EVALUACIÓN EXPERIMENTAL DE UN SISTEMA DE DESALINIZACIÓN NF-PV DESTINADO PARA APLICACIONES DE RIEGO AGRÍCOLA

Transcripción

1 EVALUACIÓN EXPERIMENTAL DE UN SISTEMA DE DESALINIZACIÓN NF-PV DESTINADO PARA APLICACIONES DE RIEGO AGRÍCOLA Ulises Dehesa Carrasco J. Javier Ramírez L. Logos institucionales de los autores I CONGRESO NACIONAL COMEII 2015 DE RIEGO Y DRENAJE 23 Y 24 de noviembre de 2015 Jiutepec, Morelos 1

2 Índice 1.- Introducción 2.- Antecedentes 3.- Objetivo 4.- Materiales y métodos Diseño experimental 5.- Resultados 6.- Conclusiones I CONGRESO NACIONAL COMEII 2015 Reunión Anual de Riego y Drenaje 2

3 Introducción Uno de los retos principales de la agricultura moderna es la disponibilidad hídrica. 3

4 Introducción Al norte de México, existen grandes extensiones de tierra que son potencialmente productivas para cultivos o manejo de pastizales. Sin embargo, estas tierras no son explotadas debido a que el agua subterránea disponible no cuenta con la calidad adecuada para aplicaciones para riego agrícolas. Los productores utilizan el agua subterránea salobre para el riego de los cultivos. Esta práctica reduce el rendimiento de la producción agrícola y causa un impacto negativo en la superficie del suelo por la deposición de sal. 4

5 Introducción La desalinización de aguas subterráneas salobres (BW) es una alternativa que se ha empleado, en algunos países, para aumentar la disponibilidad de agua de buena calidad. La ósmosis inversa (OI) es la tecnología con mayor presencia en el mercado para aplicaciones de la desalinización a grandes o pequeñas escala. La calidad y cantidad de agua necesaria para el riego se define en función de las características del cultivo y del suelo. 5

6 Introducción (Na +, Cl - ) / (Ca 2+, SO 4 2-, CO 3 2- ) I CONGRESO NACIONAL COMEII Fig 1. Procesos de membranas para diferentes rangos de tamaño de poro (Alkhudhiri A et al., 2013) Reunión Anual de Riego y Drenaje 6

7 Antecedentes En los años 90 España experimentó un crecimiento en la instalación de sistemas de desalinización. La OI ha demostrado ser la tecnología que presenta costos competitivos a gran escala. Ghermandi A. and Massalem R. Realizaron un estudio comparativo de las principales ventajas de NF respecto a OI a pequeña escala. Cuando el boro no esta presente la NF resulta una opción atractiva. 7

8 Objetivo Evaluar la cantidad y la calidad del permeado que se obtiene de sistema de desalinización NF-PV que opera sin almacenamiento eléctrico. Evaluar el consumo de energía, la tasa de recuperación y la calidad del efluente, teniendo en cuenta las variables exógenas como la irradiancia solar y la concentración de SDT (principalmente SO 4 ) en el influente. Evaluar los efecto de la caída de presión en el sistema por el ensuciamiento en los filtros de pre tratamiento. Estimación de costos de producción 8

9 Materiales y métodos Fig. 2. Diagrama conceptual del sistema desalinizador. 9

10 Resultados Tabla 1: Evaluación de la calidad del agua Prueba ph CE (µs/cm) SDT (mg/l) T ( C) A B C A B C A B C A B C Cloruros (mg/l) Tablea 3 Cloruros, sulfatos y RAS sulfatos (mg/l) A B C Ca Mg Na RAS Influente (A), Efluente (B) y permeado (C) 10

11 Resultados Fig. 3. La evaluación corresponde a un día parcialmente nublado. 11

12 Resultados Fig. 4. Producción de permeado como función de la presión de alimentación. 12

13 Resultados Fig. 5 Consumo de energía para diferentes concentraciones del influente. 13

14 Resultados Costo de capital $8133 Costo de las membranas $1400 Capacidad de producción m 3 /d Factor de planta 90% Expectativa de vida 20 años Cost ($/m 3 ) Costo total por inversión Remplazamiento de membranas Operación y mantenimiento Costo unitarios del producto Tabla 2: Eficiencia en la remoción de sulfatos Influente (µs/cm) Permeado Eficiencia % Prueba 1 1, Prueba 2 2, Prueba 3 3, Prueba 4 4,

15 Conclusiones Se evaluó y determinó cantidad y la calidad del permeado que se obtiene de sistema de desalinización NF-PV que opera sin almacenamiento eléctrico. Se evaluó el consumo de energía, la tasa de recuperación y la calidad del efluente, teniendo en cuenta las variables exógenas como la irradiancia solar y la concentración de SDT (principalmente SO 4 ) en el influente. Se evaluó los efecto de la caída de presión en el sistema por el ensuciamiento en los filtros de pre tratamiento. Se estimó de costos de producción 15

16 Gracias 16