Diseño de una estación desaladora de agua de mar (EDAM) para la producción de agua potable en el Valle del Güimar

Abstract

El objetivo del presente proyecto es el diseño de una Estación Desaladora de Agua de Mar (EDAM) que emplea la tecnología de Ósmosis Inversa (OI) para producir agua destinada a consumo humano. La planta diseñada abastecerá de agua potable a la zona costera de la comarca del Valle de Güímar, al sureste de la Isla de Tenerife, formada por los municipios de Arafo, Candelaria y Güímar. La instalación se localizará en el Polígono Industrial del Valle de Güímar, en los terrenos pertenecientes al término municipal de Arafo. La capacidad de la instalación es de 14.000 m³ de agua desalada al día, obtenidos a partir de dos líneas de producción de 7.000 m³/día en una etapa de único paso. La conversión alcanzada por el sistema de OI es del 45%. En el proceso se emplean membranas semipermeables de poliamida del tipo arrollamiento en espiral. A la hora de diseñar la instalación, se tendrá en cuenta una futura ampliación de la planta hasta los 21.000 m³/día mediante la adición de una nueva línea de producción de igual capacidad que las anteriores. El agua de aporte será obtenida mediante pozos playeros y tendrá una salinidad media de 39.000 ppm de TDS. El sistema de captación estará formado por un total de doce pozos. Ocho de ellos, más uno de reserva, entrarán en funcionamiento en esta primera fase de producción (14.000 m³/día). Dichas bombas conducirán el agua hasta un depósito intermedio de hormigón armado de 6.250 m³. El pretratamiento físico constará de dos filtros horizontales de arena de la marca POLTANK, uno por cada línea de producción, conectados en paralelo y diseñados especialmente para su aplicación en desalación de agua de mar. Se instalará un tercer equipo de reserva que entrará en funcionamiento durante el proceso de lavado de cada filtro, manteniéndose de esta forma constante la producción diaria de la planta. Antes de la entrada del agua de alimentación a los bastidores de OI se realizará una filtración de afino o de seguridad, con un grado de filtración nominal de 5 μm. Para ello se instalarán dos filtros de la marca FLUYTEC, uno por cada línea de producción, que alojarán en su interior 240 cartuchos filtrantes de hilo bobinado de polipropileno, con una longitud de 1.250 mm. El pretratamiento químico constará de: adición de Hipoclorito Sódico (NaClO) como desinfectante, adición de Ácido Sulfúrico (H2SO4) para la regulación del pH, adición de Cloruro Férrico (FCl3) como coagulante, adición de Bisulfito sódico (NaHSO3) como reductor y la adición del producto Genesys SW como antiincrustante. Todos los reactivos químicos serán almacenados en depósitos comercializados por el fabricante AIQSA y se dosificarán con bombas de membranas de la marca LEWA. Para una distribución homogénea de los mismos se emplearán mezcladores estáticos. Cada línea de producción estará compuesta por un bastidor de estructura metálica construido para albergar 75 tubos de presión de 7 elementos. El bastidor estará distribuido en 10 filas y 8 columnas, quedando libres 5 huecos. Por tanto, cada línea contará con 525 membranas, lo que suma un total de 1.050 elementos. Los tubos de presión son de la firma BEL. Las membranas seleccionadas son de la firma HYDRANAUTICS con un área activa de 40,8 m² y un porcentaje de rechazo de sales entre 99,7 y 99,8%. El agua de rechazo de los módulos de ósmosis inversa es aprovechada por un Sistema de Intercambio de Presión (SIP) que suministrará parte de la energía necesaria a la línea de alta presión. Cada módulo estará formado por 6 intercambiadores de cámara rotativa PX-Q300 del fabricante ERI. Cada línea de producción contará con una bomba de alta presión de cuerpo segmentado y una bomba Booster para la recirculación del rechazo proveniente de los intercambiadores de presión. La instalación dispondrá del equipamiento necesario para el lavado químico de las membranas, formado por un depósito de PRFV de 30 m³ y una bomba centrífuga de cámara partida. En la línea de lavado, antes de la entrada a los bastidores, se instalará un filtro de cartucho del fabricante FLUYTEC con 180 cartuchos de las mismas características que los empleados en el pretratamiento. También se diseña un depósito de equilibrio osmótico que realizará funciones de desplazamiento ante paradas imprevistas de la instalación. Dicho depósito será de PRFV y tendrá una capacidad de 60 m³. El agua producto deberá poseer las características exigidas en el RD 140/2003, de 7 de febrero, por el que se establecen los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano. Para ello el agua permeada será remineralizada mediante la dosificación en línea de CO2 y su posterior paso por una serie de lechos de calcita de flujo ascendente y altura constante. Los lechos están alojados en cuatro celdas rectangulares de hormigón armado de 18 m² cada uno, estando sólo tres de ellos en funcionamiento en esta primera etapa. Previo a su distribución, el agua será tratada con un desinfectante (NaClO). El agua producto se almacenará en un tanque de 2.000 m³ y desde allí será enviada al depósito de cabecera del Polígono Industrial para ser distribuido por gravedad hasta el depósito de Las Caletillas (Candelaria) y de El Puertito (Güímar). Una vez cubiertas las demandas de los núcleos costeros, el agua sobrante podrá ser impulsada desde el depósito de cabecera hasta el Canal Güímar-Santa Cruz para el abastecimiento de las zonas de medianías. La salmuera será vertida al mar a través de un emisario submarino, garantizando las condiciones para la correcta dilución del vertido con el fin de evitar la afección del entorno marino. La inversión a realizar para la puesta en marcha de la EDAM es de 4.249.661,85 € €/año. El precio de venta establecido es de 0,716 €/m³ de agua desalada y la producción anual de la planta de 4.970.000 m³/año, lo que origina unos ingresos anuales de 3.558.520 €. Los gastos ascienden a 2.944.914,31 €/año, obteniéndose una ganancia neta de 338.163,41 €/año.