del lecho marino y limita el plazo de construcción.

Optimización hidráulica: El modelado CFD confirmó que el diseño revisado cumple con los niveles máximos de agua permitidos en el pozo de salmuera, incluso en los caudales máximos. Esto garantiza que la instalación funcione sin riesgo de inundaciones, lo que podría comprometer la infraestructura y las operaciones en tierra.

Beneficios medioambientales y eficiencia operativa

El diseño revisado del difusor de salmuera ha aportado varias ventajas clave, entre las que se incluyen:

Beneficios medioambientales:

• Reducción del impacto de la salinidad: El nuevo difusor logra un menor impacto de salinidad en el lecho marino, con un exceso de salinidad reducido a solo el 7,1 % en comparación con el 9,8 % del diseño original. Esta mejora garantiza el cumplimiento de la normativa medioambiental y minimiza el riesgo ecológico.

• Menor impacto en la construcción: La estructura difusora acortada ha reducido el impacto medioambiental del proceso de construcción en aproximadamente 20 000 m³, lo que ha logrado una reducción a la mitad de la alteración medioambiental del lecho marino y ha acortado el plazo de construcción.

Beneficios contractuales:

• Reducción del riesgo relacionado con el calendario: menos trabajos marítimos significa menos retrasos relacionados con las condiciones meteorológicas y mayor disponibilidad de equipos de construcción.
• Cumplimiento normativo: el diseño cumple plenamente los requisitos contractuales en cuanto al nivel máximo de agua y el rendimiento medioambiental.

Lecciones aprendidas: la importancia de la simulación en las primeras etapas

El proyecto Hadera destaca la importancia de integrar el modelado CFD y la simulación de la dispersión de salmuera en las primeras fases del proceso de diseño con el fin de identificar los riesgos potenciales, mitigar los retos de diseño antes de la construcción y garantizar el cumplimiento de las normas reglamentarias y medioambientales.

Un enfoque proactivo ayudó a IDE a ofrecer una solución fiable y respetuosa con el medio ambiente, respetando al mismo tiempo los ajustados plazos y las restricciones presupuestarias del proyecto.

El proyecto Hadera sirve de ejemplo para futuros proyectos de desalación, ya que demuestra que la simulación en fases iniciales y la experiencia interna pueden dar lugar a diseños más eficientes, rentables y respetuosos con el medio ambiente.

Conclusión: Establecimiento de un nuevo estándar para la desalación sostenible.

El innovador rediseño del difusor de salmuera realizado por IDE Technologies en la desaladora de Hadera establece un nuevo punto de referencia para las infraestructuras de desalinización sostenible. Mediante la integración de herramientas de simulación avanzadas, IDE ha optimizado con éxito el proceso de eliminación de salmuera. A medida que las desaladoras siguen creciendo en escala en todo el mundo, las lecciones aprendidas en Hadera desempeñarán un papel clave en la configuración del futuro de las soluciones de tratamiento de agua respetuosas con el medio ambiente.