La dilución de la salmuera cuando es devuelta al mar depende de factores controlables y, por lo tanto, lograr una mejor dilución está intrínsecamente relacionado con el diseño del sistema de descarga, ya que éste es determinante en el comportamiento del efluente de salmuera.
En una primera fase es fundamental decidir la correcta localización del sistema de vertido que, aunque está obviamente condicionada por la ubicación de la planta desaladora, deberá encontrarse la mejor solución posible para su construcción, teniendo en cuenta las características técnicas del lugar, así como la presencia de espacios, ecosistemas o especies protegidas en el área de influencia del vertido.
Lógicamente el vertido deberá localizarse lo más alejado posible de zonas que alberguen ecosistemas sensibles al exceso de salinidad, para lo que es necesario tener en cuenta todas las variables que determinan la trayectoria del efluente. En este sentido, por ejemplo, construir el sistema de descarga en zonas con mayor oleaje y persistentes corrientes beneficiará la dilución de la salmuera al ser devuelta al medio.
Además, conviene tener en cuenta que la mayor o menor dilución de la salmuera, depende de factores como la diferencia de densidades y temperaturas entre la salmuera y el agua de mar, la velocidad de salida del rechazo, la altura respecto al fondo marino o el ángulo de salida… por lo que podemos hacernos una idea de la importancia que tiene el óptimo diseño de estos sistemas de descarga para minimizar el impacto medioambiental.
No hay duda, por lo tanto, de que el sistema de descarga al mar de la salmuera de una planta desaladora es uno de los grandes retos de diseño que la ingeniería debe resolver, dado que, junto con el sistema de toma de agua, están fuertemente condicionados por aspectos medioambientales, además de los aspectos técnicos y económicos que, al igual que lo hacen con las otras infraestructuras de una planta desaladora, también influyen en el diseño final.
Actualmente existen diferentes métodos analíticos y modelos para predecir el comportamiento del efluente de salmuera teniendo en cuenta ecuaciones físicas e hidrodinámicas y poder diseñar así los sistemas de descarga más adecuados y eficientes. Uno de los más utilizados es el programa CORMIX que permite analizar la capacidad de dilución del emisario y también determinar los efectos del vertido sobre el medio dentro de unas premisas determinadas.
También en determinadas ocasiones, puede ser necesaria realizar la simulación hidrodinámica del comportamiento del vertido creando un modelo físico a escala reducida para mejorar el diseño final del sistema.
Tipos de sistemas de descarga de salmuera
Entre los sistemas de descarga de salmuera más empleados encontramos:
1. Vertido directo superficial
Este sistema de descarga consiste en la descarga de la salmuera al mar desde la superficie y sin impulso inicial. En este sistema la salmuera se hunde rápidamente hacia el fondo.
Presenta ventajas económicas y constructivas, pero desde un punto de vista ambiental, aunque en la fase de construcción supone un impacto mucho menor, ya que no requiere excavaciones ni construcción de tuberías sobre lecho marino, durante la explotación de la planta puede implicar un mayor impacto, ya que la dilución del efluente es escasa, haciendo que sea un sistema inadecuado en este sentido cuando el medio receptor tenga determinadas características.
2. Emisario submarino
Este sistema consiste en la construcción de un emisario submarino para ejecutar el vertido. Este sistema maximiza la dilución de la salmuera, aunque también el tipo de diseño del emisario es importante para obtener resultados óptimos.
Por ejemplo, se mejora la dilución cuando el emisario tiene cierta inclinación vertical hacia la superficie, ya que como la salmuera tiene mayor densidad que el agua de mar, el efluente realizará inicialmente un movimiento parabólico, lo que facilitará su rápida dilución.
Estos emisarios suelen constar de varios tramos con características distintas en su diseño dependiendo de su ubicación y de las condiciones locales, por ejemplo en algunas ocasiones quedan enterradas o en otras lastradas sobre el lecho marino.
En este tipo de descarga se puede emplear el chorro único o el tramo difusor de múltiples boquillas. Además, se puede hacer uso de eductores para maximizar la dilución.
Los sistemas más avanzados son los que diseñan un tramo difusor de chorros sumergidos inclinados, suficientemente separados entre sí para evitar el impacto entre los chorros durante su trayectoria previa al impacto con el fondo.
Este sistema de descarga es, desde un punto de vista técnico y económico, más costoso. Y a nivel medioambiental, aunque el impacto sobre el medio marino es mayor en la fase de construcción de la planta, ya que requiere la excavación de fondos y la colocación de tuberías, durante la fase de explotación logra reducir significativamente el impacto en el medio marino.
3. Dilución previa
Con el fin de mejorar la dilución de la salmuera, muchas plantas desaladoras han añadido en sus diseños sistemas de dilución previa del concentrado con agua marina antes de ser enviado al emisario. De esta forma la salmuera se retiene en un depósito o balsa en la que se diluye con agua procedente directamente del mar.
De esta forma, la concentración salina de la salmuera es inferior y permite una dilución mayor, produciendo un menor impacto en el medio receptor.
Esta técnica requiere de un sistema de bombeo del agua de mar hasta donde vaya a realizarse la dilución por lo que aumenta el consumo energético de la planta.
4. Vertido conjunto con otras aguas
En ocasiones, la ubicación de la planta desaladora permite que el vertido de la salmuera pueda realizarse de manera conjunta con otras aguas.
El vertido con aguas residuales urbanas procedentes de una planta depuradora o el vertido conjunto con aguas de refrigeración de centrales térmicas son dos de los tipos de vertido conjunto más común.
En estos sistemas, aunque la salinidad de la salmuera disminuye al estar mezclada con otras aguas menos salinas, adquiere otras características como por ejemplo mayor temperatura, por lo que igualmente conviene analizar en profundidad el tipo de agua final que compondrá el vertido para implementar el mejor diseño posible dadas las características concretas de éste.
Alejandro Zarzuela López
