• La aplicación del mix de energías renovables a las desaladoras operativas en el Mediterráneo se amortizaría en seis años

• La sustitución de energía fósil evitaría anualmente la emisión de  510 millones de toneladas de CO²

Inmaculada G. Mardones.  Con una capacidad de desalación que coloca a España en el quinto país del mundo, el proceso de convertir agua marina o salobre en el litoral Mediterráneo español, no ha conseguido a fecha de hoy la pretensión que inspiró el programa ACUA; el plan alternativo del primer gobierno de Zapatero al suspender el trasvase del río Ebro al litoral Mediterráneo y sustituirlo por desaladoras.

Ninguna de las 16 grandes plantas desde Castellón hasta el Estrecho están dotadas de energía renovable de apoyo para su funcionamiento.  Se trata de grandes instalaciones (excluida la de Abrera en el Llobregat que abastece al área metropolitana de Barcelona) con una capacidad de desalar 344,68 hectómetros cúbicos anuales con una inversión promedio de 68,7 millones de euros cada una. Sus costes energéticos para su funcionamiento representan el 52%  y un 36%  de los costes totales, aunque ninguna haya llegado a funcionar por encima del 50% de su capacidad media a lo largo del año. La desalación sale muy cara.

La mayoría de los agricultores de cultivos necesitados de agua no salobre en el litoral Mediterráneo apenas usan ese agua desalada porque, según afirman, su precio les resulta excesivamente elevado. En bastantes casos recurren a montar mini desaladoras clandestinas para salir del paso, sin acompañarlas de sistemas de tratamiento para la sal muera que generan como subproducto y acaba vertida sin control a espacios colindantes.

Con este escenario, la ingeniera industrial por la universidad Carlos III de Madrid,  Elisabet Palomo (Madrid, 1976) muy interesada por las energías renovables planteó a la Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED) realizar una tesis doctoral, enfocada a resolver el enigma de cómo aplicar energías renovables al funcionamiento de estas costosas instalaciones, de manera que el agua desalada producida redujera notablemente sus costes. Sobre todo para su uso en regadíos.

Tesis doctoral

Aunque trabaja en una multinacional de productos para la construcción y energías renovables,  Palomo lleva desde 2017 dedicando sus horas libres a la tesis que espera concluir el próximo año. “Siempre me han gustado las energías renovables y la geotermia en concreto me parecía sorprendente y muy desconocida en España. Vi que  la UNED ofertaba una línea de investigación sobre energías renovables, hablé con ellos, les comenté que quería hacer mi tesis sobre geotermia y me dijeron que adelante”.

La apoyan en este trabajo (“no dejes de mencionarlos”, ruega) los profesores Antonio Colmenar-Santos, Francisco Mur-Pérez y Enrique Rosales-Asensio, con los que ha publicado ya dos artículos. El primero  Measures to remove geothermal energy barriers in the European Union sobre las barreras que impiden el desarrollo de la geotermia en Europa; un tercero sobre el potencial geotérmico de la industria española, con el que espera dar por concluida su tesis en 2021 y el segundo,  Thermal desalination potential with parabolic trough collectors and geothermal energy in the Spanish southeast, publicado en el último número de la revista Applied Energy.

En este último es donde desarrolla  un modelo de desaladora híbrida (termo-solar-geotérmica) escalable en Níjar (Almería) de 1.087,5 kw para la generación permanente de 9.000 metros cúbicos de agua potable al día, el consumo de unas 20.000 personas, una población como la de la vecina Huércal. El objetivo  sería trasladar y aplicar su investigación a las desaladoras situadas en las 22 áreas potenciales del litoral español desde el Estrecho hasta Gerona.

Para ello, Palomo se ha basado en las horas de insolación de esa franja territorial, de la que existe sobrada información tanto en las comunidades autónomas, como de la Plataforma Solar de Almería donde se han gestado la mayoría de las tecnologías termosolares y fotovoltaicas instaladas en el mundo. Por otro lado, existe información detallada disponible sobre exploraciones de hidrocarburos y geotérmica acometidas en la zona de Níjar por el Instituto Geológico y Minero de España (IGME). 

A partir de las observaciones de ambos análisis y sus potenciales combinaciones, la  investigadora  concluye que con un pequeño despliegue de: “colectores cilindro parabólicos (PTC) sobre un área de 3.375 metros cuadrados y un pozo de geotermia a 490 metros de profundidad, donde el agua alcanza los 41,8 ºC, se podría  alimentar térmicamente una planta de desalación Multiefecto (MED) durante el 76% del tiempo operativo anual. Y si profundizamos más hasta los 790 metros, donde la temperatura del agua alcanza los 70ºC se conseguiría suministrar el 100% de la energía requerida por la planta.” 

Al situar su planta en el paradigma actual de  la transición energética hacia la descarbonización y la sustitución de los combustibles fósiles por energías renovables,  extrapola su propuesta al conjunto de las 16  desaladoras del programa AGUA cuyo coste energético resulta gravoso.  “Se evitaría la emisión anual de más de 510,4 millones de toneladas de CO₂ a la atmósfera y los costes operativos se amortizarían en poco más de seis años».  Su planteamiento es optimizar las desaladoras  operativas y reducir drásticamente los costes operativos de las plantas existentes. 

Esa extrapolación no presenta obstáculos, dado que el desarrollo de los colectores cilindro parabólicos están suficientemente maduros y testados en España, aunque en mucha menor proporción que el otro tipo de captadores de la irradiación solar  como los paneles fotovoltaicos diseñados para generar electricidad. «Nuestro modelo no funciona con electricidad. Desalamos con un recurso térmico a 70º C», añade Palomo.

Recursos solares y geotérmicos

La investigadora sostiene  que los colectores por sí solos aportarían el 8% de las necesidades energéticas de la desaladora. Hibridados con la geotermia, incluso en momentos que superaran los 180º C en picos de exceso de irradiación,  bombas geotérmicas de calor de doble efecto desviarían hacia los pozos geotérmicos ese excedente térmico, ya que el rango de temperatura requerida para el proceso de desalación se sitúa en torno de los 70º C.

En cuanto al sistema de desalación elegido para su modelo de planta (la gran mayoría de las existentes utilizan membranas de ósmosis inversa) considera que la desalación por destilación multiefecto, conocida como MED es la idónea por su bajo coste equivalente y la mejor calidad del agua producida. Es destilada, casi pura  y no contiene sustancias como la desalada por ósmosis inversa que requiere tratamiento depurativo antes de enchufarla a la red de abastecimiento. Esta alternativa tiene la ventaja de que es escalable al poder añadir módulos de destilación si crece la demanda.

«Por lo tanto, deseamos que este estudio sirva como referencia en otras áreas con condiciones climáticas y geotérmicas similares. Se podrían proponer estudios futuros en diferentes áreas geográficas costeras (insulares o peninsulares) donde es necesario desalinizar debido a la escasez de agua potable y / o riego y con otros perfiles de radiación solar y recursos geotérmicos».  Elisabet Palomo recuerda que el potencial geotérmico de España alcanza los 610 GWt. No se trata de ponerlos todos en valor, porque para su modelo no hace falta recurrir a grandes perforaciones como exigen las plantas geotérmicas de generación eléctrica o de calor para calefacción de distrito. Cada territorio reúne condiciones geotérmicas singulares.

Aún así, concluye que «España dispone de suficiente recurso solar y de geotermia de baja temperatura en buena parte de la geografía por lo que la hibridación de ambos es ideal para el uso en desaladoras térmicas tipo MED

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