Desalinización

Fondo 

A salinidade está a converterse nun problema cada vez máis común nos programas de Oxfam. Algunhas augas subterráneas son salobres de forma natural. Non obstante, a variabilidade climática e o aumento da frecuencia das secas están a reducir a recarga das augas subterráneas e a provocar un deterioro da calidade da auga nalgunhas rexións. Noutros lugares, a mala xestión e a falta de regulación están a provocar unha extracción excesiva e a intrusión de auga de mar (en zonas costeiras) ou a "afloramento" de auga salobre que puido quedar atrapada nas rochas desde que se formaron. Unha vez que un acuífero está contaminado desta maneira, non se pode reverter.

Oxfam non ten un kit de desalinización no seu Centro de Subministración porque as diferentes fontes de auga requiren diferentes combinacións de pretratamento, tratamento e postratamento, o que require asesoramento especializado. Este documento ten como obxectivo proporcionar orientación práctica sobre os factores que cómpre ter en conta ao planificar un sistema de desalinización. 

Visión xeral da desalinización

O obxectivo do estudo da "Folla de ruta" era proporcionar recomendacións para instalacións de desalinización a pequena escala. O informe conclúe que i) a destilación solar (SSD) é a mellor opción para o uso doméstico individual, debido ao seu baixo investimento de capital e á súa simplicidade; ii) a osmose inversa (RO) é a tecnoloxía máis eficaz para instalacións a pequena escala (definiuse como 1-10 m3/día, pero a recomendación é igualmente relevante para sistemas máis grandes); e iii) a desionización capacitiva (CDI) é unha tecnoloxía emerxente que se mostra prometedora e paga a pena considerala para auga bruta cunha salinidade inferior a 3,500 ppm de TDS como alternativa á RO (investigacións posteriores confirmaron que o rendemento das unidades CDI comerciais existentes diminúe significativamente por riba das 1,000 ppm, o que limita a súa aplicación). 

Medición e clasificación da salinidade  

A salinidade refírese á concentración de sales solubles na auga. Toda a auga natural contén algúns sales disoltos, como sodio, magnesio e calcio. O cloruro de sodio é o máis común de todos os sales. Non existe unha guía da OMS baseada na saúde para a salinidade e o sabor da auga xeralmente será desagradable antes de alcanzar un nivel no que sexa prexudicial para a saúde. A salinidade pódese medir pola condutividade eléctrica (CE), expresada en μS/cm, ou por sólidos totais disoltos (SDT), expresada en mg/l ou ppm. A conversión entre os dous non é constante e depende do contido químico da auga; non obstante, úsase habitualmente 0.67 como factor de conversión, é dicir, a auga cun SDT de 2,000 mg/l equivale aproximadamente a un SDT de 3,000 μS/cm. Para os efectos deste resumo técnico, a salinidade exprésase en SDT.  

Non existe un acordo universal sobre o que constitúe auga de baixa, media e alta salinidade, e a aceptabilidade variará entre consumidores, países e dependendo da aplicación. Polo tanto, a táboa seguinte só debe utilizarse como unha guía aproximada. Para o consumo humano, adóitase usar 1,000 mg/l de TDS como límite do que se podería clasificar como auga doce. A auga de mar ten unha TDS típica de 35,000 mg/l.  

0 – 1,000	Apto para todos os fins normais
1,000 – 3,000	Apto para o gando, marxinal para o consumo humano
3,000 – 5,000	Apto para gando, non apto para consumo humano
5,000 – 7,000	Apto para camelos, marxinal para outro gando
7,000 – 10,000	Apto para camelos, marxinal para cabras e ovellas, non apto para gando vacún
10,000-15,000	Marxinal para camelos, só en emerxencias para cabras e ovellas
> 15,000	Non apto para calquera vida animal domesticada

Alternativas ao tratamento con RO

Opcións sen tratamento  

Dados os desafíos asociados co funcionamento e mantemento satisfactorios dunha planta desalinizadora, se se pode evitar o tratamento para eliminar sales ou outros contaminantes químicos, deberían considerarse alternativas. As opcións son mesturar auga con menor salinidade ou desenvolver novas fontes, se existen opcións de auga doce. Isto pode resultar en bombear e canalizar auga desde unha distancia significativa. Nestas circunstancias, pódese realizar unha análise de viabilidade e custos para determinar cal ofrece a mellor solución. 

Destiladores solares 

Un destilador solar é unha tecnoloxía moi sinxela baseada na evaporación e recollida de pingas de auga condensadas. Non require electricidade nin pezas mecánicas ou móbiles e, polo tanto, ten uns gastos operativos asociados mínimos. É igualmente eficaz para auga de baixa e alta salinidade. Os destiladores solares poden ser axeitados para as necesidades de consumo de fogares individuais en zonas rurais, pero debido a que a produción é tan baixa, a medida que aumenta o número de usuarios e a demanda, convértese rapidamente en pouco económico e tamén pouco práctico tendo en conta os grandes requisitos de espazo.  

En 2013, Oxfam puxo a proba dous destiladores solares Fcubed Carrocell 3000 en Bangladesh. Este é o maior dos tres modelos producidos (cunha superficie de 3 m2) e a empresa afirma que pode subministrar 20 litros de auga ao día (< 30 graos Celsius). En Bangladesh subministraron auga de boa calidade, pero só entre 8 e 15 litros ao día e, con base nisto, a proba finalizou sen ampliación de escala. Oxfam Kenya considerou introducir o mesmo no seu programa Turkana, pero o custo de 450 dólares por fogar foi un obstáculo importante para a replicabilidade. Pódense instalar varias unidades como parte dun módulo máis grande, pero o custo e o espazo necesario aumentan de forma case lineal.  

Iraq (Innovation Lab) asociouse con Aquaba co obxectivo da produción local de destiladores solares. A empresa produce un destilador solar que custa 150 dólares (1 m2 de superficie) e que, segundo afirma, é capaz de producir ata 5 litros de auga ao día.

Os destiladores solares pódense improvisar con materiais locais (vidro ou mesmo láminas de plástico) a un custo moito menor que os produtos comerciais, pero a eficiencia diminúe en consecuencia, polo que pode ser unha falsa economía.    

Aínda que é a tecnoloxía máis sinxela, o prezo por litro de auga procedente dun destilador solar convértea na tecnoloxía de desalinización máis cara. Os destiladores solares teñen o seu "nicho", pero non son axeitados para a resposta de emerxencia a auga, saneamento e hixiene, onde Oxfam necesita subministrar auga ás comunidades a grande escala.

desionización capacitiva (CDI) 

A CDI usa corrente continua de baixa tensión e eléctrodos para xerar forzas electrostáticas que manipulan ións de carga positiva e negativa en correntes separadas de salmoira e auga doce. 

Para augas de baixa salinidade, a CDI require menos enerxía en comparación coa osmose inversa e ten taxas de recuperación favorables (máis do 80%). Segundo se informa, as celas CDI tamén son menos fráxiles que as membranas de osmose inversa, pero aínda é necesario un tratamento previo para eliminar as partículas e a materia orgánica que doutro xeito obstruirían os módulos. Tras a investigación da folla de ruta, Oxfam mantivo conversas con varias empresas e/ou particulares líderes especializadas na tecnoloxía CDI. No momento de escribir isto, os sistemas CDI dispoñibles comercialmente só parecen ser capaces de facer fronte a auga bruta cun límite de TDS de 2,000 ppm ou inferior, o que restrinxe severamente onde se pode usar a tecnoloxía e, polo tanto, a súa utilidade nos programas de Oxfam.

Osmose inversa (RO) 

A osmose inversa é un proceso no que a auga se desmineraliza e desioniza empuxándoa a través dunha membrana semipermeable de "osmose inversa" que permite que algúns átomos e moléculas pasen a través dela (como permeado) mentres que impide outros (rexeitamento/salmoira). Para un sistema de tratamento de auga a escala comunitaria, a osmose inversa é actualmente a única opción realista para os programas de Oxfam. Os fundamentos mecánicos básicos asociados coa osmose inversa son bastante sinxelos, é dicir, usar unha bomba eléctrica para xerar unha presión de auga suficiente para forzar as moléculas de auga a través dunha membrana (a presión transmembrana para conseguir isto varía de 5 bares para auga de baixa salinidade a ata 84 bares para auga de mar). Non obstante, as múltiples etapas de pretratamento para eliminar as impurezas da auga que non son compatibles coas membranas de osmose inversa, o coidado necesario para coidar as membranas e a remineralización e cloración posteriores ao tratamento para evitar a recontaminación, conxuntamente fan que un sistema de osmose inversa sexa bastante complexo. Para tomar unha decisión informada sobre se a osmose inversa é apropiada, é importante ter polo menos unha comprensión básica dos principios de funcionamento.  

Terminoloxías asociadas con RO

Membrana de osmose inversa: as membranas modernas adoitan ser un composto de película fina que consta de 3 capas: unha malla de soporte de poliéster, unha intercapa microporosa e unha barreira de polimida ultrafina. Esta está empaquetada nunha configuración en espiral de "follas" cunha folla feita de dúas láminas de membrana pegadas cun separador de permeado entre elas (figura 3).  

Unha parte da auga de alimentación (normalmente entre o 10 e o 20 %) atravesa a membrana e sae como permeado. Existen moitos tipos diferentes de membranas que se adaptan a diferentes fins, augas de alimentación e permeado necesario. «Dow», que fabrica as membranas de osmose inversa «Filmtech», divídese nas tres grandes clases seguintes:

Clase de membrana	Alcance (TDS)
Auga da billa (TW)	Ata 2,000 mg/l
Salobre (BW)	Ata 12,000 mg/l
Auga de mar (SO)	8,000-50,000 mg/l

A clase e o tipo de membrana dependerán da composición química da auga de alimentación e deben ser determinados por especialistas en ósmose inversa. As membranas de ósmose inversa veñen en tamaños estándar, polo que as diferentes marcas deben ser intercambiables. A nomenclatura estándar secúnciase do seguinte xeito: clase (TW, BW, SW), familia de elementos: diámetro (polgadas x 10), lonxitude (polgadas)

Por exemplo, a membrana anterior instalada por Oxfam en Kenya é para auga salobre (BW), familia de elementos de alto rexeitamento (30), 4 polgadas de diámetro (40) e 40 polgadas de lonxitude (40).

As membranas son o compoñente máis caro e sensible dun sistema de tratamento por osmose inversa e, sen o coidado axeitado, poden estragarse con moita facilidade.

Recipiente a presión: nun único recipiente a presión pódense conter varias membranas de ósmose inversa, normalmente de 1 a 6. Pódense instalar varios recipientes a presión en paralelo para aumentar o volume de permeado reducido. Pódense instalar «etapas» (ou «pases») adicionais en serie para aumentar a recuperación. 

Recuperación/pasaxe (%) : o volume de auga que pasa a través da membrana de ósmose inversa como "permeado" (auga doce tratada). Os sistemas de ósmose inversa salobre permiten unha recuperación de ata o 90 %. Non obstante, o custo e a complexidade do sistema aumentan en consecuencia a medida que se necesita unha maior presión de funcionamento, aumenta o risco de incrustación da membrana e se necesitan requisitos adicionais de funcionamento e mantemento. Os sistemas de ósmose inversa de tamaño pequeno ou mediano que emprega Oxfam probablemente teñan unha recuperación máxima do 70 %.

Rexeitamento/concentrado (%) : o soluto ou os sólidos totais disoltos que non poden atravesar a membrana e formar unha corrente de salmoira. Dependendo da concentración de sales, pode ser posible usalos para fins non consuntivos, como o lavado e a limpeza. Se non, débese ter en conta a súa eliminación segura. A suma da recuperación e o rexeitamento é igual ao fluxo de alimentación.

Etapas : nun sistema dunha soa etapa, a auga de alimentación pasa a través dun recipiente a presión unha vez para producir fluxos separados de permeado e rexeitamento. Para a auga salobre, son posibles varias etapas para aumentar a recuperación, cunha recuperación máxima do 50 % de cada etapa. Nun sistema de dúas etapas, o rexeitamento da etapa 1 convértese na auga de alimentación para os recipientes a presión da segunda etapa e a recuperación da etapa 2 engádese ao permeado da etapa 1. Supondo unha recuperación do 50 % en cada etapa, a recuperación global é do 75 % e o rexeitamento do 25 %.

Matriz : isto describe a disposición física dos recipientes a presión nun sistema de 2 etapas. Porque o volume de auga que entra na segunda ou mesmo na terceira etapa é menor que o da anterior. Para sistemas grandes, varios recipientes a presión colocaranse en paralelo en "apilamentos", coa apilación posterior en serie e reducindo a súa consistencia. Unha matriz 2:1 podería ter 4 recipientes que alimentan 2 recipientes.

Reciclaxe de concentrado : como opción máis rendible a ter unha segunda etapa, unha proporción da salmoira rexeitada pode recircularse e engadirse á auga de alimentación para aumentar a recuperación do sistema.

Incrustación : isto pode ocorrer a medida que certos compostos disoltos (inorgánicos) se concentran máis. A incrustación máis común débese ao carbonato de calcio (CaCO3). A incrustación prodúcese cando se superan os límites de solubilidade, os compostos saen da solución e precipitan na membrana. A incrustación reduce significativamente o rendemento ao obstruír as membranas, o que leva a un menor fluxo de permeado e a unha menor calidade da auga permeada. Un sistema ben deseñado reducirá a susceptibilidade á incrustación, o que pode requirir a adición dun antiincrustante (pretratamento) á auga de alimentación.

Incrustacións : causadas pola acumulación de partículas, materia orgánica ou microorganismos que obstruen a membrana. É necesario un tratamento previo eficaz para eliminar materia orgánica nociva e microorganismos, e un bo deseño para garantir que a velocidade da auga que flúe a través da membrana sexa suficiente para "varrer" os sales e evitar a acumulación e a obstrución da superficie da membrana.

Ataque químico : as membranas de película fina modernas non toleran o cloro e outros oxidantes que, se non se eliminan, queimarán buratos nos poros da membrana e causarán danos irreparables.

Limpeza no lugar (CIP) : implica engadir periodicamente unha solución química ao recipiente a presión, como ácido cítrico, para limpar as membranas sen retiralas e protexelas contra a incrustación e a formación de incrustacións. Tamén se pode usar un sistema CIP para engadir conservantes químicos para protexer as membranas. Isto é necesario se un sistema non se vai usar durante varios días para protexelo da deterioración.

Pretratamento

O tipo e a composición química da auga de alimentación determinarán o tratamento previo necesario. As medidas habituais inclúen:

A filtración multimedia (MMF) axuda a previr a incrustación ao eliminar partículas de ata 15-20 micras. Normalmente, colocaríase un filtro de cartucho de 5 micras despois do MMF para evitar calquera rotura do medio filtrante.

A microfiltración (MF) elimina eficazmente a materia coloidal e bacteriana. A fibra oca é a máis empregada, e require un retrolavado periódico.

Antiincrustantes/inhibidores de incrustacións : ao engadir un antiincrustante á auga de alimentación, aumenta o límite de solubilidade da auga e impide a precipitación de sales que provocan a formación de incrustacións. A elección do antiincrustante e a dosificación correcta dependen da química da auga de alimentación e do deseño do sistema de osmose inversa.

O tratamento ultravioleta (UV) elimina as bacterias, evitando o crecemento e a ensuciamento das membranas.

Post tratamento

Un sistema de osmose inversa que funcione ben eliminará normalmente entre o 95 e o 99 % dos «contaminantes». Esta auga purificada ten un sabor insípido porque non só está desprovista de sales nocivos ou excesivos, senón tamén de minerais esenciais. É necesario un reequilibrio posterior ao tratamento para remineralizar e restaurar os minerais esenciais da auga. A auga tamén debe estar clorada.

Factores clave ao considerar a RO

Hai tres consideracións xerais para determinar se a desalación por osmose inversa é axeitada.

1. Custo e accesibilidadeOs sistemas de desalinización son percibidos como caros, pero os custos reducíronse significativamente nos últimos anos. A enerxía solar fotovoltaica proporciona unha fonte de enerxía viable, máis barata e ecolóxica que os combustibles fósiles, o que reduce os custos operativos. Os custos das membranas reducíronse nos últimos anos e, coa chegada de novos provedores ao mercado, agora hai dispoñibles solucións accesibles de alta calidade dirixidas ao mercado do desenvolvemento humanitario. A auga subministrada a través dun sistema de óso inverso aumenta significativamente o seu custo, pero onde a auga é escasa, pode ser unha solución moito máis barata a longo prazo para o transporte recorrente de auga por camión que está a ocorrer en Somalia, Etiopía, Iemen e noutros lugares. 
2. Complexidade técnica.  Os sistemas de ósmose inversa (OS) son posiblemente a tecnoloxía de tratamento de auga máis avanzada dispoñible para o abastecemento de auga. Unha vez desglosados ​​nos seus compoñentes, un operador cualificado debería ser capaz de xestionar as fases de pretratamento, membrana de alta presión e postratamento. Non obstante, non seguir os procedementos secuenciais requiridos ou cometer erros simples, como non abrir a válvula correcta ou realizar unha limpeza rutineira, pode ter importantes implicacións. Estes problemas súmanse aos problemas habituais de funcionamento e mantemento asociados a calquera sistema de abastecemento de auga.  Polo tanto, recoméndase encarecidamente que os sistemas de osmose inversa non sexan axeitados para a xestión comunitaria.  Un sistema de ósmose inversa sostible necesita acceso a soporte técnico especializado, por exemplo, un acordo de mantemento e reparación a nivel de servizo, e un nivel continuo de asistencia técnica no lugar de traballo, requisitos máis asociados coas empresas de servizos públicos ou co subministro de auga de xestión privada.   
3. Eficiencia da auga – Un sistema de ósmose inversa ben deseñado e mantido debería ter unha recuperación de entre o 60 e o 70 %. Os problemas de incrustación/incrustación poden reducir aínda máis o rendemento. Na fase de planificación, débese considerar atopar un uso produtivo para o 30-40 % (quizais máis) da auga rexeitada. En zonas áridas e semiáridas, un fluxo significativo de augas residuais procedente do bombeo de augas subterráneas pode non ser aceptable para as autoridades e prexudicial para o medio ambiente. A auga rexeitada aínda pode ser perfectamente aceptable para fins domésticos non consuntivos, como o lavado e a limpeza. Tamén hai cultivos tolerantes ao sal que poderían regarse con augas residuais. Somalilandia está a considerar se os sistemas de ósmose inversa poderían crear piscifactorías e novas oportunidades de subsistencia.  

RO con enerxía solar

A enerxía fotovoltaica ofrece unha solución aos altos custos enerxéticos asociados á desalinización. Requírense axustes de deseño específicos para optimizar un sistema de ósmose inversa para que sexa alimentado por enerxía fotovoltaica, de xeito que ningún equipo de ósmose inversa poida simplemente conectarse a un xerador fotovoltaico de capacidade comparable ao seu equivalente diésel. A diferenza do bombeo solar para o abastecemento de auga, que ten unha saída variable (pero que se amortigua garantindo un almacenamento axeitado), as plantas de ósmose inversa son máis eficientes cando funcionan de forma continua (e a presión e fluxo continuos) proporcionados pola rede eléctrica ou un xerador diésel. 

As medidas poden incluír o uso de bombas de desprazamento positivo, que tenden a manter a presión nun rango de potencia de entrada máis amplo que unha bomba centrífuga. Os motores de velocidade variable, típicos en todas as bombas solares, proporcionan un arranque/parada suave e reducen o risco de que se expoñen tensións mecánicas ás membranas. Os recipientes a presión poden proporcionar un amortecedor para compensar o período de cobertura de nubes a curto prazo, pero isto aumenta o custo xeral e a electrónica intelixente dentro da unidade de control. As baterías son outra opción, pero como co bombeo de auga solar normal, non se recomendan as baterías debido ao seu custo, á diminución do rendemento co paso do tempo e á súa vida útil limitada.

Provedores comerciais existentes : hai un número crecente de provedores especializados en solucións solares de osmose inversa e que afirman ter patentes que optimizan os seus produtos para fotovoltaica e os diferencian doutros provedores; Boreal Light , Mascara , Solar Water Solutions , Swiss Fresh Water e Trunz son varios provedores internacionais coñecidos.

Actualmente, Oxfam non ten experiencia de campo nin datos de diferentes sistemas, polo que é difícil comparar o rendemento ou distinguir cal é unha verdadeira diferenza técnica en comparación cun marketing intelixente. Isto fai que sexa difícil determinar o rendemento ou o valor engadido da importación dun sistema de tratamento por ósmose inversa deseñado e montado en Europa en comparación cun que utiliza compoñentes de marcas similares pero que foi deseñado e montado a un custo máis baixo no país. Non obstante, o que é bastante certo é que un sistema de tratamento por ósmose inversa deseñado e optimizado para ser alimentado por enerxía solar será máis eficiente que un sistema de ósmose inversa xenérico deseñado para funcionar cunha fonte de enerxía continua estable. Polo tanto, é importante preguntar aos provedores como están adaptados os sistemas para a enerxía solar e se os datos de rendemento declarados (produción diaria e eficiencia) teñen en conta o día solar e a estacionalidade. En relación coa produción, é normal expresar a capacidade de produción baseándose na suposición dun funcionamento continuo de 24 horas, polo que é importante aclaralo. Outras consideracións ademais do custo, a produción e a eficiencia son a calidade dos compoñentes utilizados (Dow, Pentair e GE, por exemplo, son marcas de membranas e recipientes a presión de renome).  

Todos os sistemas fotovoltaicos deberían ser híbridos e capaces de funcionar cunha fonte de enerxía secundaria para ampliar o horario de funcionamento ou como alternativa á enerxía solar durante os períodos de forte nubosidade.

Custos indicativos: un sistema completo de óso inverso "conectar e listo" en contedores con enerxía fotovoltaica capaz de producir 1.7 m³/h (10 m³/día solar), adquirido por Somalilandia (2020), custa 50 000 € (sen incluír os gastos de envío). Os custos indicativos dunha unidade máis grande cunha produción de 10 m³/h (50 m³/día solar) son de 130 000 €. Estes custos baséanse en auga salobre cun TDS inferior a 6,000 ppm. Os custos das unidades de auga de mar para un TDS de máis de 33 000 ppm, que están construídas cunhas especificacións máis altas para soportar as maiores presións de funcionamento, son considerablemente maiores.

Experiencia de campo de Oxfam con RO

Obter información sobre o paradoiro e o rendemento das instalacións de desalación existentes de Oxfam resultou difícil. Algunhas delas foron entregadas a outros socios, outras xa non funcionan e, doutras, non se realizou unha vixilancia nin un seguimento exhaustivos. Polo tanto, esta non é unha lista exhaustiva e, a medida que xurdan novos exemplos e leccións aprendidas, pódese actualizar.

Somalilandia : en 2018 instaláronse dous sistemas de ósmose inversa alimentados por enerxía solar en aldeas rurais. Ambos aínda funcionaban en 2020, pero experimentaron considerables desafíos operativos. Algúns problemas identificáronse na fase de planificación e están relacionados cos desafíos de xestión e implementación máis que coa propia tecnoloxía. Estes inclúen i) a selección de lugares rurais remotos onde era difícil proporcionar asistencia técnica continua; ii) a participación insuficiente da comunidade, incluída a incapacidade de comprender a demanda e a disposición a pagar; iii) a subestimación e a ignorancia dos asesoramentos relacionados coa capacidade/estrutura de xestión necesaria para xestionar con éxito un sistema; iv) a falta de claridade nas funcións e responsabilidades entre Oxfam, o Goberno e a Comunidade ou no mecanismo para resolver os problemas. Tamén se produciron problemas técnicos. As membranas estragáronse e houbo que substituílas ás poucas semanas da instalación e ambos os sistemas funcionan por debaixo da expectativa de 7,500 litros por día solar, o que produce un menor permeado e un maior rexeitamento.

En 2020, instaláronse dúas unidades adicionais de maior capacidade (10 m3/día, baseadas en 6 horas de funcionamento solar, 65 % de recuperación) noutras aldeas. Espérase que as leccións aprendidas das dúas unidades iniciais beneficien estas instalacións. O deseño técnico das unidades de tratamento cambiou cun aumento da automatización para simplificar o funcionamento e reducir o risco de erro humano. Como parte disto, incorpóranse válvulas de fluxo electrónicas. O provedor (Boreal Light) tamén se responsabilizará do funcionamento da unidade durante 12 meses antes de entregala para garantir que se solucionen calquera problema de rendemento. 

Iemen : adquiriu unha unidade solar de osmose inversa cunha capacidade de 12 m³/día ao mesmo provedor das unidades de tratamento para Somalilandia (Boreal Light). Experimentou importantes problemas iniciais, pero

principalmente sen relación coa propia tecnoloxía (alta rotación de persoal, falta de supervisión estrita que provocou que a unidade de tratamento estivese sobredimensionada para a fonte de auga que, segundo se informa, seca despois de 1-2 horas de bombeo). Como substituto da asistencia técnica puntual de Oxfam, o operador da aldea puido comunicarse directamente co provedor en Alemaña a través de Whatsapp. No momento de escribir isto, Oxfam xa abordara problemas anteriores e o sistema funcionaba ben, producindo 10 m3/día cunha recuperación de auga do 60 % e xerando ingresos para a aldea.

Polo menos outro sistema de osmose inversa está instalado no Iemen do Norte. Falta información técnica, agás que o sistema non estaba operativo en 2019 durante a visita dun asesor do GHT.

Orientación e leccións aprendidas

A desalación baseada na osmose inversa (OS) é un proceso de tratamento complexo que require coñecementos especializados que van moito máis alá dos medios dun comité de auga típico e de técnicos a nivel comunitario. Un sistema de ósmose inversa require unha xestión profesional que adoita faltar nos contextos onde traballa Oxfam. Os exemplos de éxito son máis frecuentes cando se xestionan como unha empresa e onde a capacidade técnica está dispoñible, por exemplo, en Gaza.  

Garantir unha consulta axeitada durante a fase de planificación. Ter en conta a vontade e a capacidade de pago durante a planificación do proxecto. No Iemen, a xente estaba disposta a pagar pola auga, pero estaban acostumadas a que lles entregasen na casa. A planta desalinizadora que apoiou Oxfam proporcionou auga a un custo máis baixo e cunha calidade mellor e garantida que a que proporcionaban os provedores, pero o nivel de servizo non era o mesmo xa que estaba a varios centos de metros de distancia. En consecuencia, moitos fogares continuaron a usar provedores de camións de transporte de auga. En Somalilandia realizouse unha enquisa de vontade de pago que pareceu confirmar a viabilidade económica do sistema; porén, non tivo en conta que a xente prefire a auga " berkad " (encoros subterráneos de recollida de auga de choiva). En consecuencia, durante a estación das chuvias, moita xente deixou de comprar auga desalinizada, o que afectou á viabilidade económica da planta de ósmose inversa, que debe permanecer operativa todo o ano para evitar que as membranas se danen.

Garantir unha supervisión e unha creación de capacidade suficientes do proxecto . Os sistemas de desalinización que Oxfam instalou en Somalilandia foron os primeiros do seu tipo no país, e o rendemento e, se cadra, o éxito do proxecto tiñan como obxectivo informar o resto do sector WASH. Unha supervisión estreita, esencial para garantir o apoio técnico e para a aprendizaxe, foi imposible porque os sitios estaban a varias horas da oficina de campo de Oxfam máis próxima. A comunidade elixiu operadores con baixo nivel de alfabetización e pouca ou ningunha comprensión do inglés, o que dificultou a formación. Finalmente, acordouse contratar operadores máis novos con educación escolar e coñecementos básicos de inglés.

Planifique o uso/eliminación de augas residuais desde o principio. Para sistemas de ósmose inversa ben xestionados/operados, polo menos un terzo da auga producida será un fluxo residual de salmoira ou auga rexeitada. Nun contexto semiárido, é pouco probable que sexa aceptable descargar esta auga aos residuos. Os países tamén poden ter restricións ambientais sobre onde e con que grao de salinidade se pode descargar a auga. Suxeita a consultas e acordos coa comunidade, a "auga rexeitada" aínda pode ser axeitada para fins non consutivos (lavado e limpeza) e posiblemente mesmo para cociñar, polo que aínda se pode usar de forma produtiva se se proporciona a unha tarifa reducida ou de balde. Tamén existen oportunidades creativas para utilizar a auga salgada para cultivos tolerantes ao sal ou mesmo para a piscicultura. A descarga de salmoira aos residuos debería ser o último recurso, xa que é ineficiente e potencialmente prexudicial para o medio ambiente.

Asegúrese de escolle-los operadores ben adestrados e alfabetizados para coidar do sistema. Isto é especialmente útil para comunicar problemas e cando se require a resolución de problemas a distancia. Os rexistros diarios, que rexistran a presión previa e posterior ao filtro, a alimentación, o fluxo de permeado e concentrado e os TDS, permiten comprobar os cambios no rendemento ao longo do tempo. Como regra xeral, unha caída do 15 % no rendemento significa que é necesaria unha limpeza e unha revisión xeral. No caso da unidade de osmose inversa no Iemen, como o operador entendía inglés, puido comunicarse a través de WhatsApp directamente co fabricante en Berlín e enviar fotos que ilustraban o problema. Isto permitiu o diagnóstico remoto dun problema no panel de control e nun dos filtros de presión (que se danara ao pechar a válvula incorrecta). O contrario ocorreu en Somalilandia debido á escasa alfabetización dos operadores.

Profesionalización . Considere a explotación da unidade de desalinización como un negocio. Isto vai máis alá da formación de operadores e da consideración dunha cadea de subministración de pezas de reposto e consumibles. Require un plan de negocios que teña en conta a vontade e a capacidade de pago, o nivel de servizo esperado polos clientes e medidas para garantir que non se exclúan as necesidades dos máis vulnerables . Un emprendedor ou unha entidade comercial con sede local ten máis probabilidades de cumprir estes requisitos que un comité de auga tradicional dunha aldea.

Conclusión

A osmose inversa é actualmente a única tecnoloxía viable para os programas humanitarios para eliminar a salinidade a escala comunitaria. Oxfam implementou proxectos de desalinización en varios países, pero coa excepción de OPTI, que posúe unha considerable experiencia no país, non está claro se algún destes proxectos será sostible a medio e longo prazo. O nivel de complexidade das plantas de desalinización está máis alá da capacidade normalmente asociada aos proxectos xestionados pola comunidade e é máis típico dunha empresa de auga profesional, con experiencia técnica in situ, acordos de servizo/reforzo do sector privado e capacidade de xestión para xestionar eficazmente os ingresos para afrontar os considerables custos recorrentes e de substitución. Deberíase realizar unha análise exhaustiva antes de investir nun proxecto de desalinización, xa que hai moitas dificultades. Oxfam non pode controlar todo nin garantir a durabilidade a longo prazo, pero o deseño debe ter en conta estes desafíos, en particular a experiencia técnica interna e externa, unha demanda clara, a vontade e a capacidade de pago, un modelo de negocio que non dependa da xestión comunitaria. Todo isto require tempo, recursos e perseveranza, o que, sendo realistas, require un compromiso do programa plurianual para ter algunha posibilidade de éxito.

Lista de verificación da planificación do proxecto

Económico 

Cal é o custo de subministrar auga mediante desalinización (tendo en conta os salarios, os consumibles, o servizo e o mantemento e as pezas de reposto)?

Hai algunha alternativa á desalinización? En caso afirmativo, realizouse unha análise de custo-beneficio?

Estará a xente disposta e capaz de pagar pola auga? 

Fíxose unha enquisa de disposición a pagar?

Pagará a xente pola auga mesmo durante a estación das chuvias cando hai alternativas? Se non, é economicamente viable?

Que medidas existen para garantir que a auga sexa accesible para as familias marxinais/vulnerables que non poden pagar?

Técnico 

Hai coñecementos especializados dispoñibles a nivel rexional ou nacional para o mantemento regular, a resolución de problemas e o subministro de pezas de reposto?

Incorporáronse no proxecto e orzouse a monitorización, o seguimento e o soporte técnico posteriores á instalación? 

Son accesibles os lugares do proxecto para garantir que haxa suficiente supervisión técnica durante as fases de planificación, implementación e posfinalización?

Quen será o responsable da xestión da planta desalinizadora a longo prazo? Que probas hai de que esta entidade teña a capacidade de manter equipos complexos?  

Se non hai un historial probado ou hai incerteza, cales son as medidas de mitigación e existe un Plan B?

A fonte de auga é fiable durante todo o ano e hai algunha flutuación estacional significativa na salinidade ou a turbidez que deba ter en conta? 

Cal é a eficiencia esperada do sistema e que ocorrerá co fluxo de augas residuais?

Hai técnicos cualificados dispoñibles que poidan recibir formación para levar a cabo as operacións e o mantemento básicos (alfabetizados e capaces de comunicarse eficazmente co soporte remoto para solucionar problemas [o que pode requirir o coñecemento de varios idiomas])?

Existe subministración existente de anticalcificantes, outros consumibles e pezas de reposto no mercado local (prefiltros, membranas de reposto, etc.)?

Que medidas se están a tomar no caso de que a planta desalinizadora non cumpra os seus obxectivos de deseño e rendemento? Taxa de retención? Modelo de construción, operación e transferencia?

References

Unha folla de ruta para a desalinización a pequena escala 

Que é a osmose inversa?

Manual técnico de Dow Filmtech RO  

Que é a desionización capacitiva? Seminario web sobre a desionización capacitiva de membrana ? (en particular, minutos 14:00-30:00)