Uso de CSP para purificar agua

Aparte de su capacidad para suministrar energía limpia, una reciente investigación que han llevado a cabo en España sugiere que la termosolar podría utilizarse en el suministro de agua limpia.

 

Jason Deign

La CSP y el agua siempre han sido difíciles de combinar. Hasta hace poco, las plantas de energía termosolar requerían sistemas de enfriamiento basados en agua que eran difíciles de justificar en los entornos áridos que se escogen para la mayoría de las instalaciones.

Incluso con la llegada de sistemas de enfriamiento en seco, es posible que las plantas tengan dificultades para evitar el uso de agua para la limpieza de heliostatos, los ciclos de vapor y otros procesos importantes. ¿Significa eso que la CSP está destinada a ser el chico malo en lo que a agua se refiere?

Todo lo contrario, según indica un reciente estudio de la Plataforma Solar de Almería (PSA) del Centro de Investigaciones Energética, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT).

Un equipo que ha estado trabajando con el Instituto del Corcho, la Madera y el Carbón Vegetal (IPROCOR) sobre el uso de CSP para alimentar reacciones químicas empleadas para purificar aguas residuales de plantas de tratamiento del corcho.

Naturalmente, el tipo de tecnología implicada es difícilmente con la que estarán familiarizados la mayoría de expertos en CSP. La configuración de la PSA emplea colectores parabólicos para centrar la luz en tubos llenos de fluido pero la semejanza con las plantas de energía CSP, más o menos, termina aquí.

En vez de calentar un fluido de transferencia térmica en el receptor, el sistema centra la luz solar para estimular reacciones fotocatalíticas en el agua residual que contienen los tubos, así ayuda a purificar el líquido.

El proceso utiliza el reactivo de Fenton, una solución de peróxido de hidrógeno junto a un catalizador de hierro para descomponer contaminantes orgánicos, incluidos fluidos de limpieza en seco como tetracloroetileno y disolventes como el tricloroetileno.

"Aunque todavía no tenemos resultados definitivos, hasta ahora las pruebas han revelado que el proceso de descontaminación solar fotofenton es efectivo para reducir la carga contaminada en los residuos, que supera el 50 % de eliminación", declaró la PSA.

Biodegradabilidad mejorada

"También mejora la biodegradabilidad, que permitirá una fase de tratamiento biológico final que se incluirá dentro de una planta de tratamiento de aguas residuales".

La dr. Isabel Oller Alberola, de la PSA, explica: "Todo consiste en usar luz ultravioleta para generar agentes oxidantes. Empleamos tubos con un diámetro de entre 30 y 55 mm y nuestros prototipos poseen módulos con entre 3 y 4 m2 de tuberías".

De una manera crítica, Oller señala que las técnicas que se están usando se podrían aplicar a una amplia variedad de procesos de tratamiento de aguas. "Desde una perspectiva energética, existe un ahorro significativo", afirma.

"Y el desembolso inicial para un campo de colectores es bueno en comparación con el uso que se hace en otras tecnologías". Desde una perspectiva medioambiental y de mantenimiento, presenta muchas ventajas".

Con el agua, en algunas ubicaciones, que es tan preciado como la energía, la noción de que la CSP podría ayudar a suministrar las dos cosas es muy atractiva. La posibilidad de usar CSP para desalinizaciónya es bastante interesante para el sector.

La incorporación del tratamiento de aguas residuales, una aplicación potencialmente de gran valor, al panorama incrementa más la variedad de oportunidades que se abren para el sector.

Pero los participantes en CSP existentes querrán saber si la fotocatálisis realmente presenta una oportunidad de comercialización y, si es así, si tiene suficientes cosas en común con la producción de energía para hacer que merezca la pena acceder a ella.

En cuanto al primer aspecto, Oller lamenta que actualmente no haya un incentivo concreto en Europa para impulsar el uso de métodos de tratamiento de agua sostenibles y más eficientes.

Tratamiento de aguas residuales

Sin embargo, los procesos que está estudiando la PSA parecen presentar bastantes ventajas frente al tratamiento tradicional de aguas residuales para hacer que sean comercialmente atractivas sin ayudas. Oller declara que su equipo se había interesado por las inquietudes industriales en Turquía y en otros lugares.

El segundo aspecto, si los participantes de CSP tradicionales podrían pasarse al tratamiento solar de aguas residuales, es más difícil de determinar.

Aunque las dos disciplinas podrían claramente ahondar en el conocimiento de sistemas ópticos en una configuración industrial, parece que hay poco en común, a primera vista, entre la concentración de calor para producir energía y el enfoque de longitudes de onda ultravioleta para impulsar las reacciones químicas.

Sin embargo, el dr. Luis Crespo, presidente de la Asociación Europea de Energía Solar Térmica (ESTELA, por sus siglas en inglés), señala que dicho movimiento podría no ser tan exagerado para algunas de las grandes empresas industriales españolas que ya son principales agentes en CSP.

"Empresas como ACS y Acciona ya cuentan con departamentos de desalinización de agua", declara. Sin embargo, como Oller, cree que el uso de tecnologías solares para crear agua dulce todavía requiere un incentivo como una tarifa de alimentación, que por el momento no existe.

Matthew Feinstein, de Lux Research, cree finalmente que hay valor en el sector de la CSP si siguen de cerca áreas como el tratamiento solar de aguas residuales.

"Es una región diferente en la que se está compitiendo —señala—, pero no se compite en el coste nivelado de la energía o en los costes de la electricidad al por mayor".

Los que participan en CSP, que han sido capaces de acaparar nichos concretos del sector, comoGlassPointcon la recuperación mejorada de petróleo, han tendido a centrarse en instalaciones más pequeñas y más especializadas que los proyectos de muchos megavatios de los que están pendientes los desarrolladores de plantas energéticas.

Sin embargo, Feinstein afirma: En el futuro, así es como creemos que existirá la CSP. Las oportunidades de financiar sistemas de CSP de miles de millones de dólares son simplemente demasiado bajas".

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