Medición y cálculo de conductividades, salinidades y densidades en relación con las plantas desaladoras
Measurement and calculation of conductivity, salinity and density in relation to desalination plant
Mié, 25/05/2011 / Mié, 25/05/2011
Durante la explotación de las plantas desaladoras es necesario controlar las características de las aguas a lo largo de las diferentes etapas de proceso. De esta forma se vigila que el funcionamiento habitual de la planta responda a las especificaciones técnicas del proyecto.
La medición de la conductividad es necesaria para controlar la calidad del agua producto, la estabilidad de los procesos y para calcular la salinidad. Ésta a su vez es necesaria para conocer la calidad del agua de toma, calcular el índice de conversión más adecuado, comprobar si se están cumpliendo las condiciones impuestas al efluente por la autorización de vertido, si se están consiguiendo las diluciones previstas y si se están sobrepasando los niveles de tolerancia de los hábitats protegidos. También es imprescindible para calcular con precisión las densidades del efluente y del agua de toma. Estas densidades se necesitan para calcular el número de Froude densimétrico del vertido (el parámetro adimensional que más influye sobre la dilución que se obtiene en la zona de mezcla), el contorno de la zona afectada por el impacto del vertido sobre el fondo y la intensidad de los fenómenos de difusión turbulenta que tienen lugar en la interfaz de contacto entre la capa hiperdensa de mezcla que fluye por el fondo (campo lejano) y el resto de la columna de agua del medio receptor.
De lo anterior se deduce que el conocimiento de la salinidad juega un papel fundamental en el control funcional y ambiental de la operación de una desaladora. Y dado que existen umbrales de tolerancia de tan solo 1 psu por encima de la del medio receptor, es necesario medirla o calcularla con una gran precisión (al menos 0,05 psu, pero sería deseable llegar a 0,01 psu). Teniendo en cuenta que la salinidad del agua de mar es del orden de 36 psu, estamos hablando de errores del uno por mil e inferiores. Afortunadamente, la medición precisa de la salinidad (y de la densidad) ha sido también un elemento fundamental en el campo de la Oceanografía desde hace más de un siglo por lo que existe actualmente todo un cuerpo de doctrina sobre ello, y lo que es más importante, existen instrumentos de medida que alcanzan precisiones de hasta 0,002 psu. En el presente Curso se pretende trasvasar al sector de la desalación muchos de estos conocimientos.
Por otra parte, en el mundo del tratamiento de aguas se maneja mucho el parámetro sólidos totales disueltos (STD), que es conceptualmente análogo al de salinidad ya que en ambos casos se trata de expresiones de la concentración de sales disueltas. Pero las definiciones instrumentales (es decir, cómo se miden) de ambos conceptos presentan diferencias que hacen que el valor numérico de los STD expresado en g/l sea algo superior al valor numérico de la salinidad expresado en psu. Por ejemplo, una muestra de agua de mar con una salinidad de 36 psu tiene una concentración de STD de unos 40 mg/l. Dados los estrechos umbrales de tolerancia que presentan algunas comunidades bentónicas, confundir ambos conceptos o creer que son lo mismo puede tener consecuencias graves. A lo largo de este Curso se explicarán las similitudes y diferencias entre ellos.
La medición de la conductividad es necesaria para controlar la calidad del agua producto, la estabilidad de los procesos y para calcular la salinidad. Ésta a su vez es necesaria para conocer la calidad del agua de toma, calcular el índice de conversión más adecuado, comprobar si se están cumpliendo las condiciones impuestas al efluente por la autorización de vertido, si se están consiguiendo las diluciones previstas y si se están sobrepasando los niveles de tolerancia de los hábitats protegidos. También es imprescindible para calcular con precisión las densidades del efluente y del agua de toma. Estas densidades se necesitan para calcular el número de Froude densimétrico del vertido (el parámetro adimensional que más influye sobre la dilución que se obtiene en la zona de mezcla), el contorno de la zona afectada por el impacto del vertido sobre el fondo y la intensidad de los fenómenos de difusión turbulenta que tienen lugar en la interfaz de contacto entre la capa hiperdensa de mezcla que fluye por el fondo (campo lejano) y el resto de la columna de agua del medio receptor.
De lo anterior se deduce que el conocimiento de la salinidad juega un papel fundamental en el control funcional y ambiental de la operación de una desaladora. Y dado que existen umbrales de tolerancia de tan solo 1 psu por encima de la del medio receptor, es necesario medirla o calcularla con una gran precisión (al menos 0,05 psu, pero sería deseable llegar a 0,01 psu). Teniendo en cuenta que la salinidad del agua de mar es del orden de 36 psu, estamos hablando de errores del uno por mil e inferiores. Afortunadamente, la medición precisa de la salinidad (y de la densidad) ha sido también un elemento fundamental en el campo de la Oceanografía desde hace más de un siglo por lo que existe actualmente todo un cuerpo de doctrina sobre ello, y lo que es más importante, existen instrumentos de medida que alcanzan precisiones de hasta 0,002 psu. En el presente Curso se pretende trasvasar al sector de la desalación muchos de estos conocimientos.
Por otra parte, en el mundo del tratamiento de aguas se maneja mucho el parámetro sólidos totales disueltos (STD), que es conceptualmente análogo al de salinidad ya que en ambos casos se trata de expresiones de la concentración de sales disueltas. Pero las definiciones instrumentales (es decir, cómo se miden) de ambos conceptos presentan diferencias que hacen que el valor numérico de los STD expresado en g/l sea algo superior al valor numérico de la salinidad expresado en psu. Por ejemplo, una muestra de agua de mar con una salinidad de 36 psu tiene una concentración de STD de unos 40 mg/l. Dados los estrechos umbrales de tolerancia que presentan algunas comunidades bentónicas, confundir ambos conceptos o creer que son lo mismo puede tener consecuencias graves. A lo largo de este Curso se explicarán las similitudes y diferencias entre ellos.
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