Análisis termodinámico de un desalinizador por aspersión usando energía solar

Abstract

El agua es una de las necesidades fundamentales para la vida en la Tierra. Sin embargo, el calentamiento global, la contaminación del agua y el crecimiento de la población humana han generado una escasez de agua potable. Entre todas las tecnologías utilizadas para obtener agua potable, destaca la desalinización. La desalinización se distingue por utilizar como materia prima: agua que contiene concentración de sal. Dicho proceso tiene dos características que son importantes mejorar: consume una alta cantidad de energía y produce un desecho que tiene efectos negativos al ambiente. Las plantas de desalinización de ósmosis inversa obtienen agua dulce como producto, y salmuera como desecho. Usualmente, la salmuera se descarga al mar, lo cual, puede afectar la vida marina de alrededor. El término salmuera es usado para salinidades superiores a 50 g/L. El uso de estas plantas de ósmosis inversa continuará creciendo en todo el mundo, por lo que es necesario tener un control y manejo adecuado de la salmuera. El secado por aspersión consiste en la transformación de un fluido concentrado a partículas secas, con el contacto de un medio gaseoso caliente. En este trabajo, se realiza un estudio macroscópico del proceso de secado por aspersión que es alimentado por la salmuera (rechazo) de las plantas de ósmosis inversa, para así obtener sal y agua condensada. Además, se desarrolla un simulador matemático que permite conocer el comportamiento de parámetros del proceso bajo diferentes condiciones de operación, variando la temperatura de la salmuera y del aire atmosférico, la concentración de la salmuera y la humedad relativa del aire. Asimismo, se establecen relaciones de algunos parámetros importantes con respecto a un litro de salmuera que entra al proceso de desalinización. El proceso garantiza el impacto cero en la flora y fauna marina, así como el uso de energías renovables, utilizando sistemas solares térmicos para el calentamiento de la salmuera y el aire atmosférico.