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Desalinización del agua de mar

Desalinización del agua de mar

El proceso de desalinización produce agua potable a partir del agua de mar.

Tecnología

Palabras clave

agua de mar, desalinización, planta desalinizadora, agua, ósmosis inversa, destilería, aparato de destilación, destilación, intercambio de iones, electrodiálisis, membrana semipermeable, escasez de agua potable, sal, agua potable, cloruro de sodio, electrodo, daño ambiental, orilla del mar, tecnología, geografía

Extras relacionados

Escenas

Planta desalinizadora

  • agua de mar
  • destiladores
  • agua desalinizada
  • solución fisiológica concentrada

Destilerías

  • aparato de destilación - Durante la desalinización, el agua de mar se evapora en destilerías, separando la sal del agua. El vapor se condensa y el resultado es el agua potable limpia.

Aparato de destilación

Destilación

  • termocompresor - El vapor drenado se comprime y así se calienta.
  • vapor caliente - El calor de la tubería provoca que se evapore el agua de mar, su contenido de sal se precipite y el vapor se transporte al siguiente tanque.
  • agua de mar
  • solución fisiológica concentrada
  • agua desalinizada - Durante la desalinización, el agua de mar se evapora en destilerías, separando la sal del agua. El vapor se condensa y el resultado es el agua potable limpia.

Intercambio de iones

  • perlas de resina cargadas eléctricamente - Los iones H⁺ se unen a la superficie de las perlas cargadas negativamente y los iones OH⁻ se unen a la superficie de las cargadas positivamente. Los iones en el agua de mar (incluyendo los iones Na⁺ y Cl⁻) también se unen a la superficie de las perlas, mientras que las perlas liberan iones OH⁻ y H⁺ que forman moléculas de agua.
  • agua de mar
  • agua desalinizada

Electrodiálisis

  • agua de mar
  • agua desalinizada
  • tanque

Ósmosis inversa

  • agua de mar
  • agua desalinizada
  • solución fisiológica concentrada
  • membrana semipermeable - Un rollo de membrana que deja pasar las moléculas de agua, pero no los iones disueltos en el agua. Normalmente, el agua desalinizada fluiría a través de la membrana y se mezclaría con agua salada, pero este proceso se invierte bajo presión: el agua desalinizada pasa por la membrana, dejando atrás una solución concentrada.

Animación

  • termocompresor - El vapor drenado se comprime y así se calienta.
  • vapor caliente - El calor de la tubería provoca que se evapore el agua de mar, su contenido de sal se precipite y el vapor se transporte al siguiente tanque.
  • agua de mar
  • solución fisiológica concentrada
  • agua desalinizada - Durante la desalinización, el agua de mar se evapora en destilerías, separando la sal del agua. El vapor se condensa y el resultado es el agua potable limpia.
  • perlas de resina cargadas eléctricamente - Los iones H⁺ se unen a la superficie de las perlas cargadas negativamente y los iones OH⁻ se unen a la superficie de las cargadas positivamente. Los iones en el agua de mar (incluyendo los iones Na⁺ y Cl⁻) también se unen a la superficie de las perlas, mientras que las perlas liberan iones OH⁻ y H⁺ que forman moléculas de agua.
  • agua de mar
  • agua desalinizada
  • perlas de resina cargadas eléctricamente - Los iones H⁺ se unen a la superficie de las perlas cargadas negativamente y los iones OH⁻ se unen a la superficie de las cargadas positivamente. Los iones en el agua de mar (incluyendo los iones Na⁺ y Cl⁻) también se unen a la superficie de las perlas, mientras que las perlas liberan iones OH⁻ y H⁺ que forman moléculas de agua.
  • contraiones
  • electrodo - Atraen a los iones con carga eléctrica opuesta, así estos iones se extraen del agua. Cuando se invierte la polaridad de los electrodos, los iones se liberan del electrodo y se retiran del aparato. Entonces la polaridad se invierte de nuevo y continúa el proceso de desalinización.
  • electrodo
  • liberación de iones - Cuando se invierte la polaridad de los electrodos, los iones se liberan del electrodo y se retiran del aparato. Entonces la polaridad se invierte de nuevo y continúa el proceso de desalinización.
  • desalinización
  • agua de mar
  • agua desalinizada
  • solución fisiológica concentrada
  • membrana semipermeable - Un rollo de membrana que deja pasar las moléculas de agua, pero no los iones disueltos en el agua. Normalmente, el agua desalinizada fluiría a través de la membrana y se mezclaría con agua salada, pero este proceso se invierte bajo presión: el agua desalinizada pasa por la membrana, dejando atrás una solución concentrada.
  • membrana semipermeable - Un rollo de membrana que deja pasar las moléculas de agua, pero no los iones disueltos en el agua. Normalmente, el agua desalinizada fluiría a través de la membrana y se mezclaría con agua salada, pero este proceso se invierte bajo presión: el agua desalinizada pasa por la membrana, dejando atrás una solución concentrada.
  • poro

Narración

Aunque es posible sobrevivir 30 o 40 días sin comer, sólo podemos vivir como máximo 3 o 4 días sin agua. Hay numerosas regiones en la Tierra donde las reservas de agua dulce potable son de difícil acceso y la gente hace todo lo posible para obtener agua potable.

El agua de mar está disponible en una cantidad casi ilimitada en el mundo, pero su consumo en grandes cantidades puede ser peligroso debido a su alto contenido en sal, que puede causar deshidratación. Un destilador doméstico es suficiente para desalinizar una pequeña cantidad de agua, pero sólo con una tecnología a gran escala es posible satisfacer una mayor demanda.

Las plantas desalinizadoras a menudo se construyen en la costa, donde tras un tratamiento mecánico se eliminan la sal del agua de mar. Existen varios métodos para la desalinización, de los cuales el más simple es la destilación, un proceso utilizado también por la planta de esta animación. El objetivo de este método es eliminar la sal del agua mediante ebullición.

En una unidad de destilación se construyen numerosos bloques, y se colocan tubos de calor en cada uno de ellos. Se introduce vapor caliente en los tubos, mientras desde arriba se rocía su superficie externa con agua de mar no calentada. El agua de mar enfría el flujo de vapor caliente que se condensa en agua dulce dentro del tubo y sale abajo. Al mismo tiempo, el vapor producido por el agua de mar calentada pasa al tubo de calor del siguiente bloque de destilación.

Después, el agua desalinizada del tubo de calor del bloque de destilación se recoge, mientras el agua salada concentrada sale por la parte inferior del destilador. El vapor que se escapa del último bloque se introduce de nuevo en el primer bloque a través de un termocompresor que aumenta la presión y la temperatura del vapor.

El intercambiador iónico desaliniza el agua de mar con la ayuda de unas perlas de resina cargadas eléctricamente. Las perlas se introducen en un tanque que contiene un tubo de drenaje. Se introduce agua de mar al tanque desde arriba, y esta fluye hacia el fondo a través de los poros situados entre las perlas. Durante el flujo del agua, las perlas de resina ligan la sal del agua de mar y el agua acumulada entra en el orificio a través de un filtro. Por último, el agua desalinizada sale del tanque por el tubo de drenaje.

Inicialmente, se encuentran contraiones cargados positiva y negativamente en la superficie de las perlas de resina eléctricamente cargadas. Estos son iones de hidrógeno e hidróxido de agua.

En el agua de mar que fluye entre los poros, la fuerza iónica del sodio cargado positivamente y del cloruro cargado negativamente es mayor que la de los contraiones, así, estos últimos se separan de la superficie de las perlas. Como resultado, el sodio y el cloruro se unen a las perlas y los contraiones separados forman de nuevo el agua. Después de un tiempo, las perlas no pueden fijar más sal y deben ser regeneradas. La desventaja del proceso de intercambio de iones es que requiere el uso de agentes químicos muy fuertes para separar los iones de sodio y cloruro de la superficie de las perlas. Las fuertes ácidos y bases utilizadas en grandes cantidades suponen una enorme carga para el medio ambiente.

Durante la electrodiálisis, se hacen fluir el agua de mar bajo alta presión a través de membranas conectadas a corriente eléctrica.

Los iones de la sal del agua se unen a las membranas de carga adecuada. A la membrana cargada positivamente, o ánodo, se fijan iones de cloruro, mientras al cátodo negativo se unen iones de sodio. Después de un tiempo las superficies del ánodo y cátodo no pueden fijar más sal y deben ser limpiadas.

Para limpiar las superficies de la unidad de electrodiálisis se utiliza corriente eléctrica. En condiciones normales, los iones de la sal se unen a las superficies cargadas eléctricamente, sin embargo, al limpiarlas, invierten la dirección del flujo de la corriente eléctrica, debido a lo cual los iones se separan de las superficies del ánodo y cátodo. Los iones de sal liberados salen de la unidad con el flujo del agua.

La ósmosis inversa desaliniza el agua según el tamaño de las partículas en vez depender de su fuerza iónica. Durante el proceso, se alimenta agua bajo una elevada presión a un tanque que contiene un sistema de membranas semipermeables, hechas de un plástico especial y formadas por varias capas, rodeando a un tubo. La alta presión comprime el agua de mar contra las membranas.

Después de pasar por cada capa, las membranas filtran toda la sal del agua. Mientras el agua desalinizada sale por el tubo de drenaje, la sal recogida por las membranas se acumula en otro tubo de drenaje y sale del tanque como una solución salina concentrada. Hoy en día la ósmosis inversa es el método desalinizador más ampliamente utilizado; no requiere el uso de reactivos químicos peligrosos, por lo tanto, es un método muy respetuoso con el medio ambiente.

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