Desarrollo conceptual de un sistema modular y descentralizado para la purificación de agua y producción simultánea de energía a partir de fuentes renovables: El caso del centro del departamento del Atlántico

Abstract

La escasez de agua dulce en época de sequía, sumado a constantes interrupciones en el servicio de energía en municipios del centro del Departamento del Atlántico, ha conllevado a la población al uso de aguas subterráneas que presentan conductividades eléctricas por encima de los niveles establecidos en la Resolución 2115 de 2007. Por ende, se propone desarrollar conceptualmente una alternativa modular y descentralizada con el fin de desalinizar agua subterránea, produciendo simultáneamente agua potable, de irrigación y energía para ser autosuficiente utilizando fuentes renovables. El diseño conceptual propuesto sigue los lineamientos de la metodología de diseño para manufactura y ensamblaje. Inicialmente, se caracterizaron 3 muestras de agua de pozos localizados en corregimientos de Sabanalarga. A partir de esto, se identificaron requisitos mínimos para plantear alternativas usando tecnologías modernas de desalinización como la Ósmosis Inversa y de producción de energía renovable como la Ósmosis Retardada por Presión y la Energía Fotovoltaica. Finalmente, de las alternativas se selecciona un diseño mediante el proceso de jerarquía analítica utilizando características del sistema como: producción de energía, consumo energético, modularidad y flujo de agua tratada producida. Como resultado se obtuvo que la opción con paneles solares tiene mejor desempeño a pesar de requerir mayor área, hasta un 87% más; debido a que necesita menos módulos, hasta 60 módulos, y sus costos son 1.7 veces inferiores en comparación con las que utilizan energía de gradiente salino, cuyas bajas densidades de potencia entre 0.16-0.36 W/m2 , por el bajo gradiente salino disponible, hacen de estas alternativas inviables.