ANÁLISIS COMPARATIVO DE TECNOLOGÍAS DE DESALINIZACIÓN PARA APLICACIONES EN PEQUEÑA ESCALA
DOI:
https://doi.org/10.59627/cbens.2024.2543Palavras-chave:
Energía Solar, Desalinización del Agua, Humidificación - DeshumidificaciónResumo
La creciente demanda de agua potable ha llevado a explorar alternativas sostenibles y eficientes en el proceso de desalinización. Los métodos convencionales, como la ósmosis inversa y la evaporación multietapa instantánea, enfrentan desafíos en la aplicabilidad a pequeña escala, especialmente en áreas rurales con restricciones de acceso a la energía eléctrica. Este artículo se centra en comparar estas tecnologías con el innovador proceso de humidificación-deshumidificación del aire (HDH) para la producción de 100 litros/ hora de agua desalinizada. Se emplearon balances masicos y energéticos para evaluar la eficiencia de cada tecnología, específicamente la cantidad de energía térmica necesaria por volumen de agua desalinizada, y el área de colectores solares necesarias para el proceso. Se consideraron configuraciones de circuito abierto y cerrado con y sin regeneración. Los resultados iniciales revelan que, en una configuración de circuito abierto sin regeneración, el consumo de energía térmica en el proceso HDH es 3,6 y 5,5 veces mayor en comparación con los procesos MSF y MED, respectivamente. En conclusión, a pesar de un mayor consumo de energía térmica, en comparación con las tecnologías MED y RO, el proceso HDH presenta ventajas significativas en términos de costos iniciales y de mantenimiento reducidos. Además, la modularidad del sistema permite adaptarse a diversas demandas de agua, desde pequeñas cantidades hasta volúmenes más significativos. De esta forma, el proceso HDH es una solución eficaz y accesible para la desalinización de agua en áreas con limitaciones de acceso a la energía eléctrica y mantenimiento. La combinación de bajos costos y el uso de fuentes renovables refuerzan el potencial de implementación de esta tecnología en entornos diversos, desde zonas rurales hasta aplicaciones más extensas.
Downloads
Referências
Abdullah A. S., Essa F. A., Omara Z. M., Bek M. A., 2018. Performance evaluation of a humidification–dehumidification unit integrated with wick solar stills under different operating conditions, Desalination, 441.
Al-Dadaha R.K., Youssefa P. G., Mahmouda S. M., 2014. Comparative Analysis of desalination technologies, Energy Procedia, 61, 2604-2607.
Alghoul M. A., Poovanaesvaran P., Sopian K., Sulaiman M.Y., 2009. Review of brackish water reverse osmosis (BWRO) system designs, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13, 2661–2667.
Al-Hallaj S., Farid M. M., Tamimi A. R., 1998. Solar desalination with a humidification--dehumidification cycle: performance of the unit, Desalination, 120, 273-280.
Al-Karaghouli A., Kazmerski L., 2013. Energy consumption and water production cost of conventional and renewable energy powered desalination processes, Renewable and Sustainable Energy Review, 24, 343-356.
Ministerio de Salud de la Argentina: Calidad del agua, 2022. URL: www.argentina.gob.ar/salud/ambiental/agua
Curto D., Franzitta V., Guercio A., 2021. A review of the water desalination technologies. Applied Science, 11, 607.
Dias de Carvalho M., Selia dos Reis Coimbra J., Silva Miranda Lemos T., Alguilar Bellido J. D., Oliveira Siquiera A. M., 2020. A review of humidification-dehumidification desalination systems, International Journal of Research.
Esfahani I. J., Rashidi J., Ifaei P., Yoo C., 2015. Efficient thermal desalination technologies with renewable energy systems: a state of the art review, Korean Journal Chemical Engineering.
Farid M. M., Parekh S., Selman J. R., Al-Hallajb S., 2002. Solar desalination with a humidification-dehumidification cycle: mathematical modeling of the unit, Desalination, 151,153-164.
Fritzmann C., Löwenberg J., Wintgens T., Melin T., 2007. State of the art of reverse osmosis desalination, Desalination.
Gattey D. P., 2002. Understaning Psychrometrics, ASHRAE.
Ghermandi A., Messalem R. 2012. Solar driven desalination with reverse osmosis: the state of the art, Desalination and Water Treatment, 7, 1-3, 285-296.
Hay J. E., Davies J. A., 1980. Calculation of the Solar Radiation Incident on a inclined surface, in Proceedings of the first Canadian Solar Radiation Data Workshop, Ministery of Supply and Service, Toronto, Canada, p. 59.
Lawal D. U., Qasem N. A. A., 2020. Humidification-dehumidification desalination systems driven by thermal-based renewable and low-grade energy sources: A critical review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 125.
Mayere A., 2018. Analysis of Humidification Dehumidification Desalination System, The International Journal of Engineering and Science (IJES)
Mahmoud M. S., Farrag T. E., Mohamed W. A., 2013. Experimental and theoretical model for water desalination by humidification - dehumidification (HDH), Procedia Environmental Sciences, 17, 503 – 512.
Mathioulakis E., Belessiotis V., Delyannis E., 2007, Desalination by using alternative energy: review and state of the art. Desalination, 203, 346-365.
Mekonnen, M. M., Hoekstra A. Y., 2016. Four billion people facing severe water scarcity, Science Advances, 2,1-6.
Narayan G. P., Sharqawy M. H., Summers E. K., Lienhard J. H., Zubair S. M., Antar M. A. 2010., The potential of solar driven humidification dehumidification desalination for small scale decentralized water production, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14, 1187-1201.
Nawayseh N. K., Farid M. M., Al-Hallaj S., Al-Timimi A. R., 1999. Solar desalination based on humidication process I. Evaluating the heat and mass transfer coefficients, Energy conversion and management. 40, 1423-1439.
Our World in Data., 2023. Installed global renewable energy capacity by technology, Dirección URL: [10 de agosto de 2023]
Pérez-González A., Urtiaga A.M., Ibáñez R., Ortiz I., 2012. State of the art and review on the treatment technologies of water reverse osmosis concentrates, Water Research, 46, 267-283.
Reindl D.T. , Beckman W.A. , Duffie J.A., 1990. Diffuse fraction correlations, Solar Energy, v.45, 1, pp. 1-7.
Saadat A. H. M., Islam M. S., Islam M. S., Parvin F., Sultana A., 2018. Desalination technologies for developing countries: A review, Journal of Scientific Research, 10, 1, 77-97.
Sharon H. y Reddy K. S., 2015. A review of solar energy driven desalination technologies, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 41, 1080-1118.
Song J., Li T., Wright-Contreras L., Wing-Keung Law A., 2017. A review of the current status of small-scale seawater reverse osmosis desalination, Water International.
UNESCO, 2023. Alianzas y cooperación por el agua. Resumen ejecutivo. URL: unesdoc. unesco.org/ark:/48223/pf0000384657_spa [consulta: 07 de agosto de 2023]
Vadalia B. V., Pate P., Patel J., 2013. Solar Humidification-Dehumidification technology for pure water production. International Journal for Scientific Research and Development, 1, 10, 2321-0613.
Vicuña, S., Daniele, L., Farías, L., González, H., Marquet, P. A., Palma-Behnke, R., Stehr, A., Urquiza, A., Wagemann, E., Arenas-Herrera, M. J., Bórquez, R., Cornejo-Ponce, L., Delgado, V., Etcheberry, G., Fragkou, M. C., Fuster, R., Gelcich, S., Melo, O., Monsalve, T., Winckler, P., 2022. Desalinización: Oportunidades y desafíos para abordar la inseguridad hídrica en Chile. Comité Asesor Ministerial Científico sobre Cambio Climático; Ministerio de Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación.
World Health Organization, 2021. Guidelines for Drinking-water Quality, 3ª edición, pp. 218, WHO Press, Geneva.
