Salmuera

El yodo , esencial para la salud humana, se obtiene a escala comercial a partir de salmueras ricas en yoduro. La purificación comienza con la conversión del yoduro en ácido yodhídrico, que luego se oxida a yodo mediante cloro. El yodo se separa posteriormente por evaporación o adsorción. ^{[ 5 ]} El bromo también se obtiene a partir de salmueras. De forma similar a la producción de yodo, el proceso aprovecha la fácil oxidación del bromuro a bromo , utilizando nuevamente cloro como oxidante. El bromo resultante puede recolectarse selectivamente aprovechando su volatilidad. ^{[ 6 ]}

Los principales depósitos de litio se encuentran en forma de salmueras. ^{[ 7 ]} El magnesio también se produce en parte a partir de salmueras residuales de diversas fuentes, como la producción de potasa. Las mezclas de óxidos y cloruros de magnesio crudos se convierten en magnesio metálico mediante electrólisis . ^{[ 8 ]}

El cloro elemental se puede producir mediante la electrólisis de la salmuera ( solución de NaCl ). Este proceso también produce hidróxido de sodio (NaOH) e hidrógeno gaseoso (H₂ ₎ . Las ecuaciones de reacción son las siguientes:

• Cátodo: 2 H ⁺ + 2 e ⁻ → H ₂ ↑
• Ánodo: 2 Cl ⁻ → Cl ₂ ↑ + 2 e ⁻
• Proceso general: 2 NaCl + 2 H₂O _→ Cl₂ ₊ H₂ ₊ 2 NaOH

La salmuera (principalmente salmueras económicas a base de cloruro de calcio y cloruro de sodio ^{[ 9 ]} ) se utiliza como fluido secundario en grandes instalaciones de refrigeración para transportar energía térmica . Se utiliza porque la adición de sal al agua reduce la temperatura de congelación de la solución, lo que mejora significativamente su eficiencia de transporte de calor a bajo costo. El punto de congelación más bajo que se puede obtener para la salmuera de NaCl (denominado punto eutéctico ) es de -21,1 °C (-6,0 °F) a una concentración de 23,3 % de NaCl en peso. ^{[ 9 ]}  

Debido a sus propiedades corrosivas, las salmueras a base de sal han sido reemplazadas por líquidos orgánicos como el etilenglicol . ^{[ 10 ]}

En algunos buques pesqueros se utiliza salmuera de cloruro de sodio para congelar el pescado. ^{[ 11 ]} La temperatura de la salmuera suele ser de -5 °F (-21 °C) . Las temperaturas de congelación por chorro de aire son de -31 °F (-35 °C) o inferiores. Dada la mayor temperatura de la salmuera, la eficiencia del sistema puede ser superior a la de la congelación por chorro de aire. El pescado de alto valor generalmente se congela a temperaturas mucho más bajas, por debajo del límite práctico de temperatura para la salmuera.    

La salmuera se utiliza para la regeneración de resinas de intercambio iónico . ^{[ 12 ]} Después del tratamiento, las perlas de resina de intercambio iónico saturadas con iones de calcio y magnesio del agua tratada se regeneran sumergiéndolas en una salmuera que contiene entre un 6 % y un 12 % de NaCl. Los iones de sodio de la salmuera reemplazan los iones de calcio y magnesio en las perlas. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

La salmuera es un agente común en el procesamiento y la cocción de alimentos. Se utiliza para conservar o sazonar los alimentos. Puede aplicarse a verduras , quesos , frutas y algunos pescados en un proceso conocido como encurtido . La carne y el pescado suelen sumergirse en salmuera durante períodos cortos, como una forma de marinado , para realzar su ternura y sabor , o para prolongar su vida útil.

A temperaturas más bajas, se puede utilizar una solución salina para descongelar o reducir las temperaturas de congelación en las carreteras. ^{[ 15 ]}

El temple es un proceso de tratamiento térmico que se utiliza al forjar metales como el acero. Para endurecer el acero, se suele emplear una solución salina, junto con aceite y otras sustancias. El uso de salmuera mejora la uniformidad del proceso de enfriamiento y la transferencia de calor. ^{[ 16 ]}

Las características de la descarga dependen de diferentes factores, como la tecnología de desalinización empleada, la salinidad y calidad del agua utilizada, las características ambientales y oceanográficas , el proceso de desalinización llevado a cabo, entre otros. ^{[ 18 ]} La descarga de las plantas desalinizadoras por ósmosis inversa de agua de mar (SWRO) se caracteriza principalmente por presentar una concentración de salinidad que puede, en el peor de los casos, duplicar la salinidad del agua de mar utilizada y, a diferencia de las plantas desalinizadoras térmicas , tiene prácticamente la misma temperatura y oxígeno disuelto que el agua de mar utilizada. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

La descarga podría contener trazas de productos químicos utilizados durante los tratamientos industriales aplicados, tales como antiincrustantes , ^{[ 21 ]} coagulantes , floculantes que se desechan junto con la descarga, y aquellos que podrían afectar la calidad físico-química del efluente . Sin embargo, estos se consumen prácticamente durante el proceso y las concentraciones en la descarga son muy bajas, que se diluyen prácticamente durante la descarga, sin afectar los ecosistemas marinos . ^{[ 22 ] [ 23 ]}

Los materiales utilizados en las plantas SWRO están dominados por componentes no metálicos y aceros inoxidables , ya que las temperaturas de operación más bajas permiten la construcción de plantas desalinizadoras con recubrimientos más resistentes a la corrosión . ^{[ 24 ] [ 18 ]} Por lo tanto, los valores de concentración de metales pesados ​​en la descarga de las plantas SWRO son mucho menores que los niveles de toxicidad aguda para generar impactos ambientales en los ecosistemas marinos. ^{[ 25 ] [ 18 ] [ 26 ]}

La descarga generalmente se vierte de nuevo al mar, a través de un emisario submarino o una descarga costera, debido a su menor coste energético y económico en comparación con otros métodos de descarga. ^{[ 23 ] [ 27 ]} Debido a su aumento de salinidad, la descarga tiene una mayor densidad en comparación con el agua de mar circundante. Por lo tanto, cuando la descarga llega al mar, puede formar una pluma salina que tiende a seguir la línea batimétrica del fondo hasta que se diluye por completo. ^{[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]} La distribución de la pluma de sal puede depender de diferentes factores, como la capacidad de producción de la planta, el método de descarga, las condiciones oceanográficas y ambientales del punto de descarga, entre otros. ^{[ 19 ] [ 28 ] [ 27 ] [ 31 ]}

La descarga de salmuera podría provocar un aumento de la salinidad por encima de ciertos umbrales, lo que podría afectar a las comunidades bentónicas , especialmente a aquellas más sensibles a la presión osmótica, teniendo finalmente un efecto en su abundancia y diversidad. ^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]}

Sin embargo, si se aplican medidas de mitigación adecuadas , los impactos ambientales potenciales de las descargas de las plantas SWRO pueden minimizarse correctamente. ^{[ 23 ] [ 31 ]} Algunos ejemplos se pueden encontrar en países como España , Israel , Chile o Australia , en los que las medidas de mitigación adoptadas reducen el área afectada por la descarga, garantizando un desarrollo sostenible del proceso de desalinización sin impactos significativos en los ecosistemas marinos. ^{[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 31 ] [ 40 ]} Cuando se han detectado efectos notables en el medio ambiente que rodea las áreas de descarga, generalmente corresponde a plantas desalinizadoras antiguas en las que no se implementaron las medidas de mitigación correctas. ^{[ 41 ] [ 35 ] [ 42 ]} Algunos ejemplos se pueden encontrar en España, Australia o Chile, donde se ha demostrado que las plumas salinas no superan valores del 5% con respecto a la salinidad natural del mar en un radio menor de 100 m desde el punto de descarga cuando se adoptan las medidas adecuadas. ^{[ 37 ] [ 31 ]}

Las medidas de mitigación que se suelen emplear para evitar impactar negativamente en entornos marinos sensibles se enumeran a continuación: ^{[ 31 ] [ 43 ] [ 44 ]}

• Un mecanismo de descarga bien diseñado, que emplee difusores eficientes o predilución de las descargas con agua de mar.
• Un estudio de evaluación ambiental que valora la ubicación correcta del punto de descarga, considerando variables geomorfológicas y oceanográficas, como corrientes , batimetría y tipo de fondo, que favorecen un proceso de mezcla rápido de las descargas.
• La implementación de un programa adecuado de vigilancia ambiental, que garantice el correcto funcionamiento de las plantas desalinizadoras durante su fase operativa, permitiendo un diagnóstico preciso y temprano de posibles amenazas ambientales.

Actualmente, en muchos países, como España , Israel , Chile y Australia , se requiere el desarrollo de un proceso riguroso de evaluación de impacto ambiental , tanto para las fases de construcción como de operación. ^{[ 45 ] [ 46 ] [ 43 ]} Durante su desarrollo, se establecen las herramientas de gestión legal más importantes dentro de la normativa ambiental local, para prevenir y adoptar medidas de mitigación que garanticen el desarrollo sostenible de los proyectos de desalinización. Esto incluye una serie de herramientas administrativas y un monitoreo ambiental periódico, para adoptar medidas preventivas, correctivas y de seguimiento del estado del medio marino circundante. ^{[ 47 ] [ 48 ]}

En el contexto de este proceso de evaluación ambiental, numerosos países requieren el cumplimiento de un Programa de Monitoreo Ambiental (PVA), para evaluar la efectividad de las medidas preventivas y correctivas establecidas durante el proceso de evaluación ambiental, y así garantizar la operación de las plantas desalinizadoras sin producir impactos ambientales significativos. ^{[ 44 ] [ 49 ]} Los PVA establecen una serie de requisitos obligatorios que están principalmente relacionados con el monitoreo de descargas, utilizando una serie de mediciones y caracterizaciones basadas en información físico-química y biológica. ^{[ 44 ] [ 49 ]} Además, los PVA podrían incluir diferentes requisitos relacionados con el monitoreo de los efectos de la toma de agua de mar y aquellos que pueden estar potencialmente relacionados con efectos en el medio ambiente terrestre .