Hispanopedia WikiLa desalinización geotérmica se refiere al proceso de utilizar energía geotérmica para convertir agua salada en agua dulce. Este proceso se considera económicamente eficiente y, si bien su impacto ambiental general es incierto, tiene el potencial de ser más respetuoso con el medio ambiente que las opciones de desalinización convencionales. [ 1 ] Las plantas de desalinización geotérmica ya han tenido éxito en varias regiones y existe potencial para su desarrollo, lo que permitiría su uso en un mayor número de regiones con escasez de agua. [ 2 ]
Explicación del proceso
La desalinización es el proceso de eliminar los minerales del agua de mar para convertirla en agua dulce. La desalinización se divide en dos categorías según el proceso: procesos impulsados por energía térmica y procesos impulsados por energía mecánica. [ 3 ] La desalinización geotérmica utiliza la energía geotérmica como fuente de energía térmica para impulsar el proceso de desalinización.
Existen dos tipos de desalinización geotérmica: directa e indirecta. [ 1 ] [ 3 ] La desalinización geotérmica directa calienta el agua de mar hasta el punto de ebullición en un evaporador y luego la transfiere a un condensador. [ 4 ] En cambio, la desalinización geotérmica indirecta convierte la energía geotérmica en electricidad, que luego se utiliza para la desalinización por membrana. [ 4 ] Si la energía geotérmica se utiliza indirectamente, puede emplearse para generar energía para el proceso de desalinización del agua, así como un excedente de electricidad que puede utilizarse para los consumidores. [ 5 ] De manera similar, si la energía geotérmica se utiliza directamente, el excedente de energía geotérmica puede emplearse para impulsar procesos de calefacción y refrigeración. [ 5 ]
Aplicaciones
Actual
Una de las aplicaciones de la desalinización geotérmica es la producción de agua dulce para la agricultura. [ 6 ] Un ejemplo de aplicaciones agrícolas de la energía geotérmica es el Campo Geotérmico de Balcova-Naridere (BNGF) en Turquía . [ 6 ] Sin embargo, se han encontrado arsénico y boro, dos elementos potencialmente tóxicos, en el agua geotérmica utilizada para generar electricidad. [ 6 ] Desde la construcción de la planta desalinizadora geotérmica en esta región, estos elementos tóxicos han contaminado los pozos de agua dulce, haciendo que esta agua no sea apta para la agricultura. [ 6 ] Debido al aumento de la contaminación en el entorno circundante, este proyecto no se considera un éxito. [ 6 ]
Otro uso de la desalinización geotérmica es la producción de agua potable, como lo demuestra el Proyecto de la Isla de Milos en Grecia , que dependió completamente de la energía geotérmica para producir agua desalinizada. [ 3 ] Esta planta se construyó porque la energía geotérmica está fácilmente disponible en esta región, ya que la Isla de Milos se encuentra en una región volcánica, lo que hace que el uso de la energía geotérmica sea una forma viable de alimentar la desalinización del agua salada. [ 3 ] La planta de la Isla de Milos utiliza una combinación de desalinización directa e indirecta. [ 3 ] A diferencia del proyecto BNGF, este se considera un éxito ya que produjo agua potable sin contaminar el medio ambiente a bajo costo utilizando solo energía geotérmica. [ 3 ]
Potencial futuro
Las investigaciones indican que la desalinización geotérmica puede implementarse en algunas regiones con escasez de agua , ya que es una solución de costo relativamente bajo para aumentar la disponibilidad de agua dulce. [ 2 ] En particular, dos regiones que cuentan con abundantes recursos geotérmicos y que sufren escasez de agua son California y Arabia Saudita . [ 2 ] Dado que estas regiones ya cuentan con plantas desalinizadoras, la implementación de plantas desalinizadoras geotérmicas sería relativamente sencilla. [ 2 ]
Además, a medida que mejore la tecnología para producir energía geotérmica, la desalinización geotérmica será posible en más regiones. [ 2 ] Las tecnologías que se están desarrollando actualmente permitirán que el agua geotérmica utilizada para producir energía sea el agua que se desaliniza. [ 2 ] Esto permitirá que regiones que no están cerca del océano realicen la desalinización geotérmica, lo que ampliará enormemente el potencial de las regiones para llevar a cabo esta actividad. [ 2 ]
Impactos ambientales
Gran parte del impacto ambiental en el proceso de desalinización geotérmica proviene del uso de energía geotérmica, no del proceso de desalinización en sí. La desalinización geotérmica tiene tanto beneficios como desventajas ambientales. [ 1 ] Un beneficio es que la energía geotérmica es un recurso renovable y emite menos gases de efecto invernadero que las fuentes de energía no renovables. Otro beneficio para el medio ambiente es que la energía geotérmica tiene una huella de tierra menor en comparación con la energía eólica o solar. [ 7 ] Más específicamente, se ha estimado que el uso de tierra requerido para un sitio de desalinización geotérmica es de 1,2 a 2,7 terametros cuadrados por cada megavatio de energía producido. [ 2 ]
Una desventaja ambiental se debe a que la desalinización geotérmica es un proceso que consume mucha energía; el consumo energético oscila entre 4 y 27 kWh por metro cuadrado de la planta desalinizadora. [ 1 ] Además, a algunos investigadores les preocupa que , debido a la falta de regulación de las emisiones de dióxido de carbono ( CO₂ ) de las plantas geotérmicas, especialmente en Estados Unidos , existan importantes emisiones perjudiciales de CO₂ de estas plantas que no se están midiendo. [ 8 ] Se ha descubierto que la energía geotérmica libera elementos tóxicos como mercurio, boro y arsénico al medio ambiente, lo que significa que las plantas desalinizadoras geotérmicas representan un riesgo potencial para la salud de su entorno. En definitiva, las consecuencias ambientales a largo plazo de las plantas desalinizadoras geotérmicas aún no están claras. [ 8 ]
Factores económicos
La energía geotérmica no depende de los ciclos diurnos y nocturnos ni de las condiciones climáticas, lo que significa que tiene un alto factor de capacidad, que es una medida de la frecuencia con la que una planta funciona a su máxima potencia. [ 7 ] Esto proporciona un suministro de energía estable y fiable. [ 7 ] Esto también significa que las plantas desalinizadoras geotérmicas pueden operar en cualquier condición climática y a cualquier hora del día. [ 7 ] En términos de capacidad, Estados Unidos, Indonesia , Filipinas , Turquía, Nueva Zelanda y México representaron el 75 % de la capacidad mundial de energía geotérmica. [ 9 ] Sería más viable económicamente realizar la desalinización geotérmica en estos países debido a su capacidad de energía geotérmica. [ 9 ]
En el caso específico de la desalinización por membrana, el uso de energía geotérmica reduce los costos en comparación con otras fuentes de energía. [ 2 ] Esto se debe a que la energía geotérmica se produce tradicionalmente a un costo competitivo en comparación con otras fuentes de energía, incluidos los combustibles fósiles; un estudio de 2011 estima el costo en $0.10/kWh. [ 2 ] Específicamente, el Departamento de Energía de EE. UU. ha estimado que la desalinización geotérmica puede producir agua desalinizada a un costo de $1.50 por metro cúbico de agua desalinizada. [ 2 ]
Historia
Los orígenes exactos de la desalinización geotérmica no están claros; sin embargo, se atribuyen algunos de los primeros trabajos a Leon Awerbuch, un científico que trabajaba en Investigación y Desarrollo en el Grupo Bechtel en ese momento, quien propuso el proceso de utilizar energía geotérmica para la desalinización del agua en 1972. [ 10 ] [ 11 ] En 1994, Caldor-Marseille construyó un prototipo que utilizaba energía geotérmica para alimentar la desalinización. [ 12 ] Este prototipo era capaz de producir unos pocos metros cúbicos de agua desalinizada por día. [ 12 ] En 1995, se construyó una planta prototipo de desalinización geotérmica en Túnez , que es uno de los primeros casos documentados de una planta de desalinización geotérmica. Su capacidad era de tres metros cúbicos de agua por día, lo que podía satisfacer las necesidades de las comunidades circundantes. El costo del agua se estimó en $ 1.20 por metro cúbico. [ 13 ]
Véase también
Referencias
- 1 2 3 4 Prajapati, Mitul; Shah, Manan; Soni, Bhavna (diciembre de 2021). "Una revisión de la desalinización geotérmica integrada: una solución sostenible para superar la posible escasez de agua dulce". Journal of Cleaner Production . 326 129412. Bibcode : 2021JCPro.32629412P . doi : 10.1016/j.jclepro.2021.129412 .
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Gude, Veera Gnaneswar (mayo de 2016). "Potencial de la fuente geotérmica para la desalinización del agua: estado actual y perspectiva futura". Renewable and Sustainable Energy Reviews . 57 : 1038–1065 . Bibcode : 2016RSERv..57.1038G . doi : 10.1016/j.rser.2015.12.186 .
- 1 2 3 4 5 6 Goosen, Mattheus; Mahmoudi, Hacene; Ghaffour, Noreddine (2010). "Desalinización de agua mediante energía geotérmica" . Energies . 3 (8): 1423– 1442. doi : 10.3390/en3081423 . hdl : 10754/334614 .
- 1 2 El-Dessouky, Hisham T.; Ettouney, Hisham M. (2002). Fundamentos de la desalinización de agua salada . doi : 10.1016/B978-0-444-50810-2.X5000-3 . ISBN 978-0-444-50810-2.
- 1 2 Esmaeilion, Farbod; Ahmadi, Abolfazl; Hoseinzadeh, Siamak; Aliehyaei, Mehdi; Makkeh, Seyed Ali; Astiaso Garcia, Davide (2 de noviembre de 2021). "Desalinización con energía renovable; un enfoque sostenible para la escasez de agua en tierras áridas". Revista Internacional de Ingeniería Sostenible . 14 (6): 1916– 1942. doi : 10.1080/19397038.2021.1948143 .
- 1 2 3 4 5 Tomaszewska, Bárbara; Akkurt, Gulden Gokcen; Kaczmarczyk, Michał; Bujakowski, Wiesław; Keles, Nazli; Jarma, Yakubu A.; Baba, Alper; Bryjak, Marek; Kabay, Nalan (octubre de 2021). «Utilización de fuentes de energía renovables en desalinización de agua geotérmica para agricultura» . Desalinización . 513 115151. Bibcode : 2021Desal.51315151T . doi : 10.1016/j.desal.2021.115151 . hdl : 11147/11578 .
- 1 2 3 4 Vargas, Carlos A.; Caracciolo, Luca; Ball, Philip J. (18 de marzo de 2022). "La energía geotérmica como medio para descarbonizar la matriz energética de las megaciudades" . Communications Earth & Environment . 3 (1) 66. Bibcode : 2022ComEE...3...66V . doi : 10.1038/s43247-022-00386-w .
- 1 2 Bayer, Peter; Rybach, Ladislaus; Blum, Philipp; Brauchler, Ralf (octubre de 2013). "Revisión de los efectos ambientales del ciclo de vida de la generación de energía geotérmica". Renewable and Sustainable Energy Reviews . 26 : 446–463 . Bibcode : 2013RSERv..26..446B . doi : 10.1016/j.rser.2013.05.039 .
- 1 2 "Hoja informativa sobre energía geotérmica" . Centro para Sistemas Sostenibles . Consultado el 3 de noviembre de 2022 .
- ↑ «Sr. León Awerbuch» . Idadesal . Consultado el 1 de noviembre de 2022 .
- ↑ Kalogirou, S (2005). "Desalinización de agua de mar utilizando fuentes de energía renovables". Progress in Energy and Combustion Science . 31 (3): 242– 281. Bibcode : 2005PECS...31..242K . doi : 10.1016/j.pecs.2005.03.001 .
- 1 2 Bourouni, K.; Martin, R.; Tadrist, L.; Chaibi, MT (septiembre de 1999). "Transferencia de calor y evaporación en unidades de desalinización geotérmica". Applied Energy . 64 ( 1– 4): 129– 147. Bibcode : 1999ApEn...64..129B . doi : 10.1016/S0306-2619(99)00071-9 .
- ↑ Bourouni, K.; Túnez, Túnez; Túnez, Ariana (2005). "Aplicación de la energía geotérmica para la desalinización de agua salobre en el sur de Túnez". Actas del Congreso Mundial de Energía Geotérmica 2005: Antalya, Turquía, 24-29 de abril de 2005. S2CID 56113741 .
- Energía geotérmica
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