El tractament d’aigües residuals mitjançant evaporació sempre ha estat una alternativa molt eficaç, robusta i senzilla en comparació amb altres sistemes de tractament més convencionals. El fet que els sistemes basats en l’evaporació requereixin un consum energètic més gran ha deixat aquests reservats per a aquells casos en què els sistemes convencionals no són eficaços, com és el cas del tractament de salmorres, lixiviats de vessaments de RSU, aigües oleoses, etc., o bé quan es vol evitar el vessament de l’efluent tractat (vessament zero).
No obstant això, el desenvolupament de processos de producció d’energia cada cop més sostenible i, sobretot, més econòmica, converteix els processos d’evaporació aplicats als tractaments d’efluents en una opció imbatible per la seva eficàcia, transversalitat i simplicitat.
EVAPORADORS D’AIGÜES RESIDUALS ALIMENTATS PER ENERGIA SOLAR
En aquest sentit, l’energia solar posseeix un potencial molt elevat. Tot i que aquesta font d’energia s’associa generalment amb la utilització de plaques fotovoltaiques per a la conversió directa de la radiació solar en electricitat, existeix una tecnologia que aprofita l’energia solar amb un rendiment molt més gran: l’energia termosolar. Una planta termosolar transforma la radiació solar que rep en energia tèrmica, la qual es pot utilitzar directament en processos industrials que requereixen calor, o també de forma indirecta com a font d’energia d’un cicle termodinàmic convencional de generació d’electricitat.
Per a l’obtenció de l’energia tèrmica en una planta termosolar, s’utilitzen uns dispositius òptics (lents o miralls) per captar i concentrar la radiació solar sobre un dispositiu denominat receptor. Paral·lelament, es fa circular a través del receptor un fluid, el qual s’escalfa a causa de l’elevat flux de radiació, i en passar després per un intercanviador de calor, cedeix l’energia tèrmica produïda. Habitualment, en aplicacions de calor en processos industrials, els concentradors solars treballen en un rang de temperatures d’entre 150 i 200 ºC.
Per maximitzar l’absorció de la radiació solar i minimitzar les pèrdues per emissió o convecció s’han desenvolupat diferents tecnologies. Tot i que els sistemes que presenten un rendiment superior estan construïts amb col·lectors cilindre-parabòlics (CCP), en els últims anys s’està popularitzant l’ús de sistemes que utilitzen miralls plans segmentats segons l’aproximació de Fresnel (Reflector Fresnel de Foc Lineal – RFFL). Aquests sistemes, a costa de la pèrdua d’una certa concentració i eficàcia, presenten una simplicitat que es tradueix en una reducció de costos.
Habitualment, un RFFL consisteix en un conjunt de miralls plans i un receptor lineal, el qual es col·loca a la línia focal de l’arranjament òptic construït amb les línies de miralls. Generalment s’utilitza un sistema secundari de concentració a la línia focal per maximitzar la concentració solar i així obtenir un flux de radiació al receptor molt més gran. Així, per al subministrament d’energia tèrmica a un evaporador, tenint en compte les condicions d’operació requerides per maximitzar l’eficiència del procés, la tecnologia RFFL es presenta com l’òptima per la seva excel·lent aprofitament del terreny, les temperatures de treball, la seva simplicitat constructiva i els seus costos competitius. Si bé és cert que un evaporador al buit pot operar satisfactòriament amb un fluid calefactor que es trobi a 90 ºC, utilitzant la tecnologia RFFL és possible aconseguir arribar als 120 ºC de forma relativament senzilla, per la qual cosa, en disposar d’un salt de temperatura més gran, és possible treballar amb un equip multiefecte (de 4 o 5 etapes o efectes), incrementant de forma molt significativa el rendiment global aconseguit.
Un altre aspecte que cal tenir en compte per la seva importància per a la viabilitat d’aquesta tecnologia és el grau en què encaixa el perfil temporal de la producció (tant diari, com mensual i anual) amb la corba de la demanda. Un major i millor aprofitament de l’energia solar només és possible quan els perfils de consum són coincidents amb les corbes de producció d’energia de la instal·lació. Així, els sistemes d’evaporació que poden treballar de forma contínua en el tractament d’efluents que han estat prèviament emmagatzemats optimitzen enormement l’aprofitament del recurs solar. No obstant això, no és estrictament necessari emmagatzemar l’efluent a tractar per maximitzar el rendiment. Complementàriament, també és possible l’emmagatzematge de l’energia tèrmica, la qual cosa permet estendre les hores de producció, fins i tot quan no hi ha disponibilitat de radiació solar. Existeixen diferents tecnologies per aconseguir l’aprofitament de l’excedent d’energia tèrmica produïda, tot i que la forma més desenvolupada i utilitzada consisteix en l’ús de sals foses. En aquests sistemes, un fluid caloportador escalfat amb radiació solar cedeix la seva energia en un intercanviador de calor a un corrent de sals foses. Així, durant el cicle de càrrega del sistema d’emmagatzematge, les sals foses es bombejen des del dipòsit de sals a menor temperatura a través d’un intercanviador de calor al dipòsit de sals de major temperatura. I, a l’inrevés quan es consumeix l’energia prèviament emmagatzemada.
En nombrosos casos, depenent de la localització de la planta, la radiació solar disponible al llarg de l’any és insuficient per satisfer la demanda de producció. En aquests casos, cal complementar el sistema amb una altra font d’energia per poder aconseguir que la producció s’estengui al que sigui necessari per satisfer la demanda. Això no suposa un problema ja que un dels avantatges de les plantes termosolars és la seva facilitat d’hibridació amb altres fonts d’energia, preferiblement renovables i, en el seu defecte, procedent del consum de combustibles fòssils. En aquest últim cas, tot i que no es tractarà d’una planta sense emissions, sí que s’hauran minimitzat aquestes al màxim.
En aquest sentit, per a aplicacions d’evaporació en què es desitja potenciar al màxim la sostenibilitat del procés, l’energia termosolar és una font d’energia especialment interessant ja que és renovable, inacabable i fàcilment gestionable hibridant-la amb un altre combustible (biogàs, biomassa o combustibles fòssils), a més que és possible l’emmagatzematge de la calor del sol per al seu ús posterior.
AVANTATGES DE LA SOLUCIÓ SOLARVAP®
Així, el sistema SOLARVAP® posa la tecnologia més avançada al servei de la sostenibilitat, ja que els sistemes d’evaporació basats en la destil·lació per membranes combinats amb plantes termosolars presenten una sèrie d’avantatges molt valuosos, factor responsable que el seu potencial sigui tan elevat. Entre els principals avantatges hi ha les següents:
- SOSTENIBLE, per la utilització d’una font d’energia renovable i inacabable.
- ECOLÒGICA, per la minimització i, en alguns casos, no emissió de gasos d’efecte hivernacle.
- TRANSVERSAL, ja que és fàcil hibridar aquesta tecnologia amb el consum d’altres fonts d’energia (biomassa, biogàs, etc.).
- ADAPTABLE, ja que l’evaporació mitjançant destil·lació per membranes presenta un elevat rendiment amb una amplíssima varietat d’efluents líquids diferents.
- UNIVERSAL, per poder-se implantar a qualsevol lloc del món on la radiació solar sigui suficient.
- ECONÒMICA, per aconseguir uns costos d’operació molt baixos mentre que el CAPEX és raonablement baix.
El sistema SOLARVAP®, fruit d’un desenvolupament compartit per part de les empreses Condorchem Envitech i Rioglass Solar, ambdues amb una vasta experiència i una llarga llista de referències a nivell mundial cadascuna en el seu sector, aplega totes aquestes característiques i és una de les opcions disponibles més avançades tecnològicament i, amb diferència, més econòmica.