Innovación tecnológica en plantas desaladoras de ósmosis inversa
La investigación aplicada al diseño de plantas desaladoras ha conducido al desarrollo de varios prototipos en funcionamiento como paso previo a su comercialización
Antecedentes
El Grupo de Investigación IEA (Instrumentación Electrónica y Aplicaciones) del Departamento de Tecnología Electrónica de la Universidad de Sevilla y la Fundación ProDTI (… promoción del Desarrollo Tecnológico Industrial) vienen desarrollando una línea de investigación aplicada, dirigida por el profesor Alberto Menéndez, sobre diseño modular y automatización avanzada de plantas desaladoras de aguas salobres por ósmosis in-versa, actualmente con varios prototipos en funcionamiento.
Desde el año 1997, el referido Grupo IEA recibe la propuesta de estudiar una alternativa tecnológica que pudiera responder a los planteamientos de “falta de respuesta adecuada” recibidos desde el sector comercial de plantas desaladoras de ósmosis inversa, ya que el cuadro de situación que presentaba, y aún presenta, el mercado de plantas desaladoras es el siguiente;
- Fabricación artesanal de plantas: a medida o bajo pedido.
- Alto costo individual de fabricación e instalación.
- Dificultades en el servicio de mantenimiento.
Oportunidad
Básicamente el anterior primer punto es motivo para que se presenten los demás en cadena. En efecto, al atender el mercado de manera individualizada, difícilmente se consiguen fabricar dos modelos iguales y, en consecuencia, la calidad y costo de cada planta desaladora no podrá acceder a una economía de escala.
En una primera fase de análisis se fueron perfilando lo que podrían definirse como “ideas para el cambio”:
- Plantas estandarizadas en reemplazo del sistema de fabricación artesanal.
- Diseños modulares que faciliten la instalación y labores de servicio posventa.
- Reducción de costos, de fabricación y de explotación.
Investigación aplicada
Iniciados los trabajos de desarrollo, se fueron concretando los elementos que podrían considerarse??o requerimientos tecnológicos para hacer posible el cambio:
- Ajuste automático de las condiciones de trabajo de la planta, tanto en la puesta en marcha como ante futuras variaciones de la calidad del agua de entrada, respetando las especificaciones de las membranas.
- Simplicidad de uso con autolimpieza automática de membranas y filtros, y con dilución y dosificación automática de aditivos.
- Fácil mantenimiento con autodetección de anomalías y control a distancia.
Así, mediante una ayuda de Fondos FEDER del Plan Nacional de Investigación, en la Escuela Universitaria Politécnica de Sevilla se desarrolló un primer prototipo de planta desaladora de laboratorio (figura 1) que incorporaba un Control Digital Integrado (electrónica inteligente distribuida) como elemento clave para dar respuesta a la serie de requerimientos antes citados.
Con toda la experiencia acumulada que supuso el primer diseño, se pasó al desarrollo de un prototipo de carácter industrial (figura 2), con marca registrada Ciberdesal®, modelo Prima 6M02 capaz de producir hasta 28 m3/día de agua permeada.
En una fase posterior, esta vez con ayuda concedida por la Consejería de Desarrollo Tecnológico y Empleo de la Junta de Andalucía, se realiza el diseño de una planta desaladora de mayor producción, modelo Mega 6M01 (figura 3) con una producción de hasta 130 m3/día de agua perneada. Este modelo incluye las anteriores innovaciones tecnológicas pero además incorpora, como nuevo elemento clave, funciones de telecontrol vía telefonía móvil.
Ventajas tecnológicas y diversificación
Los desarrollos realizados confirman las importantes “ventajas tecnológicas” conseguidas: diseño modular y compacto, incluyendo pretratamientos en la misma unidad de fácil transporte e instalación, máxima sencillez de utilización, control automático para máxima producción y vida útil de elementos (prevención de colmat??oado y envejecimiento de membranas…) y mantenimiento reducido al mínimo.
Sin embargo, con vistas a la salida a mercado comercial, se aprecia la necesidad de diversificar la oferta de modelos en cuanto a tamaños de producción, por lo que en 2004 se han incorporado dos nuevos prototipos a fin de completar la gama. El primero, diseño de menor tamaño, es el modelo Mini 6M01 con una producción de 9 m3/día (con una variante modelo 3M01 de 4,5 m3/día) y el siguiente, en proceso de montaje, es el modelo Mega18M01 (figura 4) con una producción prevista de 400 m3/día.
Industrialización
Consolidada la etapa del proceso de I+D+i con pruebas de campo satisfactorias, actualmente se está en vías de la industrialización de las citadas Plantas Desaladoras Ciberdesal® a partir de una nueva empresa de base tecnológica que está previsto instalar en Sevilla.
Este proceso spin-off en curso tiene como objetivo cubrir las expectativas de fabricación y servicio posventa con una comercialización prevista a nivel nacional e internacional.
Innovación continuada
Además, dicha empresa tiene planteado mantener una importante actividad de I+D+i en combinación con el Grupo IEA y la Fundación ProDTI, con vistas a mantener el liderazgo tecnológico e incorporar nuevas variantes según necesidades del mercado.
Actualmente, ya se está investigando sobre la utilización de técnicas de inteligencia artificial y de control estadístico de procesos con vistas a la síntesis de modelos on-line que permitan potenciar el mantenimiento preventivo y predictivo de la desaladora.
Buena parte de la tecnología avanzada desarrollada podría trasladarse a las grandes desaladoras de a??ogua de mar con posibilidad de aportar notables mejoras innovadoras. A este respecto el Grupo IEA y la Fundación ProDTI (prodti@us.es) ponen su know-how a disposición de futuras colaboraciones.
Resumen
En esta comunicación se presenta una síntesis de una línea de investigación aplicada que se está realizando en la Escuela Universitaria Politécnica de Sevilla sobre control digital integrado y telecontrol de desaladoras de agua por ósmosis inversa. En dichos trabajos han participado numerosos profesores y alumnos de la EUP y los desarrollos han progresado hasta lograr varios prototipos industriales de plantas desaladoras que están en funcionamiento con importantes innovaciones tecnológicas. Actualmente se está en vías de concretar la creación de una nueva empresa spin-off para la fabricación y comercialización de los desarrollos realizados.
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