Evaporadores de aguas residuales con energía solar

El tratamiento de aguas residuales mediante evaporación siempre ha sido una alternativa muy eficaz, robusta y sencilla en comparación con otros sistemas de tratamiento más convencionales. El hecho de que los sistemas basados en la evaporación requieran un consumo energético mayor ha dejado a estos reservados para aquellos casos en los que los sistemas convencionales no son eficaces, como es el caso del tratamiento de salmueras, lixiviados de vertederos de RSU, aguas aceitosas, etc., o bien cuando se desea evitar el vertido del efluente tratado (vertido cero).
No obstante, el desarrollo de procesos de producción de energía cada más sostenible y, sobretodo, más económicos, convierte los procesos de evaporación aplicados a los tratamientos de efluentes en una opción imbatible por su eficacia, transversalidad y simplicidad.

EVAPORADORES DE AGUAS RESIDUALES ALIMENTADOS POR¬†ENERG√ćA SOLAR

En este sentido, la energía solar posee un potencial muy elevado. Aunque esta fuente de energía se asocia generalmente con la utilización de placas fotovoltaicas para la conversión directa de la radiación solar en electricidad, existe una tecnología que aprovecha la energía solar con un rendimiento mucho mayor: la energía termosolar. Una planta termosolar transforma la radiación solar que recibe en energía térmica, la cual se puede utilizar directamente en procesos industriales que requieren calor, o también de forma indirecta como fuente de energía de un ciclo termodinámico convencional de generación de electricidad.

Para la obtenci√≥n de la energ√≠a t√©rmica en una planta termosolar, se utilizan unos dispositivos √≥pticos (lentes o espejos) para captar y concentrar la radiaci√≥n solar sobre un dispositivo denominado receptor. Paralelamente, se hace circular a trav√©s del receptor un fluido, el cual se calienta debido al elevado flujo de radiaci√≥n, y al pasar despu√©s por un intercambiador de calor, cede la energ√≠a t√©rmica producida. Habitualmente, en aplicaciones de calor en procesos industriales, los concentradores solares trabajan en un rango de temperaturas de entre 150 y 200 ¬ļC.
Para maximizar la absorci√≥n de la radiaci√≥n solar y minimizar las p√©rdidas por emisi√≥n o convecci√≥n se han desarrollado diferentes tecnolog√≠as. Aunque los sistemas que presentan un rendimiento superior est√°n construidos con colectores cilindro-parab√≥licos (CCP), en los √ļltimos a√Īos se est√° popularizando el uso de sistemas que utilizan espejos planos segmentados seg√ļn la aproximaci√≥n de Fresnel (Reflector Fresnel de Foco Lineal ‚Äď RFFL). Estos sistemas, a costa de la p√©rdida de una cierta concentraci√≥n y eficacia presentan una simplicidad que se traduce en una reducci√≥n de costes.

Habitualmente, un RFFL consiste en un conjunto de espejos planos y un receptor lineal, el cual se coloca en la l√≠nea focal del arreglo √≥ptico construido con las l√≠neas de espejos. Generalmente se suele utilizar un sistema secundario de concentraci√≥n en la l√≠nea focal para maximizar la concentraci√≥n solar y as√≠ obtener un flujo de radiaci√≥n en el receptor mucho mayor. As√≠, para el suministro de energ√≠a t√©rmica a un evaporador, teniendo en cuenta las condiciones de operaci√≥n requeridas para maximizar la eficiencia del proceso, la tecnolog√≠a RFFL se presenta como la √≥ptima por su excelente aprovechamiento del terreno, las temperaturas de trabajo, su sencillez constructiva y sus costes competitivos. Si bien es cierto que un evaporador al vac√≠o puede operar satisfactoriamente con un fluido calefactor que se encuentre a 90 ¬ļC, utilizando la tecnolog√≠a RFFL es posible conseguir llegar a los 120 ¬ļC de forma relativamente sencilla, por lo que, al disponer de un salto de temperatura mayor, es posible trabajar con un equipo multiefecto (de 4 o 5 etapas o efectos), incrementando de forma muy significativa el rendimiento global conseguido.

Otro aspecto que ha de ser tenido en cuenta por su importancia para la viabilidad de esta tecnología es el grado en el que casa el perfil temporal de la producción (tanto diaria, como mensual y anual) con la curva de la demanda. Un mayor y mejor aprovechamiento de la energía solar sólo es posible cuando los perfiles de consumo son coincidentes con las curvas de producción de energía de la instalación. Así, los sistemas de evaporación que pueden trabajar de forma continua en el tratamiento de efluentes que han sido previamente almacenados optimizan enormemente el aprovechamiento del recurso solar. No obstante, no es estrictamente necesario almacenar el efluente a tratar para maximizar el rendimiento. Complementariamente, también es posible el almacenamiento de la energía térmica, lo cual permite extender las horas de producción, incluso cuando no hay disponibilidad de radiación solar. Existen diferentes tecnologías para conseguir el aprovechamiento del excedente de energía térmica producida, aunque la forma más desarrollada y utilizada consiste en el uso de sales fundidas. En estos sistemas, un fluido caloportador calentado con radiación solar cede su energía en un intercambiador de calor a una corriente de sales fundidas. Así, durante el ciclo de carga del sistema de almacenamiento, las sales fundidas se bombean desde el tanque de sales a menor temperatura a través de un intercambiador de calor al tanque de sales de mayor temperatura. Y, al revés cuando se consume la energía previamente almacenada.

En numerosos casos, dependiendo de la localizaci√≥n de la planta, la radiaci√≥n solar disponible a lo largo del a√Īo es insuficiente para satisfacer la demanda de producci√≥n. En estos casos, es necesario complementar el sistema con otra fuente de energ√≠a para poder conseguir que la producci√≥n se extienda a lo que sea necesario para satisfacer la demanda. Esto no supone un problema puesto que una de las ventajas de las plantas termosolares es su facilidad de hibridaci√≥n con otras fuentes de energ√≠a, preferiblemente renovables y, en su defecto, procedente del consumo de combustibles f√≥siles. En este √ļltimo caso, aunque no se tratar√° de una planta sin emisiones, s√≠ que se habr√°n minimizado estas al m√°ximo.

En este sentido, para aplicaciones de evaporación en las que se desea potenciar al máximo la sostenibilidad del proceso, la energía termosolar es una fuente de energía especialmente interesante ya que es renovable, inagotable y fácilmente gestionable hibridándola con otro combustible (biogás, biomasa o combustibles fósiles), además de que es posible el almacenamiento del calor del sol para su uso posterior.

VENTAJAS DE LA SOLUCI√ďN¬†SOLARVAP¬ģ

As√≠, el sistema SOLARVAP¬ģ pone la tecnolog√≠a m√°s avanzada al servicio de la sostenibilidad, pues los sistemas de evaporaci√≥n basados en la destilaci√≥n por membranas combinados con plantas termosolares presentan una serie de ventajas muy valiosas, factor responsable de que su potencial sea tan elevado. Entre las principales ventajas se encuentran las siguientes:

  • SOSTENIBLE, por la utilizaci√≥n de una fuente de energ√≠a renovable e inagotable.
  • ECOL√ďGICA, por la minimizaci√≥n y, en algunos casos, no emisi√≥n de gases efecto invernadero.
  • TRANSVERSAL, pues es f√°cil hibridar esta tecnolog√≠a con el consumo de otras fuentes de energ√≠a (biomasa, biog√°s, etc.).
  • ADAPTABLE, pues la evaporaci√≥n mediante destilaci√≥n por membranas presenta un elevado rendimiento con una ampl√≠sima variedad de efluentes l√≠quidos diferentes.
  • UNIVERSAL, por poderse implantar en cualquier lugar del mundo en el que la radiaci√≥n solar sea suficiente.
  • ECON√ďMICA, por conseguir unos costes de operaci√≥n muy bajos mientras que el CAPEX es razonablemente bajo.

El sistema SOLARVAP¬ģ, fruto de un desarrollado compartido por parte de las empresas Condorchem Envitech y Rioglass Solar, ambas con una vasta experiencia y una larga lista de referencias a nivel mundial cada una en su sector, a√ļna todas estas caracter√≠sticas y es una de las opciones disponibles m√°s avanzadas tecnol√≥gicamente y, con diferencia, m√°s econ√≥mica.