LA COOPERACIÓN INTERNACIONAL Y EL MAR.

¿Son posibles iniciativas de cooperación que tienen que ver con el mar?

Cabe preguntarse si estamos utilizando el medio marino para todo lo que nos beneficia, que seguramente no, o, para usos que nos perjudican, y aquí, probablemente habrá de todo.Con este comentario no se pretende abrir un debate de carácter general, pero sí hablar de algunas acciones a través de las cuales el uso del medio marino pudiera estar indicado para resolver ciertos problemas o para evitar otros.

Es obvio que tanto en unos usos como en otros habrá innumerables posibilidades, pero por esta vez vamos a elegir tres que darían lugar a varias actividades conectadas directamente con la industria marítima.

En ellas se da una circunstancia concurrente y por ello se distinguen de la mayoría de las actividades de naturaleza marítima.

No habría en ellas, en principio, el móvil económico que caracteriza a las actividades del comercio marítimo y a las de explotación de los recursos marinos sean éstos vivos o fósiles, ni estarían relacionadas con la defensa ni con las de las investigaciones oceanográficas que hoy día se llevan a cabo, aunque puedan tener alguna relación con estas últimas.

Sin embargo, sí estarían relacionadas con la preservación del medio ambiente a largo plazo, con la salud y con el suministro de elementos vitales para la supervivencia y el desarrollo humano.

Su principal inconveniente es su incapacidad para generar beneficios en el sentido en que estos se entienden en la economía de mercado, y en la necesidad de grandes dosis de cooperación para llevarlas a cabo. Por su conveniencia y no por sus resultados en los plazos en los que esa economía mide los tiempos.

Habrá seguramente otras actividades merecedoras de atención, pero de momento nos vamos a fijar en el suministro de agua potable a quién carece de ella.

Se trata de potabilizar agua de mar para proporcionársela a aquellos pueblos y comunidades en el mundo que carecen de de este bien indispensable. Por supuesto, hay países con economías potentes (países del Golfo Pérsico, por ejemplo) que pueden permitirse y de hecho lo hacen, la construcción de plantas potabilizadoras suficientes en número y potencia para subvenir sus necesidades. Igualmente, las grandes aglomeraciones urbanas costeras en países desarrollados suelen requerir aporte suplementario de agua potable mediante medios artificiales.

Las soluciones marítimas de las que vamos a tratar brevemente sirven técnicamente de manera obvia tanto para estos países como para los países más pobres. Pero nos orientaremos hacia estos últimos.

Nos referiremos al uso de la tecnología de ósmosis inversa en plantas de desalinización situadas en el mar, flotantes, fijas o incluso autopropulsadas1.

Como ya sabemos, si separamos dos soluciones acuosas, una concentrada y otra diluida por una membrana semipermeable, se establecerá un flujo de disolventes desde la solución diluida hacia la concentrada. Ese flujo se detendrá cuando el nivel de la solución concentrada se eleve a una cierta altura sobre el nivel de la diluida. La diferencia de altura de ambas soluciones mide la “presión osmótica” propia de la solución. En el caso del agua de mar (Supuesta una concentración de 35.000 p .p. millón), esa presión es de 70Kg/cm2.

Cuando se somete a la solución concentrada a una presión superior a la osmótica, la dirección del flujo se invierte y parte del disolvente pasará de la solución concentrada a la diluida. Este fenómeno se conoce como “osmosis inversa”, y en el caso del agua de mar, el agua resultado de la aplicación de lo anterior presenta un contenido de sales inferior a 550 p. p. millón, es decir, totalmente potable.

Disponiendo del equipo adecuado, tanto de bombeo como de las membranas y sus soportes adecuados, desde hace bastante tiempo se ha venido potabilizando agua de mar por este procedimiento, que ha desbancado ya a cualquier otro de los utilizados con este fin.

No vamos a entrar en la descripción técnica de estas plantas1 pero sí dar un vistazo a la situación general del problema del agua, partiendo del hecho que la inmensa mayoría de las plantas existentes se encuentran en las costas en tierra y no en el mar.

Según un trabajo presentado recientemente en la OCDE, el mercado de la desalinización de agua de mar se ha desarrollado muy rápidamente a partir del año 2.000 y aún más aceleradamente desde el año 2012. En términos de mercado, éste crecimiento ha sido especialmente grande en América del Norte y en el Oriente Medio, alcanzando las estimaciones realizadas los 13.000 millones de dólares en Arabia Saudita, 10.000 en los Emiratos Árabes Unidos y 11.000 en Estados Unidos entre los años 2012-2016. Este mismo estudio afirma que las previsiones a futuro indican que el volumen global de desalinización de agua de mar alcanzará, los 20 millones de m3/día de agua potabilizada en 10 años.

Estas previsiones se basan en la expansión de un mercado de desalinización en zonas del mundo cuyos países pueden pagarlo, pero no incluye las necesidades de agua en las zonas pobres del mundo, en las que el umbral de necesidad de agua se mide por la práctica inexistencia de la misma, y que lleva a millones de personas a emigrar a otras zonas, aumentando exponencialmente los consumos en éstas, o a padecer hambrunas terribles, situaciones de insalubridad y a convertirse periódicamente en focos de epidemias de gran mortalidad.

Como se ha dicho anteriormente, la inmensa mayoría de las plantas se localizan en tierra. El agua salada debe ser aspirada a una cierta distancia de las orillas y a una cierta profundidad para asegurar, no sólo la uniformidad de la misma y de su temperatura, sino también alejarse de elementos potencialmente contaminantes en las zonas colindantes con la línea de costa o de absorber peces pequeños u otros seres vivos que abundan en las aguas superficiales.

En el caso de las plantas flotantes, este problema queda minimizado por estar ya la propia planta en la zona adecuada de aspiración del agua de alimentación.

En el caso de las plantas terrestres, la salmuera sobrante, (la que corresponde a la solución concentrada tras el paso de la diluida a través de las membranas (del orden de un 20 a 30 % del total de agua procesada), ha de ser enviada por un emisario a una zona alejada de las orillas en la que se difundirá rápidamente, para evitar el aumento local de la salinidad en las aguas colindantes con la zona en la que está instalada la planta y sus consecuencia para el hábitat marino en esa zona. El efecto sería peor si la planta se construye en una zona de costa de aguas abrigadas.

En una planta flotante offshore, y dada la rápida difusión de la salmuera disponiendo de un espacio prácticamente infinito para ello, el problema anterior no existe. Sin embargo, el agua dulce obtenida debe ser enviada a tierra a la red de suministro, pero este coste es obviamente muy inferior a los que ha de asumir una planta en tierra para aspirar un 100% del agua y bombear en un emisario un 30% de salmuera. La planta flotante debe sólo bombear a tierra un 70% del agua procesada.

Otro aspecto muy importante a considerar es el de la energía necesaria. Desde el punto de vista teórico, operando con una presión igual a la presión osmótica del agua de 35.000 p. p. m. (o 35 gr / l), el consumo de energía es de 1,56 KWh/m3 que puede bajar a 1,28 KWh si se usa una recuperación de energía a partir de la presión de la salmuera de salida. En conjunto se puede decir en base a la experiencia, que el consumo total de energía2 por metro cúbico producido, incluyendo los costes adicionales de membranas, tratamientos del agua, etc. estará entre los 2 y los 2,5 KWh/m3.

Dentro de estas consideraciones hay que calibrar qué fuente de energía se utiliza, especialmente si nos referimos a las emisiones a la atmósfera de CO2 y otros gases de efecto invernadero. Aquí nos encontramos con la incidencia que pueda tener el uso de energías limpias, y especialmente la energía eólica. Si la alimentación eléctrica principal de la planta flotante fuera hecha desde tierra, la comparación a estos efectos entre la planta terrestre y la offshore no existiría en el aspecto energético. La planta flotante se “enchufaría” a tierra; pero si se pretende dar una independencia a la planta flotante y dadas las condiciones de la velocidad del viento habitualmente estable y más fuerte en el mar que en tierra, la planta flotante podría alimentarse de parques eólicos marinos o tener sus propias turbinas. En este último caso estaríamos hablando ya de otro tipo de proyecto: de una planta mixta de producción de electricidad y de potabilización de agua de mar.

En concreto, y en un estudio reciente2, con uso de energía convencional, la emisión de una planta de potabilización por ósmosis inversa se puede cifrar en 1,6 Kg CO2/m3. Obviamente estas cifras cambiarían sustancialmente si sólo se utilizase energía eólica o gas natural licuado como combustible.

Cuando en 1983, el equipo citado en la nota (1), formado en Astilleros Españoles, Cádiz, realizó algunos anteproyectos de plantas flotantes de potabilización por ósmosis inversa, que entonces no existían, se manejaban cifras de consumo de energía del orden de 7 KWh/m3 de agua producida con las tecnologías entonces disponibles, (especialmente las de las membranas), así como un coste del agua resultante de 175 pts./m3 para una planta flotante de 20.000 m3/día. Hoy, con unos costes de financiación más bajos, y con las tecnologías de membranas actuales, se habla de 2,3 KWh/m3 y de 1 $/m3 de coste posible.

Como ejemplo comparativo de todo lo anteriormente citado, se puede decir que la potencia necesaria para alimentar 300.000 hogares con agua potabilizada por ósmosis inversa equivale a la potencia necesaria para hacer volar a un Boeing 747 a su velocidad de crucero, y que el consumo para un hogar no supera el de un frigorífico.

Volviendo a las diferencias entre una planta terrestre y otra flotante, además de las ya explicitadas al principio de estas líneas, y de los costes y problemas legales y administrativos de adquisición y disponibilidad de los terrenos necesarios junto al mar para la construcción, la planta flotante ofrece una flexibilidad que no se da en el caso de una instalación terrestre: puede haber épocas de lluvias en las que el abastecimiento esté asegurado por algún tiempo por este medio. La movilidad de una planta flotante puede asegurar el suministro en otro lugar en el que estén dando condiciones de sequía sin necesidad de trasvases o infraestructuras muy caras, tanto para el consumo humano como para la agricultura. Las plantas flotantes minimizan los efectos medioambientales en las áreas costeras y preservan la vida acuática en las zonas de aguas someras. La capacidad de aumentar la producción es mucho más fácil en una planta flotante, así como la disponibilidad en cada momento.

La tecnología de arquitectura naval como de suministro de energía es la misma que se utiliza en la industria offshore de petróleo y gas o en la de granjas eólicas marinas.

La estimación actual global es que el 20% de las nuevas capacidades se conseguirán con plantas offshore, y que la tendencia crece. Todo ello sin considerar, como se dijo al principio, las enormes necesidades de los países pobres, especialmente en África y el avance de la desertización en el mundo, y la gran cantidad de islas sin nivel freático disponible y sin lluvias suficientes ni almacenajes disponibles. En el caso de España, citaremos a Lanzarote (isla sin recursos hídricos propios), en la que se han potabilizado en 2014 por diversos sistemas 25.000 m3/día de agua de mar (134.000 personas entre población fija y flotante). 250.000 m3/ día en Gran Canaria (con ciertos recursos propios), (870.000 población fija y flotante).

Algunas plantas flotantes en operación en la actualidad son las de Arabia Saudita, 52.000 m3/día con un coste de producción de 2,27 USD/m3, o la de Chipre, con 20.000 m3/día cuyo coste es de 1,38 €/m3.

El asunto a resolver es cómo financiar la construcción y explotación de plantes flotantes cuyo fin es humanitario y no comercial, y cómo los Fondos de Cooperación al Desarrollo, en el caso de España FCAS y FONPRODE, o los pomposamente llamados “Objetivos del Milenio” (largo nos lo fiáis), de la Organización de Naciones Unidas pueden hacer algo al respecto, además de buenos propósitos.

Como una curiosidad técnica, cabe decir que un módulo de potabilización por ósmosis inversa sumergido a 700 mts de profundidad realizaría la desalinización sin aporte propio de energía (una presión equivalente a la osmótica ya se daría en el exterior), y sólo demandaría poner a esa presión el agua potable obtenida y no toda el agua procesada, para elevarla a superficie del mar, más la necesaria para devolver al mar la salmuera, elevando la presión de ésta en unos 5 Kg/cm2.

Por otra parte, decir que el sistema de ósmosis inversa es el único que permite potabilizar agua del mar manualmente: basta un bombillo hidráulico de mano para proporcionar una presión de 70 KG/cm2 a agua de mar que alimente un pequeño módulo de membranas para obtener agua potable. Esto puede ser muy útil para pequeñas embarcaciones en caso de necesidad.

1. Revista Ing. Naval nº 600. José-Esteban Pérez, José Pedro Fondón, Victor Castells. XXIV Sesiones Técnicas. Madrid 31/6/85.

2. Yale University. M. Elimelech, Carnegie Mellon University, Gilau and Small