Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción ...

Evaluación ambiental de la
integración de procesos de
producción de agua con sistemas
de producción de energía
Tesis Doctoral
Rosa Gemma Raluy Rivera
Departamento de Ingeniería Mecánica
Centro Politécnico Superior
Universidad de Zaragoza
Zaragoza, Junio 2009

D. Luis Serra de Renobales, profesor titular del Departamento de Ingeniería Mecánica
D. Javier Uche Marcuello, profesor titular del Departamento de Ingeniería Mecánica
CERTIFICAN:
Que la memoria titulada “Evaluación ambiental de la integración de
procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía”,
presentada por Dª. Rosa Gemma Raluy Rivera para optar al grado de Doctor ha sido
realizada bajo su dirección.
Zaragoza, Junio de 2009.
Fdo.: Luis Serra de Renovales Fdo.: Javier Uche Marcuello

a mi padre

Agradecimientos
Quiero agradecer muy especialmente a mis directores Javier y Luis, por su apoyo,
confianza, consejos y palabras de aliento a lo largo de la realización de esta tesis.
A mis amig@s de infancia y juventud,
a mis amigas de Universidad,
a todas las compañeras y amigas con las que he compartido piso,
a todos aquell@s con los que he compartido despacho, división y pasillos en CIRCE,
y en definitiva a la gente que he conocido en estos años.
Y por último y no menos importantes, a mi madre Mª Paz, mis hermanos Fermín y
Eduardo, a Ana y a la pequeña de la familia, Nieves.

CONTENIDOS
Capítulo 1. Introducción …………………………………………………………….. 1
1.1 La problemática de la gestión sostenible del agua …………………………………... 1
1.1.1 ¿Hay escasez física de agua para la población mundial? ……………………… 1
1.1.2 La gestión eficiente del recurso ……………………………………………… 2
1.1.3 Las tecnologías del agua convencionales y las de nueva aparición …………..... 4
1.1.4 La íntima relación del agua con la energía …………………………………… 7
1.1.5 Conclusiones a la disertación sobre la gestión hídrica …...…………………… 8
1.2 El ACV como herramienta de evaluación ambiental ……………………………….. 8
1.2.1 El ciclo de vida en el marco de la gestión ambiental …………………………. 8
1.2.2 El ACV como herramienta que contempla la concepción global del medio
ambiente ………………………………………………………………….... 10
1.2.3 Comparación del ACV con otras herramientas de gestión ambiental ………. 11
1.2.4 Beneficios y aplicaciones de la herramienta del ACV ……………………….. 15
1.3 Justificación, objetivos y contenido de la tesis …………………………………….. 16
1.3.1 Motivación ………………………………………………………………… 16
1.3.2 Objetivo principal ………………………………………………………….. 18
1.3.3 Metodología aplicada en esta tesis doctoral ………………………………… 19
1.3.4 Limitaciones de la metodología aplicada …………………………………… 20
1.3.5 Descripción de la estructura de la tesis ……………………………………... 21
1.3.6 Resultados preliminares del análisis ……………………………………….... 22
Referencias …………………………………………………………………………….. 24
Capítulo 2. Tecnologías del agua ………………………………………...………... 29
2.1 Procesos de desalación …………………………………………………………… 29
2.1.1 Técnicas de desalación …………………………………………………... 30
2.1.1.1 Procesos de destilación ………………………………………... 30
2.1.1.1.1 Súbita por efecto flash (MSF) ………………………... 30
2.1.1.1.2 Múltiple efecto (MED) ………………………………. 32
2.1.1.2 Procesos de membranas ……………………………………… 33
2.1.1.2.1 Ósmosis inversa (OI) ………………………………... 33
2.1.1.3 Resumen ……………………………………………………… 36
2.1.2 Calidad de las aguas desaladas ………………………………………….... 37
2.1.2.1 Condiciones del agua bruta aportada …………………………... 37
2.1.2.2 Calidad requerida al agua ……………………………………… 38
2.1.2.3 Calidad obtenida con la desalación ………………………….…. 39
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía i

Contenidos
2.1.3 Situación actual de la desalación ………………………………………… 40
2.1.3.1 La desalación en España …………………………………….… 42
2.1.4 Consideraciones medioambientales ……………………………………... 45
2.1.4.1 Impactos medioambientales de los procesos de desalación ……. 45
2.1.4.2 Evaluación del impacto ambiental de instalaciones desaladoras ... 48
2.2 Sistemas de depuración y reutilización de aguas residuales ………………………... 49
2.2.1 Criterios para diseñar una EDAR ……………………………………….. 51
2.2.2 Criterios de calidad del agua depurada …………………………………... 51
2.3 Sistemas de reutilización de aguas residuales ……………………………………… 52
2.3.1 Criterios de calidad del agua regenerada ………………………………… 53
2.3.2 Tratamientos terciarios ………………………………………………….. 55
2.3.3 Situación de la reutilización en España ………………………………….. 58
2.4 Obras hidráulicas: proyecto del Trasvase del Ebro ………………………………... 60
2.4.1 La alternativa actual al Trasvase del Ebro: el plan A.G.U.A. …………….. 64
2.5 Resumen ………………………………………………………………………….. 66
Referencias …………………………………………………………………………….. 67
Capítulo 3. Análisis de ciclo de vida ……………………………………………….. 71
3.1 Definición y fases de ACV ………...……………………………………………... 71
3.1.1 La estructura metodológica …………………………………………….... 73
3.1.1.1 Definición de objetivos y alcance ……………………………… 73
3.1.1.2 Análisis de Inventario …………………………………………. 74
3.1.1.3 Evaluación del impacto ………………………………………... 75
3.1.1.4 El ACV simplificado …………………………………………... 79
3.1.1.5 Programas informáticos ……………………………………….. 80
3.1.1.6 Elección del programa informático ……………………………. 82
3.2 Programa informático SimaPro ………………………………………………….... 84
3.2.1 Bases de datos …………………………………………………………... 84
3.2.1.1 Comparación de diferentes bases de datos …………………….. 87
3.2.2 Métodos para la Evaluación de impactos ………………………………... 87
3.3. Selección de los métodos de evaluación de impacto ………………………………. 93
3.4 Beneficios y limitaciones de la metodología ………………………………………. 96
3.5 Resumen ………………………………………………………………………… 100
Referencias …………………………………………………………………………… 101
ii Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Contenidos
Capítulo 4. Desarrollo del Análisis de ciclo de vida ……………………………... 103
4.1 Objetivos y alcance del ACV …………………………………………………….. 103
4.1.1 Objetivos del ACV …………………………………………………….. 103
4.1.2 Alcance del ACV ………………………………………………………. 104
4.1.2.1 Función de los sistemas ……………………………………… 104
4.1.2.2 Unidad funcional …………………………………………….. 105
4.1.2.3 Límites de los sistemas ……………………………………….. 105
4.1.2.4 Definición de los sistemas …………………………………… 108
4.2 Análisis de Inventario de los sistemas analizados ……………………………….... 110
4.2.1 Análisis de Inventario de las desaladoras …….………………………… 110
4.2.2 Análisis de Inventario de los sistemas de depuración de aguas residuales . 111
4.2.3 Análisis de Inventario de la Estación de Tratamiento Terciario de Arrato 112
4.2.4 Análisis de Inventario del proyecto del trasvase del Ebro ……………… 114
4.2.5 Ajuste de los límites de los sistemas ……………………………………. 114
4.3 Evaluación de impactos del ACV de los sistemas analizados …………………….. 114
4.3.1 Tecnologías de desalación …………………………………………….... 117
4.3.1.1 Evaluación de impactos de la MSF ………………………….... 117
4.3.1.2 Evaluación de impactos de la MED ………………………….. 120
4.3.1.3 Evaluación de impactos de la OI ……………………………... 124
4.3.1.4 Evaluación de impactos comparativo de las tecnologías de
desalación …………………………………………………….. 127
4.3.2 Sistemas de depuración y reutilización de aguas residuales ……………... 130
4.3.2.1 Evaluación de impactos de la CAS …………………………… 130
4.3.2.2 Evaluación de impactos de la CAS-TF ……………………….. 134
4.3.2.3 Evaluación de impactos del MBR externo …………………… 137
4.3.2.4 Evaluación de impactos del MBR sumergido ………………… 140
4.3.2.5 Evaluación de impactos comparativo de las tecnologías de
tratamiento de aguas residuales ……………………………….. 143
4.3.2.6 Estación de tratamiento terciario completa …………………... 147
4.3.3 Grandes obras hidráulicas: el proyecto del trasvase del Ebro …………... 151
4.4. Conclusiones ……………………………………………………………………... 152
Referencias …………………………………………………………………………… 155
Capítulo 5. Integración energética de las tecnologías de desalación: Descripción y
Evaluación de impactos ………………………………………………………... 157
5.1 Aporte de energía de origen convencional ……………………………………….. 157
5.1.1 Ciclo Rankine de turbina de vapor ……………………………………... 158
5.1.2 Ciclo Combinado de turbina de gas ……………………………………. 161
5.1.3 Plantas híbridas: desalación más OI …………………………………… 164
5.1.4 Poligeneración (trigeneración y agua) ………………………………….. 165
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía iii

Contenidos
5.1.5 Destilación con calores residuales ……………………………………... 166
5.1.6 Desalación nuclear …………………………………………………….. 166
5.2 Aporte energético de origen renovable …………………………………………... 167
5.2.1 Desalación Eólica ………….…………………………………………... 169
5.2.2 Desalación Solar ……………………………………………………….. 170
5.3 Análisis de Inventario de las integraciones energéticas de los procesos de desalación
..………………………………………………………………………………… 172
5.3.1 Análisis de Inventario de las desaladoras integradas con energías
convencionales ……………………………………………………….. 172
5.3.2 Análisis de Inventario de las desaladoras integradas con energías renovables
..………………………………………………………………………… 174
5.3.3 Análisis de Inventario de la Poligeneración …………………..………… 179
5.4 Evaluación de impactos de las integraciones energéticas de los procesos de desalación
………………………………………………………………………………….. 182
5.4.1 Integración con sistemas de producción de energías convencionales …... 182
5.4.1.1 Análisis de la reducción del consumo de energía en la OI ……. 188
5.4.2 Integración con Energías renovables …………………………………... 189
5.4.2.1 Destilación con energías renovables …………………………. 189
5.4.2.2 Evaluación de impactos de la desatiladora MED solar ……….. 193
5.4.2.3 Desalación por OI con energías renovables ………………….. 216
5.4.2.4 Resumen …………………………………………………….. 218
5.4.3 Evaluación de impactos de la Poligeneración …………………………... 220
5.5 Conclusiones ……………………………………………………………………. 227
Referencias …………………………………………………………………………… 230
Capítulo 6. Evaluación de impactos de las tecnologías del agua bajo otras
condiciones de operación ………………………………………………………. 235
6.1 Análisis con aprovechamiento de calores residuales de la MSF y MED ………….. 237
6.2 Efecto de la composición del mix eléctrico en las tecnologías del agua …………... 238
6.2.1 Análisis en las tecnologías de desalación ……………………………….. 238
6.2.2 Análisis en los sistemas de depuración de aguas residuales ……………... 240
6.2.3 Análisis en la estación de tratamiento terciario para reutilización de aguas
residuales ……………………………………………………………... 242
6.2.4 Análisis en el proyecto del Trasvase del Ebro ………………………….. 243
6.2.5 Evaluación de impactos comparativa ………………………………….. 244
6.3 Análisis del consumo energético específico de la desalación por OI ……………... 246
6.4 Análisis de la obra hidráulica (trasvase) bajo condiciones climatológicas adversas ... 247
6.5 Resumen ………………………………………………………………………… 250
iv Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Contenidos
Referencias …………………………………………………………………………… 252
Capítulo 7. Conclusiones ………………………………………………………….. 253
7.1 Síntesis …………………………………………………………………………... 253
7.1.1 La incertidumbre en la seguridad en el acceso al agua y energía para todos
………………………………………………………………………... 253
7.1.2 Las tecnologías de tratamiento del agua ……………………………… .. 254
7.1.3 Herramienta de evaluación ambiental aplicada: el ACV ………………... 256
7.1.4 Ámbito del análisis realizado …………………………………………... 257
7.1.5 Resultados más significativos obtenidos ……………………………….. 258
7.1.6 La importancia de la energía en el ACV de las tecnologías del agua ……. 259
7.2 Contribuciones …………………………………………………………………... 261
7.3 Perspectivas …………………………………………………………………... 262
7.3.1 En cuanto a analizar otras tecnologías …………………………………. 262
7.3.2 En cuanto a la metodología y herramienta ……………………………... 263
7.3.3 La integración del ACV con una metodología orientada al proceso ……. 264
7.3.4 Sobre la concienciación ambiental global que propone el ACV ……….... 264
Referencias …………………………………………………………………………… 266
Anexo 1. Descripción de los procesos de desalación ……………………………. 269
A.1.1 Descripción y parámetros de operación de la MSF ……………………………. 269
A.1.2 Principios de operación del proceso MED ……………………………………. 273
A.1.3 Instalaciones de Ósmosis Inversa ……………………………………………... 275
A.1.3.1 Ecuaciones básicas y parámetros característicos ……………………... 275
A.1.3.2 Pretratamientos …………………………………………………….... 277
A.1.3.3 Membranas de ósmosis inversa ……………………………………… 278
A.1.3.4 Módulos …………………………………………………………….. 278
A.1.3.5 Agrupación de módulos ……………………………………………... 279
Anexo 2. Descripción de los sistemas depuración de aguas residuales ………... 281
A.2.1 Biorreactores de membrana ………………………………………………….... 281
A.2.1.1 Ventajas e inconvenientes de los MBR ………………………………. 282
A.2.1.2 Criterios para el control del proceso ………………………………… 284
A.2.1.3 Unidad de ultrafiltración …………………………………………….. 288
A.2.2 Descripción del sistema CAS ………………………………………………….. 292
A.2.3 Descripción del sistema CAS-TF …………………………………………….... 296
A.2.4 Descripción del sistema MBR sumergido …………………………………….... 297
A.2.5 Descripción del sistema MBR externo ………………………………………… 299
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía v

Contenidos
Anexo 3. Programa informático SimaPro 7.1.8 …………………………………... 301
A.3.1 Visión de conjunto ……………………………………………………………. 301
A.3.2 Estructura de SimaPro ………………………………………………………... 302
A.3.3 Pasos básicos para realizar el ACV ……………………………………………. 304
A.3.4 Bases de datos disponibles en SimaPro ……………………………………….. 305
Anexo 4. Descripción de los métodos de Evaluación de impacto de SimaPro 7.1.8
……………………………………………………………………………. 307
A.4.1 Método CML 2 baseline ………………………………………………………. 307
A.4.2 Método Ecopuntos 97 ……………………………………………………….... 310
A.4.3 Método Eco-Indicador 95 (EI 95) …………………………………………….. 313
A.4.4 Método Eco-indicador 99 (EI 99) …………………………………………….. 314
A.4.5 Método IMPACT 2002+ ……………………………………………………... 321
A.4.6 Método Demanda acumulada de Exergía (CExD) …………………………….. 321
Anexo 5. Datos de inventario para realizar el ACV ……………………………… 325
A.5.1 Serie de datos de Ecoinvent utilizados para el Inventario de los sistemas …….... 325
A.5.2 Datos de inventario de las desaladoras ………………………………………... 330
A.5.2.1 Inventario de la desaladora MSF …………………………………….. 330
A.5.2.2 Inventario de la desaladora MED …………………………………… 332
A.5.2.3 Inventario de la desaladora OI ……………………………………….333
A.5.2.4 Datos de las plantas desaladoras …………………………………….. 334
A.5.3 Datos de Inventario de los sistemas de depuración y reutilización …………….. 344
A.5.4 Datos de Inventario de la ETT de Arrato ……………………………………... 345
A.5.5 Inventario de la desaladora solar térmica MED ……………………………….. 345
A.5.6 Inventario del proyecto del trasvase …………………………………………... 354
Referencias anexos …………………………………………………………………. 359
Anexos en CD
Anexo 6. Tablas de inventario de cada sistema ………………………………….. 361
Anexo 7. Artículos publicados
vi Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1. Ámbito del ACV y de EIA/AA especificado en dos dimensiones ………… 13
Figura 1.2. El sistema, su entorno y las cargas ambientales que fluyen entre ellos ……... 13
Figura 1.3. Límites del sistema en estudio según diferentes herramientas de gestión
ambiental ……….………….…………………………………………….... 14
Figura 2.1. Esquema de un proceso de desalación ……………………………………. 29
Figura 2.2. Esquema de una planta de evaporación súbita por efecto flash …………… 31
Figura 2.3. Desalación múltiple efecto (MED) con evaporadores horizontales (HFF) .... 32
Figura 2.4. Proceso natural de ósmosis ……………………………………………….. 34
Figura 2.5. Proceso de ósmosis inversa ……………………………………………….. 34
Figura 2.6. Desalación por ósmosis inversa (OI) …………………………………….... 35
Figura 2.7. Distribución porcentual por países de la capacidad desaladora instalada …... 40
Figura 2.8. Distribución porcentual (por capacidad contratada) de los métodos de
desalación ………..………………………………………………………... 41
Figura 2.9. Distribución porcentual del origen o calidad del agua a desalar ……...…..... 41
Figura 2.10. Distribución porcentual según el uso final del agua desalada ….………....... 41
Figura 2.11. Situación de las plantas desaladoras del Plan AGUA …………...................... 44
Figura 2.12. Comportamiento del efluente según el tipo de vertido de la salmuera …….. 48
Figura 2.13. Proceso convencional de fangos activados ……………………………....... 50
Figura 2.14. Esquema depuración y reutilización ..................................................................... 53
Figura 2.15. Esquema de un tratamiento físico-químico con empleo de micro arena ….. 55
Figura 2.16. Sistema de Microfiltración Proyecto DEREA (Demostración en
Reutilización de Aguas), Gran Canaria ................................................................ 56
Figura 2.17. Membranas tubulares de ultrafiltración Planta piloto de Barranco Seco
(Las Palmas de Gran Canaria) ............................................................................... 57
Figura 2.18. Tratamiento de regeneración de Benidorm (34.500 m 3 /día), mediante
Ultrafiltración con OI ............................................................................................. 57
Figura 2.19. Trazado sur del trasvase del Ebro ........................................................................ 62
Figura 2.20. Perfil orográfico de los trazados proyectados del Trasvase del Ebro …….... 63
Figura 2.21. Localización de las actuaciones del Plan AGUA ................................................ 66
Figura 3.1. Fases de un ACV, según SETAC .......................................................................... 72
Figura 3.2. Fases de un ACV, según las normas ISO 2006 ................................................... 73
Figura 4.1. Límites generales de los sistemas analizados ..................................................... 106
Figura 4.2. Esquema de funcionamiento de la planta de tratamiento terciario de la
comunidad de regantes de Arrato (Álava) .......................................................... 112
Figura 4.3. Puntuaciones de la desaladora MSF según el método EI 99 ........................... 118
Figura 4.4. Puntuaciones de la desaladora MSF según el método Eco 97 ........................ 118
Figura 4.5. Valores de la desaladora MSF según el método CML ...................................... 119
Figura 4.6. Puntuaciones de la desaladora MSF según el método IMPACT .................... 120
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía vii

Índice de figuras
Figura 4.7. Puntuaciones de la desaladora MED según el método EI 99 ......................... 121
Figura 4.8. Puntuaciones de la desaladora MED según el método Eco 97 ...................... 122
Figura 4.9. Valores de la desaladora MED según el método CML .................................... 123
Figura 4.10. Puntuaciones de la desaladora MED según el método IMPACT ................. 123
Figura 4.11. Puntuaciones de la desaladora OI según el método EI 99 ............................. 125
Figura 4.12. Puntuaciones de la desaladora OI según el método Eco 97 .......................... 125
Figura 4.13. Valores de la desaladora OI según el método CML ........................................ 126
Figura 4.14. Puntuaciones de la desaladora OI según el método IMPACT ...................... 126
Figura 4.15. Puntuaciones totales de las tecnologías de desalación según el método
EI 99 ....................................................................................................................... 129
Figura 4.16. Puntuaciones de la CAS según el método EI 99 .............................................. 131
Figura 4.17. Puntuaciones de la CAS según el método Eco 97 ........................................... 132
Figura 4.18. Valores de la CAS según el método CML ......................................................... 132
Figura 4.19. Puntuaciones de la CAS según el método IMPACT ....................................... 133
Figura 4.20. Puntuaciones de la CAS-TF según el método EI 99 ....................................... 135
Figura 4.21. Puntuaciones de la CAS-TF según el método Eco 97 .................................... 136
Figura 4.22. Valores de la CAS-TF según el método CML ...................................................136
Figura 4.23. Puntuaciones de la CAS-TF según el método IMPACT ................................ 137
Figura 4.24. Puntuaciones del MBR externo según el método EI 99 ................................. 138
Figura 4.25. Puntuaciones del MBR externo según el método Eco 97 .............................. 139
Figura 4.26. Valores del MBR externo según el método CML ............................................ 139
Figura 4.27. Puntuaciones del MBR externo según el método IMPACT .......................... 140
Figura 4.28. Puntuaciones del MBR sumergido según el método EI 99 ............................ 141
Figura 4.29. Puntuaciones del MBR sumergido según el método Eco 97 ......................... 142
Figura 4.30. Valores del MBR sumergido según el método CML ....................................... 142
Figura 4.31. Puntuaciones del MBR sumergido según el método IMPACT ..................... 143
Figura 4.32. Método EI 99: Puntuaciones totales de los sistemas de tecnologías de
tratamiento de aguas residuales .......................................................................... 146
Figura 4.33. Puntuaciones de la ETT según el método EI 99 ............................................. 148
Figura 4.34. Puntuaciones de la ETT según el método Eco 97 .......................................... 149
Figura 4.35. Valores de la ETT según el método CML ........................................................ 149
Figura 4.36. Puntuaciones de la ETT según el método IMPACT ...................................... 150
Figura 5.1. Ciclo Rankine sencillo con sobrecalentamiento: diagrama termodinámico y
esquema del ciclo ..................................................................................................... 158
Figura 5.2. Esquema simplificado del ciclo de potencia de una central termoeléctrica .... 160
Figura 5.3. Esquema de una central eléctrica de ciclo combinado ....................................... 162
Figura 5.4. Esquema de un ciclo combinado y diagrama T-s ................................................ 162
Figura 5.5. Esquema típico de una planta dual Ciclo de Rankine - Planta MED .............. 164
Figura 5.6. Esquema general de la planta de desalación solar térmica MED ..................... 176
Figura 5.7. Diagrama de bloques y flujos de la Poligeneración ............................................. 179
Figura 5.8. Puntuaciones totales con diferentes posibilidades de integraciones de la MSF
con diferentes sistemas de energía utilizando diferentes combustibles, según el
método EI 99 ........................................................................................................... 185
Figura 5.9. Puntuaciones totales con diferentes posibilidades de integraciones de la MED
con diferentes sistemas de energía utilizando diferentes combustibles, según el
método EI 99 ........................................................................................................... 187
Figura 5.10. Puntuaciones totales con diferentes posibilidades de integraciones de la OI
con diferentes sistemas de energía, según el método EI 99 ............................ 188
viii Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Índice de figuras
Figura 5.11. Puntuaciones totales para MSF y MED (sin consumo térmico) y
diferentes consumos de la OI, según el método EI 99 .................................... 189
Figura 5.12. Puntuaciones globales para diferentes integraciones de la MSF, según
el método EI 99 ……………………...…………………………………... 191
Figura 5.13. Puntuaciones globales para diferentes integraciones de la MED, según
el método EI 99 ...................................................................................................... 193
Figura 5.14. Método EI 99. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la desaladora térmica MED
modo convencional .............................................................................................. 195
Figura 5.15. Método Eco 97. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la desaladora térmica
MED modo convencional ................................................................................... 195
Figura 5.16. Método CML. Valores (1/m 3 ) de la desaladora térmica
MED modo convencional .................................................................................... 196
Figura 5.17. Método IMPACT. Puntuación total (Ptos/m 3 ) de la desaladora térmica
MED modo convencional …............................................................................... 196
Figura 5.18. Método EI 99. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la desaladora solar térmica
MED modo solar CCP ......................................................................................... 198
Figura 5.19. Método Eco 97. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la desaladora térmica
MED modo solar CCP ......................................................................................... 198
Figura 5.20. Método CML. Valores (1/m 3 ) de la desaladora térmica MED modo
solar CCP ............................................................................................................... 199
Figura 5.21. Método IMPACT. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la desaladora térmica
MED modo solar CCP ........................................................................................ 199
Figura 5.22. Método EI 99. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la desaladora solar térmica
MED modo solar CPC ........................................................................................ 201
Figura 5.23. Método Eco 97. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la desaladora térmica
MED modo solar CPC ........................................................................................ 201
Figura 5.24. Método CML. Valores (1/m 3 ) de la desaladora térmica MED modo
solar CPC ............................................................................................................... 202
Figura 5.25. Método IMPACT. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la desaladora térmica
MED modo solar CPC ........................................................................................ 203
Figura 5.26. Método EI 99. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la desaladora térmica MED
modo fuel ............................................................................................................... 204
Figura 5.27. Método Eco 97. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la desaladora térmica
MED modo fuel ................................................................................................... 204
Figura 5.28. Método CML. Valores (1/m 3 ) de la desaladora térmica
MED modo fuel ................................................................................................... 205
Figura 5.29. Método IMPACT. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la desaladora térmica
MED modo fuel ................................................................................................... 206
Figura 5.30. Método EI 99. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la desaladora solar térmica
MED modo híbrido CCP ................................................................................... 207
Figura 5.31. Método Eco 97. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la desaladora térmica
MED modo híbrido CCP ................................................................................... 208
Figura 5.32. Método CML. Valores (1/m 3 ) de la desaladora térmica MED modo
híbrido CCP .......................................................................................................... 208
Figura 5.33. Método IMPACT. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la desaladora solar
térmica MED modo híbrido CCP ..................................................................... 209
Figura 5.34. Método EI 99. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la desaladora solar térmica
MED modo híbrido CPC .................................................................................... 210
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía ix

Índice de figuras
Figura 5.35. Método Eco 97. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la desaladora térmica MED
modo híbrido CPC ............................................................................................... 211
Figura 5.36. Método CML. Valores (1/m 3 ) de la desaladora térmica MED modo híbrido
CPC ........................................................................................................................ 211
Figura 5.37. Método IMPACT. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la desaladora solar térmica
MED modo híbrido CPC ................................................................................... 212
Figura 5.38. Método EI 99: Puntuaciones totales para los diferentes modos de operación
de la desaladora solar térmica MED ................................................................. 215
Figura 5.39. Puntuaciones totales para diferentes integraciones de la OI, según
el EI 99 .................................................................................................................. 218
Figura 5.40. Modo OPC: Puntuaciones según el método EI 99 ......................................... 224
Figura 5.41. Modo SDT: Puntuaciones según el método IMPACT ................................... 225
Figura 6.1. Puntuaciones totales obtenidas por los sistemas de desalación analizados con
los diferentes modelos de producción de electricidad, según
el método EI 99 ...................................................................................................... 240
Figura 6.2. Método EI 99: Puntuaciones totales de la ETT según el origen de
la electricidad ........................................................................................................... 243
Figura 6.3. Método EI 99: Comparación en función del volumen de agua
a trasvasar ................................................................................................................. 249
Figura 6.4. Método Eco 97: Comparación en función del volumen de agua
a trasvasar ................................................................................................................. 249
Figura 6.5. Método CML: Comparación en función del volumen de agua
a trasvasar ................................................................................................................. 250
Figura A.1.1. Descripción general de una planta MSF sin recirculación de salmuera … 269
Figura A.1.1b. Esquema de una planta MSF con recirculación ........................................... 269
Figura A.1.1c. Sección transversal de una etapa de una MSF .............................................. 271
Figura A.1.1d. Perfil de temperatura MSF un solo paso ....................................................... 271
Figura A.1.1e. Perfil de temperatura MSF con recirculación ............................................... 271
Figura A.1.2. Fotografía Planta MSF Al-Taweelah (Emiratos Árabes Unidos) ............... 273
Figura A.1.3. Esquema de funcionamiento de una planta MED típica vertical ............... 274
Figura A.1.4. Esquema típico de una planta MED-TVC .................................................... 275
Figura A.1.5. Esquema de flujos de una membrana de ósmosis inversa .......................... 276
Figura A.1.6. Estructura de un módulo de arrollamiento en espiral de ósmosis
inversa .................................................................................................................. 279
Figura A.1.7. Módulo de fibra hueca en instalaciones de ósmosis inversa ....................... 279
Figura A.1.8. Fotografía Planta OI de Fuerteventura (Canarias) ........................................ 280
Figura A.2.1. Esquema con membranas sumergidas ............................................................ 281
Figura A.2.2. Esquema con membranas externas ................................................................. 282
Figura A.2.3. Proceso convencional de fangos activados .................................................... 282
Figura A.2.4. Proceso convencional de fangos activados con tratamiento terciario
con membrana .................................................................................................... 283
Figura A.2.5. Biorreactor de membrana ................................................................................. 283
Figura A.2.6. Balance de masas al módulo de membrana ................................................... 291
Figura A.2.7. Esquema membrana ZeeWeed 1000 .............................................................. 296
Figura A.2.8. Esquema membrana ZeeWeed 500 ................................................................ 298
x Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Índice de figuras
Figura A.3.1. Vista general de la pantalla de explorador de SimaPro: Procesos .............. 301
Figura A.3.2. Registro vacío de procesos (sólo parte superior) .......................................... 303
Figura A.3.3. Ejemplo de estado de Producto, en este caso el ciclo de vida ..................... 303
Figura A.4.1. Representación detallada del modelo de daño ................................................ 316
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía xi

ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1.1. Marco de los conceptos de gestión ambiental .......................................................... 9
Tabla 1.2. Comparación del ACV con dos de las herramientas de gestión ambiental más
conocidas: auditoría ambiental (AA) y estudio de impacto ambiental (EIA) ... 12
Tabla 1.3. Aplicaciones generales del ACV ............................................................................... 15
Tabla 2.1. Métodos de desalación existentes en el mercado ................................................... 30
Tabla 2.2. Valoración de diferentes características generales deseables, de operación y de
producción, para los métodos de desalación de agua de mar existentes
en el mercado ............................................................................................................. 37
Tabla 2.3. Rangos de salinidad de los diferentes tipos de aguas ............................................ 37
Tabla 2.4. Salinidad media de los mares y océanos principales del planeta .......................... 38
Tabla 2.5. Comparativa de parámetros más significativos del agua ...................................... 39
Tabla 2.6. Calidad media del agua obtenida por diferentes procesos de desalación ........... 42
Tabla 2.7. Principales empresas desaladoras mundiales desde el año 2000 ......................... 42
Tabla 2.8. Desaladoras agua de mar con una capacidad superior a 600 m 3 /día .................. 42
Tabla 2.9. Grandes plantas desaladoras de agua de mar en la costa mediterránea peninsular
....................................................................................................................................... 43
Tabla 2.10. Caudales vertidos por una planta que produce 70.000 m 3 /día ........................... 45
Tabla 2.11. Calidad del efluente regenerado ............................................................................... 56
Tabla 2.12. Calidad del efluente regenerado ............................................................................... 56
Tabla 2.13. Calidad del efluente regenerado ............................................................................... 57
Tabla 2.14. Calidad del efluente regenerado ............................................................................... 58
Tabla 2.15. Líneas de tratamiento de regeneración, sin desinfección .................................... 60
Tabla 2.16. Resumen de las actuaciones urgentes del Programa AGUA según
la C.H .......................................................................................................................... 64
Tabla 2.17. Resumen de las actuaciones urgentes del Programa AGUA .............................. 65
Tabla 3.1. Categorías de impacto aceptadas por ISO y disponibles en cuatro métodos
de valuación de impactos de SimaPro ...................................................................... 76
Tabla 3.2. Programas informáticos para estudios de ACV generales .................................... 80
Tabla 3.3. Bases de datos disponibles en SimaPro 7.1.8 ......................................................... 85
Tabla 3.4. Categorías de los distintos métodos relacionadas con emisiones hídricas …… 95
Tabla 3.5. Categorías de impacto relacionadas con la Acidificación y Eutrofización ….... 98
Tabla 3.6. Categorías de impacto relacionadas con el efecto invernadero ........................... 99
Tabla 3.7. Categorías de impacto relacionadas con el consumo de recursos ....................... 99
Tabla 3.8. Categorías de impacto relacionadas con la Toxicidad ........................................... 99
Tabla 3.9. Ponderaciones de las categorías más importantes de los métodos ................... 100
Tabla 4.1. Longitud de los tipos de infraestructuras empleados en el trasvase ................. 110
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía xiii

Índice de tablas
Tabla 4.2. Cantidad total de materiales para la construcción de las plantas de
desalación ................................................................................................................... 111
Tabla 4.3. Resumen de entradas y salidas en la operación de las plantas desaladoras .…. 111
Tabla 4.4. Cantidad total de materiales para la construcción de las plantas
depuradoras ................................................................................................................ 111
Tabla 4.5. Parámetros de entrada y salida de las aguas tratadas ........................................... 112
Tabla 4.6. Resumen de entradas y salidas en la operación de las plantas depuradoras … 112
Tabla 4.7. Parámetros de calidad de las aguas de la ETT de Arrato ................................... 113
Tabla 4.8. Cantidad total de materiales para la construcción de la ETT de Arrato .......... 113
Tabla 4.9. Resumen de entradas y salidas en la operación de la ETT de Arrato .............. 113
Tabla 4.10. Materiales necesarios para construir el canal del proyecto del Trasvase
del Ebro .................................................................................................................... 114
Tabla 4.11. Categorías de impacto medioambiental consideradas en los métodos ........... 116
Tabla 4.12. Emisiones relevantes producidas por las etapas de la MSF .............................. 117
Tabla 4.13. Emisiones relevantes producidas por las etapas de la MED ............................ 120
Tabla 4.14. Emisiones relevantes producidas por las etapas de la OI ................................. 124
Tabla 4.15. Porcentajes correspondientes a las emisiones relevantes producidas por las
tecnologías de desalación en cada fase del ciclo de vida .................................. 127
Tabla 4.16. Porcentajes correspondientes a cada fase del ciclo de vida y cargas ambientales
totales para las tecnologías de desalación ............................................................ 128
Tabla 4.17. Resultados análisis de sensibilidad para las emisiones de las plantas de
desalación ................................................................................................................. 129
Tabla 4.18. Resultados análisis de sensibilidad para las puntuaciones de las plantas
de desalación ............................................................................................................ 129
Tabla 4.19. Emisiones relevantes producidas por las etapas de la CAS .............................. 130
Tabla 4.20. Emisiones relevantes producidas por las etapas de la CAS-TF ........................ 134
Tabla 4.21. Emisiones relevantes producidas por las etapas del MBR externo .................. 137
Tabla 4.22. Emisiones relevantes producidas por las etapas del MBR sumergido ............ 141
Tabla 4.23. Porcentajes correspondientes a las emisiones relevantes producidas en cada fase
del ciclo de vida y valores totales, para las tecnologías de aguas residuales ... 144
Tabla 4.24. Porcentajes correspondientes a cada fase del ciclo de vida y cargas
medioambientales totales, para las tecnologías de aguas residuales .................145
Tabla 4.25. Resultados análisis de sensibilidad para las emisiones de las tecnologías de aguas
residuales ................................................................................................................ 146
Tabla 4.26. Resultados análisis de sensibilidad para las puntuaciones de las tecnologías de
aguas residuales ....................................................................................................... 147
Tabla 4.27. Emisiones asociadas a la ETT de Arrato y porcentajes de las etapas de
su ACV ...................................................................................................................... 147
Tabla 4.28. Puntuaciones globales y contribución de las etapas del ciclo de vida asociadas a
la ETT de Arrato .................................................................................................... 150
Tabla 4.29. Resultados análisis de sensibilidad para las emisiones de la ETT .................... 151
Tabla 4.30. Resultados análisis de sensibilidad para la Evaluación de impactos de la
ETT ........................................................................................................................... 151
Tabla 4.31. Emisiones asociadas al proyecto del trasvase del Ebro y porcentajes de las
etapas de su ACV .................................................................................................... 152
Tabla 4.32. Puntuaciones globales y contribución de las etapas del ciclo de vida asociadas
al proyecto del trasvase del Ebro .......................................................................... 152
Tabla 5.1. Varios tipos de sistemas de desalación nuclear .................................................... 167
xiv Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Índice de tablas
Tabla 5.2. Superficie necesaria en m 2 por m 3 /día de agua producido, según la integración
desalación-energía renovable .................................................................................. 171
Tabla 5.3. Resumen de entradas y salidas en la operación de las plantas desaladoras
integradas con sistemas de producción de energía convencional ..................... 173
Tabla 5.4. Materiales necesarios para la construcción de la desaladora solar térmica
MED ............................................................................................................................ 176
Tabla 5.5. Resumen de entradas y salidas en la operación de la planta desaladora solar
térmica MED según distintos modos de operación ............................................ 177
Tabla 5.6. Demandas anuales de los productos de la Poligeneración ................................. 180
Tabla 5.7. Capacidades nominales anuales necesarias para los componentes de
la Poligeneración ........................................................................................................180
Tabla 5.8. Valores anuales de los flujos principales de la Poligeneración ..........................180
Tabla 5.9. Materiales necesarios para los equipos de la Poligeneración ............................ 181
Tabla 5.10. MSF: Emisiones atmosféricas con diferentes posibilidades de integraciones de
los sistemas de energía y utilizando diferentes combustibles ........................... 183
Tabla 5.11. MED: Emisiones atmosféricas con diferentes posibilidades de integraciones de
los sistemas de energía y utilizando diferentes combustibles ........................... 184
Tabla 5.12. Puntuaciones totales con diferentes posibilidades de integraciones de la MSF
con diferentes sistemas de energía utilizando diferentes combustibles .......... 185
Tabla 5.13. Puntuaciones totales con diferentes posibilidades de integraciones de la MED
con diferentes sistemas de energía utilizando diferentes combustibles .......... 186
Tabla 5.14. Emisiones atmosféricas de la OI (4 kWh/m 3 ) considerando diferentes
integraciones con sistemas de producción de energía ...................................... 188
Tabla 5.15. Puntuaciones totales de la OI (4 kWh/m 3 ) considerando diferentes
integraciones con sistemas producción de energía ............................................ 188
Tabla 5.16. Emisiones relevantes producidas por para MSF y MED (sin consumo térmico)
y diferentes consumos de la OI ............................................................................ 189
Tabla 5.17. Puntuaciones totales para MSF y MED (sin consumo térmico) y diferentes
consumos de la OI ................................................................................................. 189
Tabla 5.18. Emisiones atmosféricas par diferentes integraciones de la MSF ...................... 190
Tabla 5.19. Puntuaciones globales para diferentes integraciones de la MSF ...................... 191
Tabla 5.20. Emisiones atmosféricas para diferentes integraciones de la MED .................. 192
Tabla 5.21. Puntuaciones globales para diferentes integraciones de la MED ..................... 192
Tabla 5.22. Modo convencional. Emisiones relevantes de las etapas de la desaladora
térmica MED ........................................................................................................... 194
Tabla 5.23. Modo solar CCP. Emisiones relevantes de las etapas de la desaladora solar
térmica MED ........................................................................................................... 197
Tabla 5.24. Modo solar CPC. Emisiones relevantes de las etapas de la desaladora solar
térmica MED ........................................................................................................... 200
Tabla 5.25. Modo fuel. Emisiones relevantes de las etapas de la desaladora
térmica MED ........................................................................................................... 203
Tabla 5.26. Modo híbrido CCP. Emisiones relevantes de las distintas de la desaladora solar
térmica MED ......................................................................................................... 206
Tabla 5.27. Modo híbrido CPC. Emisiones relevantes de las etapas de la desaladora solar
térmica MED .......................................................................................................... 210
Tabla 5.28. Emisiones y porcentajes para los modos de operación de la desaladora solar
térmica MED .......................................................................................................... 213
Tabla 5.29. Porcentajes correspondientes a cada fase del ciclo de vida y cargas ambientales
totales para los modos de operación de la desaladora solar térmica MED... 214
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía xv

Índice de tablas
Tabla 5.30. Resultados análisis de sensibilidad para las emisiones de la planta térmica
MED …………………………………………………..…………………. 216
Tabla 5.31. Resultados análisis de sensibilidad para las puntuaciones de de la planta térmica
MED ......................................................................................................................... 216
Tabla 5.32. Emisiones atmosféricas para diferentes integraciones de la OI ....................... 217
Tabla 5.33. Puntuaciones totales para diferentes integraciones de la OI ............................ 217
Tabla 5.34. Superficie requerida para los sistemas analizados en m 2 por m 3 /día de agua
producida, según la integración desalación-energía renovable. ....................... 219
Tabla 5.35. Modo OPC: Porcentajes de las emisiones según producto de la
poligeneración ......................................................................................................... 221
Tabla 5.36. Modo SDT: Porcentajes de las emisiones según producto de la
poligeneración ......................................................................................................... 221
Tabla 5.37. Modo OPC: Puntuaciones globales según producto de la poligeneración ... 222
Tabla 5.38. Modo SDT: Puntuaciones globales según producto de la poligeneración .... 223
Tabla 5.39. Porcentajes de las emisiones globales para los modos de operación de la
poligeneración ........................................................................................................ 224
Tabla 5.40. Porcentajes de las puntuaciones totales para los modos de operación de la
poligeneración ........................................................................................................ 224
Tabla 5.41. Resultados análisis sensibilidad para las emisiones de los productos de la
poligeneración ......................................................................................................... 226
Tabla 5.42. Resultados análisis sensibilidad para las puntuaciones totales de los productos
de la Poligeneración .............................................................................................. 226
Tabla 6.1. Emisiones atmosféricas de todos los sistemas con el estado actual de la
tecnología ................................................................................................................... 235
Tabla 6.2. Puntuaciones totales de todos los sistemas con el estado actual de la tecnología,
según cada método ................................................................................................... 236
Tabla 6.3. Emisiones atmosféricas, comparación con desalación térmica con calores
residuales .................................................................................................................... 237
Tabla 6.4. Puntuaciones totales, comparación con desalación térmica con calores residuales,
según cada método ................................................................................................... 237
Tabla 6.5. Modelos de producción de electricidad considerados en el análisis ................. 238
Tabla 6.6. Emisiones atmosféricas obtenidas por los sistemas de desalación analizados con
los diferentes modelos de producción de electricidad ....................................... 239
Tabla 6.7. Puntuaciones totales obtenidas por los sistemas de desalación analizados con los
diferentes modelos de producción de electricidad ............................................. 239
Tabla 6.8. Emisiones al aire según el origen de la electricidad consumida por las
tecnologías de depuración ...................................................................................... 241
Tabla 6.9. Puntuaciones totales de las tecnologías de tratamiento de aguas según el origen
de la electricidad ....................................................................................................... 241
Tabla 6.10. Emisiones según el origen de la electricidad consumida por la ETT ……… 242
Tabla 6.11. Puntuaciones totales de la ETT según el origen de la electricidad .................. 243
Tabla 6.12. Emisiones atmosféricas del proyecto del trasvase según la fuente de producción
eléctrica .................................................................................................................... 244
Tabla 6.13. Puntuaciones totales del proyecto del trasvase según la fuente de producción
eléctrica .................................................................................................................... 244
Tabla 6.14. Emisiones atmosféricas según la fuente de producción eléctrica ................... 245
Tabla 6.15. Puntuaciones totales según la fuente de producción eléctrica ......................... 245
xvi Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Índice de tablas
Tabla 6.16. Emisiones atmosféricas, comparación con la OI con diferentes
consumos ................................................................................................................. 247
Tabla 6.17. Comparación puntuaciones totales comparación con la OI con diferentes
consumos, según cada método ............................................................................. 247
Tabla 6.18. Comparación Trasvase-OI-Depuración en función del volumen de agua a
trasvasar ................................................................................................................... 248
Tabla A.4.1. Factores Normalización y Ponderación del método Ecopuntos 97 ……. 312
Tabla A.4.2. Factores de Normalización método EI 99 ..................................................... 320
Tabla A.4.3. Factores de Ponderación método EI 99 ......................................................... 321
Tabla A.4.4. Factores de Normalización para las 4 categorías de daños para
Europa Occidental ............................................................................................. 321
Tabla A.5.1. Materiales planta MSF ....................................................................................... 331
Tabla A.5.2. Materiales planta MED ..................................................................................... 332
Tabla A.5.3. Materiales planta OI ........................................................................................... 333
Tabla A.5.4. Desglose de materiales de los componentes de la planta desaladora
MSF ...................................................................................................................... 337
Tabla A.5.5. Características principales de las secciones de la planta MSF ..................... 337
Tabla A.5.6. Desglose de materiales de los componentes de la planta desaladora
MED .................................................................................................................... 340
Tabla A.5.7. Desglose de materiales de los componentes de la planta desaladora OI .... 344
Tabla A.5.8. Materiales totales de la planta desaladora solar térmica MED, bomba de calor
y colectores solares CPC, modo híbrido CPC .............................................. 349
Tabla A.5.9. Materiales de la planta desaladora solar térmica MED, modo convencional
(sólo materiales de la MED) .............................................................................. 350
Tabla A.5.10. Materiales de los colectores CPC .................................................................... 351
Tabla A.5.11. Materiales de la de la bomba de calor ............................................................ 353
Tabla A.5.12. Materiales para el proyecto de las transferencias ........................................... 355
Tabla A.5.13. Cálculos para los materiales de los acueductos para Inventario del proyecto
de las transferencias del Río Ebro .................................................................. 356
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía xvii

AA: Auditoría Ambiental
ACS: Agua Caliente Sanitaria
ACV: Análisis del Ciclo de Vida
ADF: Abiotic Depletion Factor (factor de agotamiento abiótico)
AEDyR: Asociación Española de Desalación y Reutilización
ABREVIATURAS
A.G.U.A.: programa de Actuaciones de Gestión y Utilización del Agua en España
AMPE: Association of Plastics Manufacturers in Europe (Asociación Manufacturadora de
Plásticos en Europa)
AOX: Adsorbible Organic halogen (halógenos orgánicos adsorbibles en el agua)
AP: Alta Presión
A.P.: Acidification Potencial (potencial de acidificación)
BD: Blow Down (salmuera rechazada en la MSF)
BH: Brine Heater (sección de calentamiento de la MSF)
BP: Baja Presión
BUWAL: Swiss Ministry of the Environment (Ministerio suizo de Medio Ambiente)
BWR: Boiling Water Reactor (reactor nuclear de agua en ebullición)
CA: Ciclo de Absorción
CAS: Conventional Activated Sludge (sistema de convencional de fangos activados)
CAS-TF: Conventional Activated Sludge-Tertiary Filtration (sistema de convencional de
fangos activados con filtración terciaria)
CC: Ciclo Combinado
CCP: Captadores Cilindro Parabólicos (también TPC)
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía xix

Abreviaturas
CE: Conductividad Eléctrica o Consumo Energético
CEE: Comunidad Económica Europea
CEDEX: Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas
CED: Cumulative Energy Demand (demanda acumulada de energía)
CExD: Cumulative Exergy Demand (demanda acumulada de exergía)
CF: Coliformes Fecales
CIC: Cuencas Internas de Cataluña
CIEMAT: Centro de Investigación de Energía y Materiales
CML: Center of environMental science Leiden (Centro de Ciencia Ambiental de Leiden)
COD: Carbono Orgánico Disuelto
COP: Coefficient Of Performance (coeficiente de operación en producción de frío)
CO 2: Dióxido de Carbono
CPC: Compound Parabolic Concentrator/Collectors (captadores parabólico compuestos)
CR: Ciclo Rankine
CR.: Caldera de Recuperación
CT: Comité Técnico
CV: Vapor Compression (compresión mecánica de vapor)
CV: Coeficiente de Variación
CW: Cooling Water to reject (agua bruta precalentada en la HJS tirada al mar en la MSF)
DALY: Disability Adjusted Life Years (pérdida de años de vida por enfermedad)
DBO 5: Demanda Biológica de Oxígeno
DEAHP: Double Effect Absortion Heat Pump (bomba de absorción de calor de doble
efecto)
DH: Heat Demand (demanda de calor o térmica en poligeneración)
DMA: Directiva Marco del Agua
xx Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

DQI: Data Quality Indicators (indicadores de calidad de los datos en SimaPro)
DQO: Demanda Química de Oxígeno
DS: Desviación eStándar
DSG: Direct System Generation (generaración directa de vapor)
EAU: Emiratos Árabes Unidos
Eco 97: método Ecopuntos 97
ED: Electrodiálisis
EDR: Electrodiálisis Reversible
EDAR: Estación Depuradora de Aguas Residuales
Abreviaturas
EDIP: Environmental Design of Indutrial Products (diseño ambiental de productos
industriales)
EERR: Energías Renovables
EEUU: Estados Unidos de América
EF: Ecological Footprint (huella ecológica)
EIA: Evaluación Impacto Ambiental
EICV: Evaluación de Impacto del Ciclo de Vida
EI 99: método Eco-Indicador 99
EMPA: Swiss Federal Institute for Materials, Testing and Research, St. Gallen (Instituto
Federal Suizo para materiales, pruebas e investigación)
EPD: Enviromental Product Declarations (declaración ambiental del producto)
EPS: Environmental Priority Strategies in product design (estrategias prioritarias
ambientales en el diseño de producto)
ETAP: Estación de Tratamiento de Agua Potable
ETH- ESU: Grupo de Energía, Materiales y Medioambiente del Instituto suizo de
Tecnología energética.
ETT: Estación de Tratamiento Terciario
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía xxi

Abreviaturas
EUSES: European Uniform System for the Evaluation of Substances (Sistema Uniforme
Europeo para la Evaluación de Sustancias)
FAETP: Fresh-water Acuatic Eco-Toxicity Potential (potencial de ecotoxicidad acuática del
agua dulce)
FAO: The Food and Agriculture Organization of the United Nations (Organización de las
Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación)
GHV: Gross Heating Value (Poder Calorífico Superior)
GNP: Gross National Product (producto nacional bruto)
GOR: Gain Output Ratio (ratio de ganancia en los destiladores)
GWP: Global Warning Potencial (potencial de calentamiento global)
GWI: Global Water Intelligence
HFF: Horizontal Falling Film (evaporador de tubos horizontales con spray en la MSF)
HIS: Heat Input Section (sección de aporte de calor)
HJS: Heat reJect Section (1ª sección de precalentamiento en la MSF)
HRAD: High RADioactivity (residuos nucleares de alta actividad)
HRS: Heat Recovery Section (2ª sección de precalentamiento en la MSF)
HTGR: High Temperature Gas-cooled Reactor (reactor nuclear de alta temperatura
refrigerado con gas)
HTP: Human Toxical Potential (potencial de toxicidad humana)
ICV: Inventario del Ciclo de Vida (también LCI)
IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Change (Panel Intergubernamental para el
Cambio Climático)
ISO: International Organization for Standarization (Organización Internacional para la
Estandarización)
ITC: Instituto Tecnológico de Canarias
LCA: Life Cycle Assessment (Análisis de Ciclo de Vida)
LCI: Life Cycle Inventory (Inventario de Ciclo de Vida)
LCM: Life Cycle Management (Gestión del Ciclo de Vida)
xxii Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

LHV: Low Heating Value (Poder Calorífico Inferior)
LIC: Lugares de Interés Comunitario
LMFR: Liquid Metal cooled Reactor (reactor nuclear de metal líquido)
LMRAD: Light-Medium RADioctivity (residuos nucleares de baja-media actividad)
Abreviaturas
MAETP: Marine Acuatic Eco-Toxicity Potencial (potencial de ecotoxicidad acuática
marina)
MACI: Motor Alternativo de Combustión Interna
MBR: Membrane Bioreactor (biorreactor de membrana)
MED: Multi-Effect Distillation (destilación por múltiple efecto)
MF: membranas de MicroFiltración
MLSS: Concentración de Sólidos en el Reactor
MMA: Ministerio de Medio Ambiente
MOPT: Ministerio de Obras Públicas y Transportes
MOX: Mixed OXide fuel (combustible de óxido mezclado)
MP: Media Presión
MSF: Multi-Stage Flash Distillation (destilación súbita por efecto flash)
NC: Net Consumption (consumo energético por destilado producido)
NF: membranas de NanoFiltración
NHR: Nuclear Heating Reactor (reactor nuclear)
NMVOC: Non-Methane Volatil Organic Compounds (compuestos orgánicos volátiles
excepto el metano)
NO x: Óxidos de Nitrógeno
NP: Nitrification Potential (potencial de nitrificación)
OEDC: Organization for Economic Cooperation and Development (Organización para la
Cooperación y Desarrollo Económico)
ODP: Ozone Depletion Potential (potencial de reducción del ozono)
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía xxiii

Abreviaturas
OI: Ósmosis Inversa
OMS: Organización Mundial de la Salud
ONU: Organización de Naciones Unidas
OPC: Operación a Plena Carga (modo de operación en poligeneración)
PAF: Potencially Affected Fraction (fracción potencialmente afectada)
PDF: Potencially Disappeared Fraction (fracción potencialmente desaparecida)
PHN: Plan Hidrológico Nacional
PHWR: Pressurised Heavy Water Reactor (reactor nuclear de agua pesada)
PNCA: Plan Nacional de Calidad de las aguas, Saneamiento y Depuración
PNSD: Plan Nacional de Saneamiento y Depuración
POCP: Photochemical Ozone Creation Potential (potencial de creación de ozono
fotoquímico)
PR: Performance Ratio (ratio de funcionamiento en la desalación térmica MSF y MED)
PRé: Product Ecology Consultants (Consultoría de Ecología del Producto)
PSA: Plataforma Solar de Almería
PTC: Parabolic Through solar Collectors (colectores cilindro parabólicos o CCP)
PWMI: Plastic Waste Management Institute of the APME (Instituto de la gestión de los
residuos plásticos de APME)
PWR: Pressurized Water Reactor (reactor nuclear de agua a presión)
QGDW: Quality Guidelines for Drinking Water (guía para la calidad del agua)
RD: Real Decreto
SETAC: Society Environmental, Toxicology And Chemistry (Sociedad Química y
Toxicolológica Ambiental)
SD: Stirling Dish (tecnología solar Stirling)
SDT: Siguiendo Demanda Térmica (modo de operación en poligeneración)
SMRs: Small-Medium Reactors (pequeños y medianos reactores nucleares)
xxiv Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

SO x: Óxidos de Azufre
Abreviaturas
SPOLD: Society for de Promotion of ACV Development (Sociedad para la promoción y
desarrollo del ACV)
SR: Seawater to Reject section (agua bruta aportada a la MSF)
TBT: Top Brine Temperature (temperatura máxima de la salmuera)
TC: Temperatura foco Caliente
TDS: Total Disolved Solids (sólidos disueltos totales)
TETP: Terrestrial Eco-Toxicity Potential (potencial de ecotoxicidad terrestre)
TF: Temperatura foco Frío
TG: Turbina de Gas
TP: TemPer water (agua de templado en la MSF)
TRC: Tiempo de Retención Celular en un reactor
TRH: Tiempo de Retención Hidráulico en un reactor
TV: Turbina de Vapor
TVC: Termal Vapor Compresión (compresión térmica de vapor)
UBP: Environmental Loading Points (unidades de carga ambiental)
UCPTE: Union pour la Coordination de la Production et du Transport de l`Electricitè
(Unión para la Coordinación de la producción y transporte de la Electricidad)
UE: Unión Europea
UF: membranas de UltraFiltración
UNE: Una Norma Española
URSS: antigua Unión Soviética
UV: radiación UltraVioleta
WMO: World Metereological Organization (Organización Meteorológica Mundial)
ZEPA’s: Zonas de Especial Protección para las Aves
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía xxv

1 INTRODUCCIÓN
1.1 La problemática de la gestión sostenible del agua
1.1.1 ¿Hay escasez física de agua para la población mundial?
El agua es un recurso indispensable para la vida y el desarrollo de la humanidad. Una
mirada retroactiva a través de la Historia pone de manifiesto que agua y civilización son dos
elementos inseparables, ya que todas las grandes civilizaciones se desarrollaron y
florecieron cerca de suficiente agua, ya sea dulce (en los márgenes de los ríos, lagos u oasis)
o salada (mares y océanos, en este caso dicha civilización era esencialmente nómada con un
fuerte desarrollo del transporte naval). Quizás el ejemplo más significativo de esta
importancia o influencia del agua en la sostenibilidad de la vida y el desarrollo de la
civilización lo encontramos en el río Nilo en Egipto [Kalogirou, 2005].
En principio, los recursos hídricos mundiales son inmensos, evaluados en 1,386 millones
de km 3 [Shiklomanov and Rodda, 2003]. De ellos, y descontando el recurso marino (el 97,5
% del total), los subcontinentes helados, las aguas subterráneas fósiles, etc., dichos recursos
quedan reducidos a una cifra infinitamente menor, estimada en unos 10.000-12.000 km 3
anuales renovables explotables técnicamente de media, a lo largo de cualquier ciclo
hidrológico medio anual. Los datos más recientes muestran que con los 6.700 millones de
habitantes en el mundo, y estimando unas necesidades de 1.000 m 3 /habitante y año (según
el ‘water stress’ o necesidad mínima humana para su desarrollo sostenible), ello supondría un
total de 6.700 km 3 , muy cercano por tanto al límite natural que nos da la Naturaleza. Los
datos reales constatan unas extracciones algo menores [Wolf et al., 2006], estimadas en
3.714 km 3 /año, pero en todo caso es importante reseñar que en el siglo XXI, el acceso al
agua de origen natural será un factor limitante al desarrollo de algunos asentamientos
humanos.
Con las cifras globales anteriores, es lógico entender que muchas áreas geográficas del
Planeta han sufrido históricamente un acceso inadecuado al agua dulce. En algunos casos, la
población (esencialmente la mujer) debe andar largas distancias sólo para obtener suficiente
agua para vivir, consumiendo varias horas diarias en la tarea de acarreamiento del agua para
consumo familiar, teniendo como resultado consecuencias sobre su salud (dicha agua no es
de la calidad mínima en muchos casos, y es compartida con otros seres vivos) y han
mermado su oportunidad de desarrollar las capacidades para mejorar su bienestar [Hussein,
2007]. Pero además del problema histórico de la accesibilidad al agua dulce, muchas
regiones del mundo sufren físicamente de escasez de agua. Los datos más recientes muestran
que de los 6.700 millones de habitantes en el mundo, alrededor de 600 millones de
personas sufren de forma crónica la escasez de agua [UN, 2006a]
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 1

Introducción
1.1.2 La gestión eficiente del recurso
Contar con el recurso disponible es condición necesaria pero no suficiente para disfrutar su
uso. Al menos en las aglomeraciones urbanas es necesario contar con las redes de
abastecimiento (infraestructuras de captación, potabilización y redes de suministro) para
tratar de forma segura el agua captada del medio natural y con redes de saneamiento de las
aguas utilizadas (redes de colectores y depuradoras) para devolver los retornos no
consumidos al medio natural en condiciones de uso posterior para moradores en
aglomeraciones situadas aguas abajo. Según datos de la ONU [UN-WWAP, 2006b],
aproximadamente unos 1.100 millones de personas no están conectados a redes de
abastecimiento, y alrededor de 2.400 millones no cuentan con redes de saneamiento; de
todo ello no es extraño señalar que el agua no potable y las malas condiciones de salubridad
causan el 80% de las enfermedades en el mundo subdesarrollado. Varios de los 8 objetivos
del nuevo milenio para el desarrollo [UNDP, 2009] están relacionados con el acceso seguro
al agua para toda la humanidad, objetivo que se prevé alcanzar hacia el 2050, incluso
considerando el rápido crecimiento tanto de la población (asociado a una mayor
concentración urbana) como a su consumo per cápita en países subdesarrollados. Con ello,
se conseguiría vencer ese círculo vicioso de pobreza - falta de infraestructuras - problemas
sanitarios derivados – subdesarrollo.
Desafortunadamente, en la Exposición Internacional de Zaragoza, centrada en el Agua y el
Desarrollo sostenible, celebrada en nuestra ciudad en el verano pasado, se ha constatado
que dichas proyecciones de reducción paulatina de la población sin redes de abastecimiento
y saneamiento no se está produciendo al ritmo deseado, y que si no se ponen en marcha
actuaciones decididas por parte de las Administraciones, Organizaciones y Asociaciones
Internacionales, el uso de este recurso puede provocar graves disputas sociales y regionales,
al punto de considerarse la primera causa de conflictos internacionales en el siglo XXI
[EXPO, 2008].
Con respecto a los usos del agua, los datos globales mundiales indican que
aproximadamente el 70% se utiliza en la agricultura, el 20% en la industria y tan sólo el
10% para las necesidades domésticas [Kalogirou, 2005]. Desgraciadamente, el uso del agua
en las actividades económicas no es inocuo e implica, por una parte, la contaminación
puntual de los ríos y lagos causada por los residuos industriales y descargas de aguas
residuales urbanas, y por otra parte, la contaminación difusa en el regadío de cultivos con el
uso de fertilizantes, productos fitosanitarios y pesticidas. De media, 1 litro de agua
‘contaminada’ provoca la contaminación de 8 litros de agua ‘limpia’. Por tanto, la degradación
de la calidad del agua es quizás un problema mayor al de la cantidad del agua, si no se
toman medidas para paliar los efectos de dicho uso, corresponsabilizando a cada actor
económico de su actividad contaminante perniciosa para el medio natural.
En consecuencia, todas las regiones del mundo tienen actualmente en común
preocupaciones similares acerca de cómo ocuparse del agua, cómo satisfacer las demandas
para la población, industria y agricultura, y cómo proteger al medioambiente acuático y los
ecosistemas [Bixioa et al., 2006]. Según Wangnick [2002], un uso eficiente y una mejor
conservación del agua y sus recursos, y control de la contaminación del agua, son parte de
la solución proyectada para el estrés hídrico. El resto tendrá que ser satisfecho mediante el
desarrollo de nuevas fuentes de agua, entre las que figuran la reutilización del agua y la
desalación de agua salobre y de mar.
2 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Introducción
Afortunadamente, y ahondando en el párrafo anterior, el desarrollo tecnológico y
sociológico permite vislumbrar soluciones al problema. Según Mujeriego [2006] y la FAO
[2003], las opciones disponibles en orden creciente de complejidad y de especificidad para
la sostenibilidad del agua son:
a- La protección y mejora de los recursos hídricos convencionales. Según la FAO,
estas actuaciones reducirían la erosión del suelo aguas arriba por la tala excesiva
y otras actividades, y la sobreexplotación de recursos superficiales que
favorecería la intrusión marina;
b- El ahorro de agua, mediante su uso eficiente. En la agricultura se debe orientar
hacia cultivos de alto valor y menor exigencia de agua, y aumentar la eficiencia
global en el regadío (desde la actual, inferior al 40%, hasta más del 70%),
distribución de agua potable (desde la actual, inferior al 50% en muchos casos,
hasta el 85%) y la eficiencia de los usos finales del agua hasta por lo menos un
ritmo de crecimiento del 1,5% anual;
c- La regulación o almacenamiento de volúmenes adicionales de agua. La FAO
propone esencialmente la recogida del agua de lluvia en pequeños barrancos;
d- El intercambio de recursos (‘mercados de agua’) entre diferentes usuarios, sobre
todo en situaciones de sequía;
e- La regeneración y la reutilización directa o planificada. La FAO propone
depurar y reutilizar por lo menos el 50% de las aguas residuales municipales e
industriales;
f- La desalación de aguas salobres y marinas.
La utilización de cualquiera de estas opciones requiere una valoración objetiva de sus
beneficios, limitaciones y requisitos, de modo que sea posible alcanzar conclusiones bien
justificadas y coherentes. En este proceso, los criterios de valoración ambiental, social y
económica constituyen elementos básicos a tener en cuenta. Conviene resaltar que los
resultados de esta valoración objetiva, de carácter eminentemente técnico, ofrecen un
fundamento sólido a tener en cuenta en los posteriores planes, programas y políticas de
recursos hídricos que establezcan las Administraciones y los Gobiernos.
El uso convenientemente integrado de estas opciones constituye la gestión integrada de los
recursos hídricos, que trata de definir una asignación armónica y equilibrada de los mismos
entre los diferentes usos o aprovechamientos, teniendo en cuenta el papel determinante
que el agua tiene para la preservación y la mejora del medioambiente. De este modo, la
gestión integrada de los recursos hídricos se rige fundamentalmente por tres criterios
operativos:
1- Diversificar las alternativas utilizadas, como forma de asegurar la garantía de la
solución conjunta. El hecho de que las sociedades desarrolladas hayan alcanzado la
explotación casi completa de los recursos hídricos más inmediatos o fáciles de
desarrollar, hace con frecuencia que sea prácticamente inviable la obtención de
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 3

Introducción
soluciones ‘únicas’ o ‘absolutas’ a los retos actuales y que, por tanto, deba recurrirse a
la aplicación de una serie coordinada de soluciones parciales que resuelvan
conjuntamente el problema.
2- Utilizar una combinación equilibrada tanto de infraestructuras como de formas de
gestión que, con agilidad y flexibilidad, potencien la capacidad y las posibilidades de
unas y otras para atender las ofertas y las demandas en el espacio y en el tiempo.
3- Planificar sistemáticamente esas actuaciones, especialmente las infraestructuras,
pero también las formas de gestión, de modo que sea posible asegurar tanto la
consecución de sus objetivos técnicos y económicos como su debate, revisión y
aceptación por parte de todos los usuarios, incluidos los encargados de la
preservación y la mejora del medio ambiente.
1.1.3 Las tecnologías del agua convencionales y las de nueva aparición
El aumento de la disponibilidad de los recursos hídricos se ha basado siempre en la
retención del ciclo hidrológico natural de los ríos. Una presa es una barrera artificial que se
construye en algunos ríos para embalsarlos y retener su caudal. Los motivos principales
para construirlas son: concentrar el agua del río en un sitio determinado, lo que permite
generar electricidad (energía hidráulica), adecuar dicho volumen de concentración a las
demandas cercanas (tras dirigirla hacia canales y sistemas de abastecimiento), aumentar la
profundidad de los ríos para hacerlos navegables, laminar avenidas y fomentar las
actividades recreativas. La mayoría de las presas desempeñan varias de estas funciones.
La alteración del flujo de sedimentos, con el consiguiente almacenamiento en el propio
embalse y el déficit en zonas de sedimentación deltaica, junto con la alteración
hidromorfológica del cauce (pierde su continuidad y por tanto la libre circulación de ciertas
especies piscícolas), son alteraciones que conviene remediar y que pueden ser evitadas con
formas de construcción modernas, entre las que se encuentran [Mujeriego, 2006]:
- la instalación de una rampa de derivación de sedimentos, en la cabecera del embalse,
que contribuye a mantener el flujo de sedimentos a través de la franja de río afectada,
- la construcción de embalses de derivación ‘off-stream, embanked’, que permite limitar
significativamente las afecciones ambientales, regulando los caudales excedentes en
tiempos de abundancia, para ser posteriormente turbinados y liberados en los canales
de abastecimiento en momentos de escasez,
- el uso conjunto de aguas superficiales y aguas subterráneas, estrategia ampliamente
utilizada en las zonas semi-áridas como el sur de California. Consiste en almacenar agua
superficial en acuíferos utilizados para el abastecimiento y el regadío, bajo la
designación de ‘banco de agua’.
El creciente coste marginal de un embalse (se necesita una presa más alta y con mayor
longitud de coronación para retener la misma cantidad de agua, que además puede estar ya
parcialmente regulada en otros embalses de la cuenca; y se construyen más lejos de los
puntos de consumo, incrementando las infraestructuras de transporte) hace cada vez
menos atractiva la incorporación de estas formas de gestión. Además, las reticencias
4 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Introducción
sociales que suscita en las comarcas rurales afectadas, y su cada vez menor eficiencia (el
nivel de llenado es cada vez más bajo constatando el cambio climático, y además la DMA
va a exigir caudales ambientales en consonancia a los regimenes naturales de la cuenca,
contradiciendo por tanto la funcionalidad de un embalse), con lo que su desarrollo futuro
se prevé orientado hacia las pequeñas presas y balsas laterales fuera del curso del río,
evitando así la afección hidromorfológica de una gran ‘tajadera’ en el río.
Con respecto a las acciones para generar nuevos recursos hídricos no provenientes del ciclo
natural, hay nuevas tecnologías que permiten cada vez a menor coste económico e impacto
ambiental el suministro de cantidades apreciables de agua para diversos usos, partiendo de
aguas de una calidad muy inferior. Además, sus características intrínsecas hacen que el
análisis técnico, económico y ambiental de alguna de ellas en particular pueda extrapolarse
fácilmente a otras instalaciones, con lo que la labor de prospectiva futura de análisis de
estas tecnologías es ciertamente más sencilla y representativa que el análisis de la obtención
de recursos superficiales convencional, basada en proyectos ciertamente dispares unos de
otros. Dos tecnologías se tratarán brevemente en esta mención a las nuevas tecnologías: la
reutilización y la desalación.
La reutilización de aguas residuales es un componente intrínseco del ciclo natural del agua.
Mediante el vertido de estos efluentes a los cursos de agua y su dilución con el caudal
circulante, las aguas residuales han venido siendo reutilizadas circunstancialmente en
puntos aguas abajo de los cauces para aprovechamientos urbanos, agrícolas e industriales
(es la denominada reutilización indirecta). La reutilización directa o planificada del agua a gran
escala tiene un origen más reciente, y supone el aprovechamiento directo de efluentes, con
un mayor o menor grado de regeneración (o tratamiento terciario), mediante su transporte
hasta el punto de utilización a través de un conducto específico, sin mediar para ello la
existencia de un vertido o una dilución en un curso natural de agua [Mujeriego, 2006]. El
proceso de tratamiento necesario para que un agua depurada pueda ser reutilizada se
denomina generalmente regeneración y el resultado de dicho proceso agua regenerada. De
acuerdo con su significado etimológico, la regeneración de un agua consiste en devolverle,
parcial o totalmente, el nivel de calidad que tenía antes de ser utilizada, de igual manera que
la regeneración de suelos y la regeneración de playas tratan de restaurar el estado y la forma
que éstos tenían en el pasado.
El notable desarrollo alcanzado por la reutilización directa del agua, especialmente en
países con recursos hídricos insuficientes, se ha debido a la necesidad de intentar
compatibilizar ciertos usos no prioritarios cercanos a los núcleos urbanos, y de mejorar la
gestión de los vertidos de aguas depuradas. Además, las crecientes distancias entre las
nuevas fuentes de abastecimiento y los núcleos urbanos, las limitaciones ambientales para
construir nuevos embalses y las sequías plurianuales han llevado a numerosas poblaciones a
plantearse la reutilización de aguas depuradas como fuente adicional de agua para
aprovechamientos que no requieran una calidad de agua potable. Por otra parte, las
crecientes exigencias sanitarias y ambientales sobre la calidad de las aguas continentales y
marinas, junto con los requisitos de ubicación y los niveles de tratamiento cada vez más
estrictos impuestos a los vertidos de aguas depuradas, han hecho que el agua regenerada se
convierta en una fuente alternativa de abastecimiento, económica y segura desde el punto
de vista sanitario y ambiental [Mujeriego, 2006].
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 5

Introducción
En el caso de España, la reciente aprobación de una normativa específica sobre
regeneración de aguas con el RD1620/2007 [MMA, 2007b], con la distinción de calidad
mínima requerida para los distintos usos futuros, dará un impulso definitivo a la
reutilización, con proyecciones de hasta 1.200 hm 3 anuales de agua regenerada destinable a
nuevos usos (casi un tercio del uso para abasto). Por otra parte, su menor consumo
energético con respecto a la desalación también la hace atractiva desde el punto de vista de
sus impactos medioambientales asociados. No obstante, es necesario recordar que la
reutilización de aguas sólo incorpora nuevos usos menos exigentes en calidad que el agua
para ingesta (agricultura, ornamentación, etc.) de aguas previamente utilizadas en el sector
doméstico (sólo el 15% del total en España), y sólo es realmente un nuevo recurso hídrico
aportado al sistema cuando el vertido del efluente secundario de la depuradora se vierte al
mar, es decir, en conurbaciones cercanas a la costa.
Con respecto a la desalación de agua de mar, su potencial parece virtualmente infinito si
recordamos las cifras presentadas anteriormente (el 97,5 % de 1.386 millones de km 3 ). Sin
embargo, las penalizaciones asociadas a su alto coste económico, su consumo energético, al
igual que los impactos medioambientales resultantes (tanto por sus vertidos como los
derivados del consumo energético) limitan fuertemente su aplicación multitudinaria en
zonas costeras. No obstante, en vista de la necesidad de paliar la escasez de agua dulce y
dados los actuales avances tecnológicos, durante los últimos 30 años la desalación está
percibiéndose como la técnica no convencional definitiva para satisfacer las crecientes
demandas de agua dulce [Meerganz y Moreau, 2007] y la escasez de agua potable en áreas
donde otras alternativas de suministro de agua no son factibles [Wangnick, 2002].
La desalación ofrece verdaderamente un gran potencial a los 2.400 millones de personas
que viven en áreas costeras (39% de la población mundial). Como resultado, durante los
pasados 15 años la producción diaria de agua aumentó desde aproximadamente 13 millones
de m 3 al día a los actuales 48 millones de m 3 al día en las 17.000 plantas desaladoras que
funcionan en todo el mundo y que ya suministran a aproximadamente 200 millones de
personas, lo que equivale a aproximadamente el 8% de la población que vive en la costa
[GWI, 2008] y el 3,55% del agua potable consumida [UN-WWAP, 2009]. La mayoría de
ellas se localizan en Oriente Medio, donde es la principal fuente de agua dulce que junto al
tratamiento de agua residual complementan los escasos recursos naturales provenientes de
los drenajes de las esporádicas lluvias. La aportación de la desalación en algunos países
como Kuwait, Bahrain o los EAU puede llegar a ser el 90% de sus recursos, dados sus
ínfimos recursos naturales (en torno a 10 m 3 /hab. y año). En zonas turísticas y/o
archipiélagos con alta densidad demográfica, la desalación también está siendo un valor en
alza, ya que el coste económico de esta alternativa es perfectamente asumible por el turista
o urbanita. En el caso de España, el ejemplo de Canarias es destacable a nivel internacional
por haberse convertido, gracias a su experiencia de más de 30 años operando con plantas
de todos los tamaños, en un laboratorio de pruebas de distintas innovaciones tecnológicas
en la osmosis inversa. Además, el uso de agua desalada en cultivos de alto valor económico
(hortícolas y de invernadero) es característico del Levante Español pero infrecuente en el
resto del mundo, contribuyendo con ello a ser el 5º país en el ranking mundial en cuanto a
su capacidad instalada (y el 2º en la tecnología de osmosis inversa), tan solo por detrás de
Arabia Saudí, EAU, Estados Unidos y Kuwait.
6 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

1.1.4 La íntima relación del agua con la energía
Introducción
La desalación es una tecnología intensiva en consumo de energía. En el Golfo Pérsico,
dicha energía proviene únicamente de la quema de sus ingentes recursos de combustibles
fósiles. En el resto de zonas, generalmente se consume energía eléctrica producida en
centrales de generación alejadas de las plantas desaladoras. Así, no es extraño reconocer
que el futuro de la desalación está íntimamente unido al problema de la disponibilidad de
las fuentes convencionales de energía, posible agotamiento [Deffeyes, 2001] (se predice que
dentro de dos generaciones se acabarán el petróleo, el gas natural y el uranio [Paulsen y
Hensel, 2007]) y costes (hasta el 50% de los costes de operación se gastan en energía en los
procesos de desalación), y también a los impactos medioambientales (por ejemplo,
emisiones de CO 2 para reducir el efecto invernadero). Para reforzar la idea del alto grado
consuntivo en energía de la desalación, una rápida extrapolación de la producción de agua
desalada en el mundo (alrededor del 0,34% del total [UN, 2009]), a su consumo energético
derivado, considerando las tecnologías dominantes en cada área geográfica, da un valor de
alrededor del 0,4% del total actual (computado en energía primaria). Por tanto, la
sustitución total del agua consumida en la actualidad por agua desalada, superaría incluso el
doble de consumo energético actual, con sus dramáticas consecuencias sobre el medio
ambiente y el cambio climático ya demostrado. En definitiva, la desalación masiva se debe
restringir hasta el momento de la solución definitiva al problema de una producción
energética limpia.
Una respuesta alternativa al agotamiento de los combustibles fósiles y su poder
contaminante han sido básicamente las fuentes de energía renovables. Durante las últimas
décadas se ha hecho un gran progreso no sólo en el campo tecnológico, sino en el cultivo
de las adecuadas condiciones para su explotación y difusión. Aunque todavía hay mucho
que hacer hasta que sean rentables o competitivas económicamente con respecto a los
combustibles fósiles actuales, la incorporación de las energías renovables en el sector
energético mundial se está realizando según una tasa de crecimiento anual superior al 25%
[AQUA-CSP, 2007]. No obstante, la presente crisis financiera internacional y la fuerte
inestabilidad de los precios del petróleo, está provocando indudablemente y a corto plazo
un frenazo en ese desarrollo casi exponencial de las fuentes de energía renovables. La
desalación de agua de mar con energías renovables (esencialmente la solar, ya que una
elevada insolación suele ir asociada a la aridez), no está considerada todavía como una
alternativa definitiva al consumo de combustibles fósiles, sino como un complemento a
otras medidas para aumentar la eficiencia en la producción del agua como recomienda las
Naciones Unidas y otras organizaciones. En el caso de la reutilización de aguas, ni siquiera
se ha contemplado seriamente la integración directa de energías renovables dentro de las
plantas de tratamiento terciario.
En los párrafos anteriores, se ha refrendado la dependencia tan grande de la energía que las
nuevas tecnologías tienen, hasta convertirse realmente en el factor limitante de su
desarrollo a escala masiva. Esta dependencia cada vez mayor de la interacción energía
agua es relativamente reciente: cada vez el ciclo integral de los usos del agua consume más
energía ya que es necesario transportar el agua desde más lejos y hay que tratarla más
intensivamente para regenerar su calidad inicial. También, la producción de energía necesita
grandes cantidades de agua [Mathioulakis et al., 2007]. Sin embargo, la interacción agua
energía es conocida desde tiempos remotos: un claro ejemplo lo encontramos con los
primeros aprovechamientos de la energía hidráulica documentados de hace más de 2.000
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 7

Introducción
años, donde la energía obtenida era esencialmente consumida para moler grano. En la
actualidad, el 20% de la energía producida a nivel mundial es de origen hidroeléctrico,
llegando en muchos casos en países tropicales a ser casi el 100% [UN-WWAP, 2009]. No
obstante, en este sentido de la interacción agua-energía, hay nuevos actores como el papel
de los cultivos energéticos.
1.1.5 Conclusiones a la disertación sobre la gestión hídrica
Por todo lo anterior, se puede concluir que el agua es un recurso esencial, limitado y escaso,
cuya producción está relacionada directamente con la energía [Uche, 2000; Husain, 2003],
la cual es a su vez un recurso limitado. Es evidente que ambos recursos deben ser
considerados y tratados de forma conjunta, con el objetivo de alcanzar una gestión del agua
más sostenible. Por una parte, la mejora de la calidad de las masas de agua a través de
medidas de control y gestión de los vertidos contaminantes es pieza imprescindible para
cumplir con los objetivos del milenio anteriormente descritos. Pero también, y ya que las
medidas de gestión, ahorro y eficiencia de los sistemas son necesarios pero no suficientes,
es cada vez más urgente integrar en la planificación hidrológica soluciones alternativas ó
complementarias, como por ejemplo las tecnologías de la regeneración de aguas residuales
para su reutilización o la desalación de agua de mar y salobre. Estas tecnologías ya no se
pueden considerar novedosas pero su aportación al conjunto de recursos disponibles y
utilizables va a ser crucial en las próximas décadas. Y a pesar de todo, con la eficiencia
mejorada en la gestión hasta sus límites técnicos, y con la reutilización del agua depurada y
el aporte de agua desalada se podrá reducir, pero no eliminar el déficit creciente de agua
dulce de una población mundial, que en el 2050 puede alcanzar la horquilla desde los 9.000
a los 11.000 millones de habitantes.
En este preámbulo se ha intentado plasmar la magnitud global y mundial del problema del
agua, sin duda uno de los más importantes en el horizonte de este siglo XXI, y su conexión
íntima con el problema de la energía. Según recientes palabras de un reconocido experto en
sostenibilidad [Jiménez, 2009], no hay crisis de falta de agua sino hay crisis de su gestión
ineficiente; y la verdadera crisis es la energética. Por tanto, en el ámbito de la planificación,
es esencial disponer no sólo de la tecnología o infraestructura que permita (con una
adecuada gestión) una mayor seguridad en la disponibilidad del agua dulce para su uso
posterior, sino también de las herramientas que permitan al decisor político conocer cuál es
la tecnología o infraestructura que menos impacto ambiental provocan. De esta forma, y
combinando esta información con otras consideraciones de tipo económico, climático,
geopolítico y social, conformará el conjunto suficiente de datos requeridos para la toma
racional de decisiones en la gestión sostenible del agua.
1.2 El ACV como herramienta de evaluación ambiental
1.2.1 El ciclo de vida en el marco de la gestión ambiental
En el marco de la gestión ambiental se han desarrollado diferentes metodologías que han
tenido su origen en disciplinas profesionales específicas y han evolucionado durante años
de una manera independiente, con relativa poca comunicación entre los profesionales de
las diferentes disciplinas. De entre los métodos conceptuales actuales, pueden destacarse
cinco [De Smet et al., 1996]: ciclo de vida, ecodiseño, tecnología limpia, ecología industrial y
8 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Introducción
gestión de la calidad ambiental total. En la tabla 1.1 se presentan estos métodos
comparados en cuanto a su objetivo, al objeto de estudio y a sus puntos fuertes y puntos
débiles.
Método Ciclo de vida Ecodiseño Tecnología
limpia
Objetivo Relacionar los
efectos
ambientales
generados a lo
largo del ciclo de
vida de una
actividad humana
Objeto Actividades
humanas
Puntos
fuertes
Puntos
débiles
Fuerza la
consideración de
todo el ciclo de
vida
Carece de detalle
espacial y
temporal
Diseñar
productos
pensando en el
medio
ambiente
Productos de
mercado
Facilita la
consideración
de factores
ambientales en
la fase de
diseño
El foco en el
diseño puede
limitar la
aplicación
general
Tecnología de
proceso más
eficiente y más
limpia
Procesos
industriales
Anima a la
focalización sobre
la eficiencia de los
procesos y la
minimización de
residuos en origen
El foco sobre la
tecnología podría
detener la
búsqueda de
soluciones
Ecología
industrial
Comprender las
sinergias entre
actividades
industriales, es
decir, el
metabolismo
industrial
Procesos y
actividades
industriales
Favorece el
establecimiento
de enlaces
simbióticos entre
procesos
industriales
Es muy difícil de
aplicar ya que el
poder hacerlo
depende de
muchos y
diferentes
actores
Tabla 1.1. Marco de los conceptos de gestión ambiental. Fuente: De Smet et al. (1996).
Gestión calidad
ambiental total
Reaplicar los
principios de la
gestión de calidad
total a la gestión
ambiental;
optimizando el uso
de los recursos
técnicos y humanos
en la actuación
ambiental
Operaciones
industriales y
servicios
Moviliza los recursos
humanos y
financieros
disponibles hacia la
mejora continua
Requiere un cambio
de actitud de mucha
gente y el
mantenimiento del
ímpetu inicial
A continuación, se van a describir todos ellos muy brevemente para ver su relación con el
ciclo de vida.
Ciclo de vida [SPOLD, 1995]. Ayuda a comprender de una manera global las
implicaciones ambientales de los servicios requeridos por la sociedad. Refleja la aceptación
de que los factores sociales claves no pueden limitar estrictamente sus responsabilidades a
aquellas fases del ciclo de vida en las cuales están directamente implicados. Amplia el
alcance de su responsabilidad desde la cuna a la tumba del producto, proceso o actividad.
Ecodiseño [OCDE, 1995]. En este término caben diferentes acepciones. La primera se
basa en la integración de la información que proporciona el ACV junto con otras de índole
funcional, económica, de mercado, etc. Otras acepciones son la definición de objetivos de
diseño ambiental concretos para ensayar soluciones sobre un sistema en funcionamiento, y
la búsqueda de oportunidades para alentar al consumidor a tener un comportamiento
ambiental más responsable.
Tecnología limpia [Clift, 1995]. Concepto usado en la industria y asociado a la
minimización de los recursos y de la contaminación y los residuos en origen. Suele ir
acompañado de adjetivos y complementos como ‘disponible’ o ‘económicamente viable’.
La tecnología limpia debería ir siempre asociada al concepto de ciclo de vida para evitar el
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 9

Introducción
traspaso de los impactos ambientales del proceso en estudio a otros, aguas arriba o aguas
abajo, en la cadena industrial.
Ecología industrial [Graedel et al., 1994]. Es una red de procesos industriales que
interaccionan entre sí y ‘viven’ unos de otros no sólo económicamente sino también por
medio del intercambio de residuos de materia y energía. Esto está relacionado con el
concepto de ciclo de vida, ya que visualiza los procesos industriales a lo largo de sus ciclos
de vida y destaca oportunidades de mejora ambiental del sistema en su conjunto. El
objetivo es minimizar la generación de residuos e impactos medioambientales negativos de
los sistemas industriales, analizándolos como sistemas naturales, donde los flujos de
materiales y energía fluyen a través de un ciclo cerrado: los residuos de materiales y energía
de un proceso industrial pueden ser utilizados como entradas para otro proceso.
Gestión de la calidad ambiental total [GEMI, 1993]. Concepto que combina los
principios de la gestión ambiental y los de la gestión de calidad total. Al igual que ésta
última se fundamenta en una serie de elementos básicos: identificación de las necesidades
del cliente, mejora continua, focalización sobre las causas más que sobre los síntomas, y el
estudio de puntos fuertes y débiles de sistemas bien definidos.
Centrándonos en la primera metodología, se entiende por ciclo de vida de un producto al
conjunto de etapas por las que pasa, es decir, la extracción y procesamiento de sus materias
primas, su producción, comercialización, transporte, y utilización, y gestión de sus residuos.
El único momento en que podemos tener en cuenta todas estas etapas es en la fase de
diseño del producto, mientras que sus impactos ambientales asociados se producen en
todas las fases de su ciclo de vida. Los impactos asociados a los productos, procesos o
actividades, tienen su origen en el consumo elevado de recursos y de energía y de la
generación de emisiones contaminantes directas o indirectas.
Cualquier producto consume recursos naturales y energías procedentes de la naturaleza, los
cuales se combinan en múltiples formas para generar los productos y/o servicios buscados
y, como subproductos no deseados, las emisiones, los vertidos y los residuos sólidos. El
ciclo de vida de un producto comprende las etapas de: extracción y procesado de materias
primas, producción y montaje, transporte y distribución, uso o servicio, y retirada (con las
alternativas de reutilización, refabricación y reciclaje).
1.2.2 El ACV como herramienta que contempla la concepción global del
medio ambiente
La gestión medioambiental en la actividad industrial tiene como objetivo el minimizar los
riesgos ambientales mediante la reducción en la generación de residuos contaminantes que
eviten su posterior tratamiento, así como garantizar la seguridad e higiene en el lugar de
trabajo. Actualmente cualquier estrategia de gestión ambiental pasa por considerar el
carácter global del entorno, ya que obviar este aspecto implica, en muchos casos, el trasvase
de las cargas contaminantes o de sus efectos pero no su reducción [Fullana y Puig, 1997].
Ante esta situación es necesaria una herramienta potente, sistemática y objetiva, capaz de
evaluar la incidencia ambiental de los productos y que incluya todas las etapas de su ciclo
de vida y todos sus impactos posibles sin límites geográficos, funcionales o temporales: el
Análisis del Ciclo de Vida (ACV). Aunque algunos aspectos todavía se estén desarrollando
10 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Introducción
metodológicamente, empresas y administraciones públicas la están aplicando con éxito,
para diseñar productos, mejorar procesos y planificar estrategias ambientales a medio y
largo plazo.
El ACV puede entenderse como una herramienta para obtener información ambiental
objetiva, como se ha descrito. No obstante, también se concibe como un método, una
manera de ‘ver’ y ‘afrontar’ la interacción entre los sistemas tecnológicos y el medio
ambiente para poder tomar las decisiones correctas sobre una determinada situación.
Aparte del ACV, existen otros métodos [De Smet, 1996], tanto en forma de herramienta
como de método, que se están utilizando normalmente o que se han formulado y empiezan
a ponerse en práctica. A medida que estos métodos se van desarrollando, aumentan su
alcance y su profundidad (buscando la meta común del desarrollo sostenible, en sus
vertientes ambiental, social y económica) y esto provoca que unos y otros se solapen e
interaccionen, tanto en sus objetivos como en los datos que utilizan. Así, el concepto de
ciclo de vida está invadiendo todas las herramientas de gestión ambiental; o, respecto a los
datos, el ACV como herramienta está utilizando datos surgidos de auditorias ambientales.
Realizar ACV para productos o servicios alternativos permite comparar y cuantificar sus
impactos ambientales. Esto no necesariamente permite determinar que una opción sea
‘ambientalmente superior’ a otra, sino que permite evaluar los intercambios asociados para
cada opción y, por lo tanto, ofrece información cuantitativa para la toma de decisiones.
1.2.3 Comparación del ACV con otras herramientas de gestión ambiental
Las herramientas tienen una utilidad más concreta que los métodos: dan soporte a un
determinado método, suministrándole información cuantificable para alcanzar el objetivo
perseguido por ese método. Las herramientas deben tener un procedimiento de uso
sistemático y a ser posible, informatizable. Gestionar un sistema, sea desde el punto de
vista ambiental o no, requiere tomar decisiones sobre su evolución y, para que esto sea
posible, quien debe decidir requiere información objetiva y cuantificada. La línea divisoria
entre las herramientas no está muy bien definida, ya que han evolucionado
independientemente y con unos objetivos parcialmente solapados.
La principal función del ACV es la de prestar soporte en las decisiones relacionadas con
productos o servicios y más específicamente la de conocer las consecuencias ambientales
que se pueden esperar relacionadas con el uso de un producto o con la configuración y
utilización de un servicio. Por ejemplo, escoger el lugar idóneo para montar una
determinada planta industrial es una decisión que se viene basando en los estudios de
impacto ambiental, mientras que para el diseño de ecoproductos se utiliza el ACV. Así
pues, para el primero el objeto de estudio es un proyecto, para el ACV se trata de un
producto o servicio y, por ejemplo, para la auditoría ambiental (AA) generalmente es una
empresa o planta industrial. En la siguiente tabla pueden observarse algunas diferencias
generales entre estas tres herramientas de gestión ambiental, quizás las más conocidas; sin
embargo existen multitud de otras técnicas [Fullana, 1996].
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 11

Introducción
Método Objeto Objetivo Proceso
ACV Producto Evaluación y mejora del impacto ambiental - Inventario
- Evaluación de impacto
AA Empresa o
instalación
- Actuaciones
Adaptación a una norma ambiental - Análisis situacional
- Puntos débiles
- Propuestas
EIA Proyecto Decisión sobre un proyecto - Evaluación de impacto ambiental y social
- Medidas correctoras
- Necesidad del proyecto
Tabla 1.2. Comparación del ACV con dos de las herramientas de gestión ambiental más conocidas: auditoría
ambiental (AA) y estudio de impacto ambiental (EIA). Fuente: Fullana y Rieradevall (1995).
A continuación se presentan algunas de estas herramientas con una breve descripción de
las mismas.
Análisis del ciclo de vida [Lindfords et al, 1995]. Analiza los impactos ambientales de un
producto durante todo su ciclo de vida (’de la cuna a la tumba’) o, más exactamente, del
sistema que es requerido para que un producto cumpla una determinada función.
Estudio de impacto ambiental [Wathern, 1992]. Analiza los impactos ambientales de
inversiones y plantas en localizaciones específicas, teniendo en cuenta posibles alternativas.
Comienza con la elaboración de un estudio de impacto ambiental, incluyendo la
información cualitativa y cuantitativa dirigida a la prevención, identificación, determinación
y corrección de las consecuencias ambientales que la actividad puede tener en la calidad de
la vida humana y el medioambiente. Este estudio es la base para que las autoridades
ambientales emitan una declaración de impacto, aceptando o rechazando el proyecto.
Auditoría ambiental [DiBerto, 1991]. Analiza también el estudio de impacto ambiental,
actividades económicas individuales, aunque no sobre proyectos ni instalaciones, sino
generalmente sobre empresas o unidades de negocio. Se entra en la actividad que está
siendo auditada y no en las actividades anteriores o posteriores, ni necesariamente en
impactos actuales o potenciales en el medioambiente. Se trata de comparar la situación
ambiental actual o pasada con un estándar o norma interna o externa que puede ser
obligatoria o voluntaria.
Pueden clasificarse las distintas herramientas en dos grupos: aquellas que se concentran en
procesos u operaciones de fabricación, usualmente sobre una planta industrial específica,
como son el estudio de impacto ambiental y la auditoría ambiental, y aquellas que cubren
toda una cadena o sistema de producción, que permite la existencia de un servicio o de un
producto, entre estas opciones más globales se encuentra el ACV. Actualmente, las
herramientas más localizadas geográfica y funcionalmente tratan de introducir aspectos
globales mientras que las herramientas más globales están encaminadas a incluir aspectos
específicos para incorporar información ‘más personalizada’, en el proceso de decisión (ver
figura 1.1).
12 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Introducción
Eje horizontal: etapas del ciclo de vida del producto o servicio. Eje vertical: detalle de la extensión geográfica
del análisis. El ACV, de ámbito más global, tiende a incorporar más aspectos locales; mientras que EIA/AA,
más locales y de una sola etapa del ciclo, tienden a expandirse según los dos ejes. Fuente: Udo de Haes y
Huppes (1994).
Figura 1.1. Ámbito del ACV y de EIA/AA especificado en dos dimensiones.
El ACV difiere del EIA en que el ACV estudia el ciclo de vida completo de un sistema
económico, donde los recursos pueden venir de diferentes países y los productos residuales
pueden ser globalmente distribuidos. Así, se requiere una aproximación en un lugar no
especificado para los impactos ambientales, lo cual difiere con el EIA [Burguess et al.,
2001].
Figura 1.2. El sistema, su entorno y las cargas ambientales que fluyen entre ellos. Fuente: Clift (1996).
En general, todas estas herramientas evalúan las cargas ambientales, entradas de recursos
energéticos y salidas de corrientes residuales, que fluyen entre el sistema (económico) en
estudio, que se sitúa dentro de la elipse de la figura 1.2 y el medio ambiente que lo rodea.
La distinción general explicada anteriormente entre las distintas herramientas consiste en
situar los límites del sistema (figura 1.3) alrededor de una unidad de producción (límite 1) o
englobando todo el sistema económico (límite 2) [Clift, 1996].
El ACV es la principal herramienta para la gestión ambiental de cadenas de producción,
aunque en menor medida también pueda aplicarse a la evaluación de tecnologías; mientras
que el estudio de impacto ambiental y la auditoría se aplican a procesos, instalaciones o
empresas específicas.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 13

Introducción
De hecho, el tipo de cadena varía. Con el ACV, en principio se tienen en cuenta cadenas
completas de todos los procesos ‘de la cuna a la tumba’, aunque éste no es el caso para cada
sustancia en concreto. Por razones prácticas, muchos flujos se han de cortar en algún
momento, ya que, si no se hiciera así, todos los procesos del mundo deberían considerarse
en el estudio, dado que están interrelacionados a través de la energía y los materiales
utilizados, debido a la globalización de los mercados.
El concepto de estrategia puede relacionarse, por ejemplo, con ganar una guerra, mientras
que el de táctica se refiere a ganar una batalla. El ACV es un instrumento mayoritariamente
dirigido a la estrategia ambiental, ya que el tiempo y el espacio no son aspectos
fundamentales cuando se estudia una actividad con el ACV, al menos teniendo en cuenta la
metodología actual. Por otra parte, al ACV le interesan las soluciones a problemas locales,
regionales y globales no localizados en el espacio y en el tiempo, ya que suma los efectos de
todas las etapas de la cadena de producción, es decir, el ACV sólo podrá evaluar impactos
potenciales y no los reales.
Figura 1.3. Límites del sistema en estudio según diferentes herramientas de gestión ambiental. (R:
corrientes residuales; M: materiales; E: energía). Fuente: Clift (1996).
14 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

1.2.4 Beneficios y aplicaciones de la herramienta del ACV
Introducción
El ACV es una herramienta que va más allá de la decisión netamente ambiental ya que
abarca todas las entradas y salidas, directas e indirectas, lo que le permite manejar todos los
factores ambientales. Además, la metodología utilizada es cuantitativa, con lo que la toma
de decisiones puede ampliarse, antes de tomar una decisión, ya que los resultados
entregados son objetivos. También compatibiliza la preocupación por el medio ambiente y
los beneficios económicos en el análisis y gestión de la contabilidad tradicional, entregando
una nueva herramienta de gestión a las empresas.
El ACV se puede utilizar para conseguir los siguientes objetivos [Azapagic, 2002]:
• Dar una perspectiva lo más completa posible de las interacciones de una actividad con
el medioambiente.
• Identificar los impactos medioambientales más importantes y las etapas o ‘puntos
calientes’ del ciclo de vida que contribuyen a esos impactos.
• Comparar impactos medioambientales de productos, procesos o actividades
alternativas.
• Contribuir al entendimiento general y naturaleza interdependiente de las consecuencias
ambientales de las actividades humanas.
• Tomar decisiones de mercado con información de los efectos ambientales de esas
actividades e identificar oportunidades para las mejoras ambientales.
Esos objetivos han guiado el uso del ACV en compañías privadas y agencias públicas.
Como ejemplo, la siguiente tabla da una idea general de los contextos en los que el ACV es
usado por diferentes agentes interesados.
Parte activa Aplicación Ejemplo
Autoridades
Planes de acción comunitaria Incineración vs. reciclado de papel
Botellas de vidrio reciclables vs. otros contenedores de
bebidas
Rango de productos industriales
Propósito de consciencia ambiental Coches, ropa de trabajo, servicio de comedor, muebles
pública
de oficina
Información al consumidor Ecoetiquetado
Compañía
Establecimiento del foco
Identificación de áreas de mejora
medioambiental
Política de producto orientado medioambientalmente
Gestión ambiental
Elecciones de diseño Elección de concepto
Elección de componente
Elección de material
Elección de proceso
Documentación medioambiental Información medioambiental a los consumidores
Organización de Guía para una conciencia de Ecoetiquetado
consumidores y otras consumo ambiental
asociaciones de Análisis de ciclo de vida de acciones Granjas y sistemas de transporte ecológicos o
partidos interesados comunitarias
convencionales
Tabla 1.3. Aplicaciones generales del ACV. Fuente: Wenzel et al. (1998).
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 15

Introducción
Históricamente, muchas de las aplicaciones del ACV han sido orientadas al producto,
incluyendo una amplia gama de productos. Los primeros estudios se centraban productos
de consumo, como envases de bebidas, lavadoras y detergentes, mientras que desde 1990 le
herramienta se ha aplicado a productos en varios sectores industriales: energía, metales y
minerales, polímeros, papel, textil y piel, electrónica, manufactura, agricultura, comida,
bebida y productos químicos. Además de aplicaciones directas de producto, el ACV
también puede ser utilizado en un amplio sentido. Más que tratar con bienes físicos, el
ACV puede aplicarse para analizar procesos, estrategias de negocio o políticas
gubernamentales, como comparar diferentes estrategias de gestión de residuos, diferentes
tipos de uso de la biomasa, o envases de un solo uso vs. reutilizables por una industria
[Guinée et al., 2002].
Para lograr la minimización del impacto medioambiental, la gestión empresarial debe
realizarse teniendo una visión global del proceso, desde la cuna hasta la tumba, de manera
que se conozcan los recursos consumidos por unidad de producto y los residuos que se
generan. Esta perspectiva sólo se alcanza con el Análisis de Ciclo de Vida (ACV), que
constituye la herramienta de gestión medioambiental más eficaz de ayuda a diseñadores y
empresas a identificar y planificar oportunidades de mejora ambiental para sus productos y
procesos; y además porque constituye una de las técnicas más relevantes e integradoras
entre todas las principales técnicas y herramientas que se disponen.
También, el ACV realiza, como sabemos, una contabilidad de todos los flujos de materia y
energía asociados a un sistema o proceso, y se utiliza frecuentemente para comparar los
impactos ambientales de diferentes productos que realizan la misma función; que es lo que
se pretende en esta tesis. Por todo lo anterior, y a pesar de la complejidad que implica el
análisis de las tecnologías del agua, se ha elegido el ACV como la herramienta de evaluación
ambiental más apropiada para esta tesis. En el capítulo 3 se presentará de forma más
detallada.
1.3 Justificación, objeto y descripción de la tesis
1.3.1 Motivación
El desarrollo tecnológico actual permite la disposición de diversas tecnologías del agua, ya
sea para aumentar los recursos hídricos disponibles -desalar,…-, generar nuevos usos -
reutilizar, depurar,…- o almacenarla -obras hidráulicas-. La elección de una u otra estrategia
por parte de los agentes decisores depende de varios factores, como pueden ser el coste
económico y el ambiental.
Desgraciadamente, la concepción de la gestión integral del agua como un ‘asunto de Estado’
no se cumple en el caso de nuestro país, donde el tema del agua se ha convertido en este
nuevo siglo entrante en un arma arrojadiza entre comunidades autónomas y partidos
políticos, cuando ésta se mueve en un ámbito (el de las demarcaciones hidrográficas, las
antiguas cuencas) que no conoce los límites administrativos, dado su origen puramente
natural 1 . La importancia mediática que la prensa sigue dando en nuestro país al tema del
1 La demarcación hidrográfica como unidad de gestión es uno de los principios de la Directiva
Marco de Aguas (DMA), de trasposición obligada en nuestro país. Su objetivo principal es la obtención
16 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Introducción
agua y a opiniones personales, en muchos casos poco fundamentadas técnicamente, incide
si cabe todavía más en la disparidad de opiniones en torno a la gestión eficiente del agua en
España.
Incidiendo en este tema, la ‘demonización’ de algunas tecnologías por sus efectos
medioambientales, bien tipificados como altamente perniciosos, o bien magnificados a
partir de estimaciones demasiado conservadoras, ha sido una táctica repetida hasta casi la
saciedad que ha calado en la sociedad, por otra parte cada vez más concienciada con la
preservación del medio natural. Además, el análisis parcial de las alternativas (sin considerar
todos los efectos medioambientales inducidos) es una práctica habitual quizás justificada
por la complejidad del análisis completo, pero implica una toma de posturas a favor o en
contra de las alternativas sin disponer de toda la información necesaria para un análisis
totalmente imparcial.
Por tanto, actualmente hay una necesidad social latente a la que puede contribuir esta tesis, ya
que abordará la visión o perspectiva ambiental como instrumento único para la elección de
la(s) tecnología(s) de producción y/o gestión del agua más adecuadas, dirigida(s) a resolver
los problemas del agua, desde el punto de vista de evitar el agravamiento o empeoramiento
de otros problemas medioambientales, tales como la salud humana o el calentamiento
global. Entre todas las herramientas disponibles para alcanzar ese punto de vista de
sostenibilidad ‘ambiental’, en esta tesis se ha elegido el Análisis de Ciclo de Vida (ACV). Su
innovador planteamiento ha sido reconocido en el ámbito de planificación hidrológica
española, al ser la única referencia ambiental en el análisis de alternativas que describe el
Informe de Sostenibilidad Ambiental del programa de Actuaciones de Gestión y
Utilización del Agua en España (plan A.G.U.A.) editado en 2005, tras la aprobación del
mencionado plan, promulgado en el Real Decreto RD2/2004.
Es verdad de que el caso Español es paradigmático en cuanto a que ha trascendido de
forma conflictiva al marco político y territorial, pero el problema clave de una gestión de
los recursos adecuada con el apoyo de tecnologías lo menos lesivas para el Planeta, es
común para todos los rincones del mismo. Esta tesis intenta aportar un granito de arena
para resolver este gran reto para la humanidad.
Con respecto al estado del arte de la cuestión y centrándonos en tan sólo en una alternativa
como la desalación, es necesario recordar en este punto que su impacto medioambiental
asociado no está suficientemente conocido. Se han realizado evaluaciones de sostenibilidad
[Afgan et al., 1999] y estudios medioambientales relacionados con las tecnologías de
desalación [Hoepner, 1999; Hussein, 2007]; muchos de ellos relacionados con el vertido de
las salmueras y problemas locales [Mohamed et al., 2004; Al-Rawajfeh et al., 2004; Latteman
y Höpner, 2008; Sánchez-Lizaso et al., 2008]. Asimismo se han publicado pocos estudios
sobre la evaluación medioambiental o ACV de las tecnologías del agua. Sin embargo, con la
propagación de la conciencia ambiental y tras la finalización de la fase de desarrollo
tecnológico de todas ellas (común por otra parte al ciclo de vida típico de otras tecnologías
diferentes), el número de estudios en el tema ha aumentado rápidamente durante los
últimos 5 años, especialmente en proyectos de desalación [Hospido, 2004; Lunie, 2004;
Stokes 2005; Miri y Chouikhi, 2005; Hospido et al., 2005; Muñoz y Fernández, 2007;
Lassaus et al., 2007; Vince, 2007].
del buen estado ecológico de las masas de agua en el 2015, a través del Plan de Medidas correspondiente
y específico para cada demarcación.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 17

Introducción
Finalmente, es conveniente decir en este momento que, para una toma de decisiones
adecuada en cuanto a la opción sobre una alternativa determinada, la metodología que se ha
utilizado aquí no es infalible, y además debe combinarse con otras formas de valoración
técnico-económica y cultural incluso, con la ponderación adecuada, para estar seguros de
que la alternativa finalmente escogida se ha realizado con todos los elementos de juicio.
1.3.2 Objetivo principal
El objetivo fundamental de esta tesis consiste en evaluar las principales cargas ambientales
asociadas a los diferentes procesos de obtención de agua con objeto de determinar, de forma lo más
objetiva posible, la tecnología que podría resultar, con la información actualmente
disponible, menos perjudicial para el medio ambiente.
En definitiva, se pretende determinar de forma lo más racional cuál es la tecnología del
agua de entre las analizadas que cuente con menor impacto ambiental, a través de la
evaluación de las principales cargas ambientales en cada una de ellas. Es muy importante
tener presente que las conclusiones alcanzadas son generales y que, por tanto, los
resultados presentados en este trabajo tienen un margen de error inherente a la
disponibilidad de información detallada del sistema a analizar y a la representatividad de la
tecnología y de las bases de datos utilizadas. Por tanto, no pueden utilizarse para una
evaluación precisa y real de las cargas ambientales asociadas a un determinado proyecto
muy distinto al analizado (sería necesario un nuevo análisis ACV para cada caso particular a
estudiar, especialmente si los procesos en cada tecnología varían sustancialmente).
El propósito principal del ACV realizado consiste en estimar un valor aproximado de los
impactos potenciales y cargas ambientales asociados a cada tecnología del agua, desde la
adquisición de las materias primas para la fabricación de los equipos, pasando por la
construcción de las instalaciones requeridas incluyendo los sistemas de producción de
energía, operación, producción y suministro de agua dulce, y finalmente desmantelamiento
y disposición de los sistemas. Asimismo, se ha realizado un estudio comparativo entre las
diferentes tecnologías, con objeto de obtener un orden de magnitud y una idea orientativa
de la tecnología(s) potencialmente menos perjudicial(es) y, por tanto, más apropiada(s)
desde una perspectiva ambiental.
Desde este punto de vista, la comparación de alternativas permite dar ideas y consejos de
buenas prácticas en la gestión integrada del agua, sirviendo de base de apoyo a la toma de
decisiones y medidas más adecuadas por parte de los gestores y políticos. Es por ello que el
ACV (LCA en inglés) se convierte en LCM (Life Cycle Management), o herramienta de
gestión del ciclo del agua.
Los datos utilizados para llevar a cabo el análisis presentado en este trabajo tienen
básicamente tres orígenes:
• Desalación, depuración y reutilización de aguas residuales (y sus sistemas
energéticos asociados): datos de plantas reales en operación;
18 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Introducción
• Transporte de agua superficial (proyecto del Trasvase del Ebro aprobado en el Plan
Hidrológico Nacional, Ley 10/2001): datos recopilado del Proyecto Constructivo
[Trasagua, 2003].
• Base de datos Ecoinvent v1.3 [Pré Consultants, 2004b], implementada dentro el
programa SimaPro 7.1.8, que ha sido la herramienta utilizada para la realización del
ACV.
Con relación a la representatividad de los resultados obtenidos, es importante tener
presente que lo que se persigue es obtener un orden de magnitud del impacto ambiental de
cada una de las tecnologías, en ningún momento se pretende llevar a cabo un análisis
detallado de casos particulares, puesto que no tiene sentido en el contexto general en el que
está planteado este trabajo. La realización de un análisis detallado requiere, por ejemplo,
información exhaustiva de la localización geográfica y un dimensionamiento preciso y
minucioso de las plantas estudiadas (que si se realiza).
En cualquier caso, los resultados son lo suficientemente reveladores como para poder
extraer unas conclusiones que permiten tener una idea bastante clara de las tecnologías del
agua, entre las analizadas que, en principio, tienen asociada menor carga ambiental y como
consecuencia parece que deberían ser menos dañinas para el medio ambiente. Además, el
estudio de los diversos sistemas energéticos (renovables) suministradores de energía
permite discernir cuáles son los mejores desde el punto de vista ambiental, aportando
resultados sorprendentes en cuanto a ciertos mitos sobre la inocuidad de ciertos recursos
energéticos.
1.3.3 Metodología aplicada en esta tesis doctoral
En este trabajo se presentan los principales resultados de un estudio de investigación que
consiste en el ACV de diferentes tecnologías del agua -expresado en términos de principales
emisiones atmosféricas y al agua, y puntuaciones totales según diversos métodos de
evaluación-, imputando toda la carga ambiental al agua. Como la fase operación, donde se
incluye la entrada de energía, refleja ser la que más contribuye al impacto medioambiental,
dicho factor clave posteriormente se analiza y compara en detalle, estudiando
específicamente la posible integración de la desalación con diversos sistemas de producción
de energía -convencionales y renovables- y la mitigación gradual de la carga ambiental con
el nivel de integración.
El ACV es una metodología internacionalmente aceptada y reconocida para la evaluación de
las cargas e impactos ambientales asociados a la elaboración de un producto o proceso
teniendo en cuenta todas las etapas de la vida del mismo: desde las materias primas
necesarias para su producción, pasando por el impacto ambiental debido a su utilización
hasta los procesos asociados a su reutilización, reciclaje o disposición final. Es una
herramienta que va más allá de la decisión netamente ambiental, ya que abarca todas las
entradas y salidas, directas e indirectas, lo que le permite manejar simultáneamente todos
los factores ambientales involucrados. Además, la metodología es cuantitativa, y por tanto
amplía de forma objetiva los elementos de juicio necesarios para la toma de decisiones,
compatibilizando la preocupación por el medio ambiente y los beneficios económicos en el
análisis y gestión de la contabilidad tradicional, constituyendo por tanto una poderosa
herramienta de gestión.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 19

Introducción
La herramienta de trabajo empleada para realizar este análisis ha sido el programa SimaPro
7.1.8 [PRé Consultants, 2002 y 2008a], desarrollado por la consultoría holandesa PRé, que
cuenta con más de 20 años de experiencia en la aplicación y desarrollo de la metodología.
SimaPro está estructurado de acuerdo con las etapas establecidas por la norma ISO 14040
para el ACV, dispone de diversas bases de datos -BUWAL 250, Ecoinvent, ETH-ESU 96,
IDEMAT 2001,... -, para poder definir cada uno de los procesos a analizar, y de diferentes
metodologías de análisis para desarrollar la fase de Evaluación de impacto del ACV -CML
2 baseline 2000, Eco-indicador 95, Ecopuntos 97,... -.
Se ha desarrollado el estudio aplicando varios métodos de análisis diferentes, con objeto de
contrastar los resultados obtenidos con cada uno de ellos y obtener así una perspectiva lo
más completa posible. En cualquier caso, se han descartado los métodos que están
orientados al diseño del producto o proceso -EPS 2000 y EDIP/UMIP 96-. Los métodos
elegidos son por tanto el Ecopuntos 97, IMPACT, Eco-indicador 99 y CML 2 baseline 2000.
Los dos últimos son versiones actualizadas de sus predecesores -Eco-Indicador 95 y CML
1992 respectivamente-.
También se han realizado análisis de incertidumbre de los resultados de la evaluación de
impacto para todos los sistemas analizados, tanto para las emisiones atmosféricas como los
efectos sobre el agua (procedentes de la fase de inventario), como de las puntuaciones y
valores totales obtenidos con cada método.
1.3.4 Limitaciones de la metodología aplicada
En el análisis realizado, es conveniente recordar las limitaciones del ACV aplicado a este tipo
de sistemas:
• El ACV realizado en este documento no puede valorar medioambientalmente la
localización espacial ni temporal, es decir, es aséptico a aspectos económicos y sociales
relacionados con los sistemas bajo análisis.
• No hay un método único para realizar el ACV, por lo que no se puede reducir el
resultado del análisis de cada uno de los procesos a una simple calificación global o
número, dada la complejidad y los intercambios existentes en los sistemas analizados en
diferentes etapas del ciclo de vida.
• Se han tomado los datos incorporados en la base de datos Ecoinvent del programa
SimaPro 7.1.8, sin crear bases de datos nuevas y específicas para este proyecto, más
representativas de las condiciones climáticas y ambientales españolas.
• En el análisis comparativo del impacto ambiental específico de las tecnologías del agua
(es decir, por m 3 de agua obtenida), no considera la posible diferencia de calidad (y por
tanto del uso posterior quizás restringido) entre el agua producida con las diversas
tecnologías.
Para el análisis de inventario de las tecnologías se han tomado datos de sistemas reales. El
inventario incluye el ciclo de vida completo de cada proceso, integrando los sistemas de
producción de energía, y que abarca la extracción y procesamiento de las materias primas,
20 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Introducción
construcción, transporte, operación, mantenimiento y tratamiento final de residuos. A la
hora de realizar el ACV todas las cargas ambientales generadas o asociadas a estos subsistemas
se asignan al agua, a excepción del caso de la poligeneración, donde se generan
simultáneamente hasta cuatro productos (electricidad, calor, frío y agua desalada).
Además de los aspectos comentados en el párrafo anterior, quedan fuera del alcance del
ACV las siguientes consideraciones, por diversas razones (falta de información,
insensibilidad del software de ACV ante impactos reales no tipificados,...):
• Los movimientos de tierra en la obra civil de las plantas de tratamiento de aguas. En
el caso del Trasvase del Ebro, dada su envergadura, ha sido necesario considerarlo
debido a su mayor relevancia.
• El impacto de los vertidos locales de salmuera de las desaladoras en la flora y fauna
marina de las costas, en particular en la fanerógama marina denominada Posidonia
Oceánica, casi endémica del Levante Español y de gran valor ecosistémico, que le
han otorgado la figura de especie protegida.
1.3.5 Descripción de la estructura de la tesis
El trabajo de tesis está estructurado según la secuencia mostrada a continuación, haciendo
una descripción escueta de cada capítulo de la misma:
• En el segundo capítulo se presenta una breve descripción de las tecnologías del agua
analizadas y se explican sus fundamentos de operación. Entre las tecnologías de
desalación, se analizan las que representan prácticamente la totalidad del agua desalada
actualmente a nivel mundial: destilación multietapa por efecto flash (MSF), y por
múltiple efecto (MED) y osmosis inversa (OI). Los procesos de depuración y
reutilización de aguas residuales analizados han sido el secundario convencional con
fangos activados (CAS), con ultrafiltración adicional (CAS-TF), los bioreactores de
membrana sumergida (MBR) y externos, y un tratamiento terciario completo (ETT).
Como gran obra hidráulica se lleva a cabo el ACV del proyecto del Trasvase del río
Ebro desde su Delta hacia el Levante (860 hm 3 /año) y las Cuencas Internas de
Cataluña (190 hm 3 /año).
• En el capítulo tercero se describe el ACV, que es la herramienta de evaluación ambiental
que se ha utilizado y aplicado en este trabajo. También se presentan brevemente las
bases de datos y un análisis crítico de los métodos de valoración contenidos en el
programa SimaPro 7.1.8, que es el software utilizado en esta tesis para poder llevar a
cabo la evaluación de los impactos asociados a las tecnologías del agua.
• El cuarto capítulo constituye el desarrollo de la tesis propiamente dicha, donde se definen
cada uno de los sistemas y se analizan, a través de las emisiones más relevantes y las
puntuaciones totales de cada método, los resultados de la evaluación de impactos
obtenidos.
• En el quinto capítulo se hace un pequeño resumen de la situación actual de la integración
energética de los procesos de desalación. Posteriormente se presentan los resultados de
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 21

Introducción
la evaluación de impactos de la integración energética de los sistemas de desalación con
sucesivas aproximaciones desde las energías convencionales (ciclo combinado, plantas
duales, calores residuales) hasta las energías renovables (eólica, solar). En este apartado
se incluye el ACV de una planta de desalación acoplada a un campo solar de baja
temperatura; y también a un sistema de poligeneración aplicado al sector turístico, que
proporciona electricidad, calor (ACS y calefacción), frío y agua desalada a un hotel, con
el que se analizó la imputación de cargas ambientales cuando tenemos más de un
producto.
• Dentro del capítulo sexto se llevan a cabo distintas comparaciones entre las tecnologías
del agua, bajo diversas condiciones coyunturales de operación que tienen una alta
probabilidad de ocurrir, como es el caso del aprovechamiento de calores residuales en
las técnicas de destilación, la variación del mix de generación eléctrico, la posible
reducción en un futuro cercano del consumo energético actual en la OI, y la
imputación de costes ambientales en el Trasvase del Ebro en años hidrológicos secos,
que no permitirían la transferencia del volumen anual máximo diseñado.
• Finalmente, en el último capítulo se recogen las conclusiones, aportaciones y perspectivas
a las que se han llegado tras la realización de esta tesis.
Dada la cantidad de información manejada en esta tesis doctoral, siete anexos se han
incluido también en la misma para descargar la información técnica del mensaje en los
capítulos mencionados previamente. Así, los anexos 1 y 2 describen respectivamente con
más detalle las tecnologías de desalación y depuración-reutilización analizados en la tesis. El
anexo 3 incorpora datos sobre el software SimaPro 7.1.8 utilizado en la tesis, y el anexo 4
amplía información sobre los métodos de evaluación de impacto que utiliza SimaPro 7.1.8.
Por otra parte, el anexo 5 recopila en forma de tablas los datos para el análisis de inventario
aplicado a las tecnologías estudiadas, y el anexo 6 incluye dichas tablas de inventario
propiamente dichas. Por último el anexo 7 incluye las publicaciones científicas en revistas de
impacto que se han realizado hasta la fecha. Dada la amplitud de los anexos 6 y 7, éstos
solo se incluyen en un archivo pdf incluido en un CD adjunto a esta publicación.
1.3.6 Resultados preliminares del análisis
Es muy importante tener presente de nuevo que a la hora de valorar los resultados de este
estudio que los valores numéricos presentados en este trabajo no deben tomarse como valores
absolutos, puesto que dependen fuertemente de los límites del sistema y premisas
consideradas a la hora de hacer el análisis. Su valor reside en que permiten comparar con
ciertas imprecisiones, las diferentes tecnologías analizadas desde un punto de vista
ambiental y además estimar su posible evolución futura ante diferentes escenarios. La
descripción detallada de los objetivos, alcance y limitaciones del estudio se recoge en el
capítulo 3.
Para todas las tecnologías de agua analizadas según el ACV, su mayor carga ambiental
corresponde a la etapa de consumo de energía. En cuanto a los procesos de desalación
analizados (MSF, MED y OI), se concluye que esta última, que es la tecnología de
membranas utilizada casi en exclusividad en España, presenta una carga ambiental
significativamente más baja (un orden de magnitud menor) que los procesos destilación
22 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Introducción
MSF y MED, como consecuencia lógica de su menor consumo energético unitario
(aproximadamente 5 veces menos en términos de energía primaria [Uche et al., 2002]).
Respecto a los sistemas de depuración de aguas residuales, de los cuatro procesos analizados,
(CAS, CAS-TF, MBR sumergido y externo), y a pesar de tener cargas ambientales del
mismo orden de magnitud, la tecnología MBR causa los menores impactos
medioambientales, ya que es la que menos energía consume. El tratamiento terciario
completo del efluente secundario en un esquema simple (físico-químico con decantación
lamelar y cloración final) es la tecnología que presenta los mejores resultados
medioambientales, debido a que es la de menor consumo energético y de infraestructura
más simple que el resto de procesos analizados.
Como obra hidráulica representativa, se llevó a cabo el ACV del proyecto del Trasvase del río
Ebro, comparándose con el resto de las tecnologías del agua analizadas y considerando un
no muy lejano desarrollo tecnológico de las mismas, que conllevaría a una reducción de los
consumos energéticos (sobre todo para la desalación, y más concretamente para la OI). Los
resultados muestran valores muy similares para ambas soluciones, siendo necesario recurrir
a otros aspectos para tomar decisiones en firme (cambio climático, mejoras tecnológicas
futuras, normativa...).
Como ejemplo de análisis del efecto ambiental asociado al consumo único de energías
renovables de las tecnologías del agua, se ha realizado el ACV de la planta destiladora solar
térmica MED situada en la Plataforma Solar de Almería (PSA), según cuatro posibles
modos de operación. Los resultados muestran que el funcionamiento sólo con aporte
puramente solar es el menor impactante al medio ambiente, si el funcionamiento es híbrido
con combustibles fósiles aumenta, y es máximo con uso único de los anteriores.
En el caso de que el sistema tenga más de un producto, hay que hacer un ejercicio previo
de reparto de cargas ambientales, así se ha tomado como ejemplo un sistema de
poligeneración (trigeneración: producción de electricidad, calor y frío + producción de agua
desalada)- aplicado al sector turístico, concretamente a un hotel localizado en Tarragona.
Según la evaluación de impactos, el calor (demanda de agua caliente sanitaria y para
calefacción) y la electricidad son, respectivamente, los productos con una menor y mayor
contribución medioambiental, dadas las demandas previstas para este hotel.
Con este trabajo de tesis, se puede establecer una referencia que permite comparar desde el
punto de vista ambiental y contabilizando todas las fases del ciclo de vida, de las distintas
soluciones tecnológicas que permiten proveer agua dulce y se han mencionado
previamente. Los resultados comparativos pueden verse en las tablas 6.1 y 6.2 del capítulo
6 de esta tesis doctoral.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 23

Introducción
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Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 27

2 TECNOLOGÍAS DEL AGUA
En este segundo capítulo se describen técnicamente los tratamientos del agua a los que se
les va a realizar su ACV. En primer lugar se detallan los procesos de desalación más
habitualmente utilizados en el mercado actual de la desalación, y que son la destilación
súbita por efecto flash (MSF), destilación multi-efecto (MED) y ósmosis inversa (OI).
Además, se informará de su diseminación actual a escala internacional y en España en
particular, y los posibles efectos medioambientales sobre el entorno cercano a las plantas
desaladoras.
Después se incorpora la explicación sucinta de los sistemas de tratamiento de aguas
residuales seleccionados: sistemas de tratamiento de fangos activados (CAS) y con
tratamiento terciario (CAS-TF), y los bioreactores de membranas (MBR) externos o
sumergidos. Como obra hidráulica se hace una breve descripción física del trazado del
proyecto del Trasvase del Río Ebro, que básicamente son infraestructuras hidráulicas
comunes y conocidas (canales en cielo abierto, túneles, acueductos, tuberías forzadas,
balsas, sifones y estaciones de bombeo).
2.1 Procesos de desalación
La desalación es el proceso de eliminación de sales de una disolución acuosa, cuyo fin
último es la obtención de un agua “dulce” o apta para el consumo humano, y en la que
también se obtiene un subproducto más concentrado que la disolución inicial, y se
denomina salmuera si se parte de agua de mar. En castellano existe también la acepción
‘desalinizar’ para describir el mismo proceso, gramaticalmente correcta pero proveniente de
otro proceso de naturaleza diferente al que se estudia aquí: ‘desalinización’ es el proceso de
lavado y drenaje de suelos salinizados por efectos del riego de aguas de naturaleza salobre.
Se utilizará la acepción ‘desalar’ para abordar el fenómeno que nos interesa: disminuir el
contenido salino de las aguas de mar o salobres para su posterior uso.
AGUA SALADA
PROCESO
DESALADOR
AGUA DESALADA
SALMUERA
Figura 2.1. Esquema del proceso de desalación.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 29

Tecnologías del agua
2.1.1 Técnicas de desalación
La desalación separa básicamente agua salina en dos flujos; uno con una baja concentración
de sales disueltas (agua producto, puede llamarse destilado o perneado según el proceso) y
el otro conteniendo el resto de las sales disueltas (concentrado o salmuera). Una
clasificación imbricada de las técnicas de desalación puede comenzar con el proceso físico
de separación (agua de sales o bien las sales del agua), tipo de energía consumida para el
proceso (térmica, mecánica, eléctrica o química), mecanismo físico (cambio fase, filtración,
intercambio iónico) y finalmente la técnica que la distingue de otros procesos similares. La
tabla 2.1 muestra dicha clasificación de los métodos existentes.
Separación Energía Proceso Método
Agua de sales Térmica Evaporación
Destilación súbita (flash), MSF
Destilación multi-efecto, MED
Termocompresión de vapor, TVC
Destilación solar
Cristalización
Congelación
Formación de hidratos
Filtración y evaporación Destilación con membranas, MD
Mecánica Evaporación Compresión mecánica vapor, MVC
Filtración Ósmosis Inversa, OI
Sales de agua Eléctrica Filtración selectiva Electrodiálisis (*), ED
Química Intercambio Intercambio iónico (**)
(*) Sólo para aguas salobres. (**) Sólo para aguas ultrapuras (ciclos de potencia).
Tabla 2.1. Métodos de desalación existentes en el mercado. Fuente: Uche et al. [2002].
A continuación, se va a dar una breve descripción de los tres procesos más extendidos
actualmente en la industria de la desalación, y que son por tanto los que van a ser evaluados
en este estudio.
2.1.1.1 Procesos de destilación
Los procesos de destilación imitan el ciclo natural del agua en las nubes, calentando el agua
a desalar hasta producirse un vapor que, posteriormente condensado, pasa a formar el agua
producto (destilado). Para ello, lo más importante es conseguir calentar el agua hasta
alcanzar su punto de ebullición y hacerlo de la forma más económica posible. En
destilación esto se consigue controlando el punto de ebullición mediante la sucesiva
reducción de la presión de trabajo existente en el recipiente donde se calienta el agua
(distintas etapas hidráulicas). Este control hace posible la ebullición múltiple del agua por
una parte, y por otra posibilita el control de incrustaciones en los intercambiadores del
proceso. La mayoría de la información de la descripción de estos procesos se ha tomado de
[Uche et al., 2002; Veza, 2002; Al-Shammiri and Safar, 1999; Splieger, 1994; Handbury et al.,
1993]
2.1.1.1.1 Súbita por efecto flash (MSF)
El proceso de destilación súbita por efecto flash consiste en evaporar el agua en una cámara
flash para conseguir un vapor que no contiene sales (éstas son volátiles a partir de 300ºC).
El vapor generado sube tras pasar unos eliminadores de gotas hasta unos condensadores
conectados a modo de pasos de un intercambiador, donde se condensa y precalienta a su
vez el agua de mar (flujo frío). Esta conexión en cascada de los condensadores obliga a
cada etapa cámara flash-condensador a trabajar con presiones por debajo de la presión
30 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Tecnologías del agua
atmosférica (y por lo tanto temperaturas de operación) cada vez menores, por lo que
necesitan un sistema de vacío (bombas o eyectores), además de extracción del aire y gases
no condensables indeseables para la instalación.
La recuperación de calor necesario para la evaporación se obtiene gracias a la unión
sucesiva de etapas en cascada a diferente presión, y es necesario el aporte mínimo de la
condensación de un vapor de baja o media calidad generalmente proveniente de una planta
de generación eléctrica, a modo de grandes plantas de cogeneración (electricidad + vapor a
la desaladora MSF). La figura 2.2, muestra el esquema típico de una planta de evaporación
súbita por efecto flash (Multi Stage Flash Distillation, MSF).
La MSF es el proceso de destilación más ampliamente extendido en el mundo,
especialmente en Oriente Medio. Ello se debe a varias razones:
• Como todas las técnicas en las que se produce un cambio de fase, es bastante insensible
a bajas calidades del agua de mar (altas salinidades, temperaturas, contaminación,
turbiedad) que suelen darse en el Golfo Pérsico.
• Su acoplamiento con plantas de potencia para formar sistemas de cogeneración es muy
fácil y permite una gran variabilidad de rangos de operación en ambas plantas.
• Su robustez en la operación diaria frente a otros procesos de destilación es notoria.
• La capacidad por unidad MSF es mucho mayor que otras plantas destiladoras, en virtud
a la cantidad de etapas conectadas en cascada al trabajar con saltos térmicos elevados
entre el agua de mar captada y la temperatura máxima de la salmuera (TBT) antes de
flashear en la 1ª etapa.
Figura 2.2. Esquema de una planta de evaporación súbita por efecto flash. Fuente: Torres (1999)
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 31

Tecnologías del agua
Sin embargo, las plantas MSF tienen un grave inconveniente. Su consumo energético
específico, definido como la cantidad de energía consumida para producir 1 m 3 de agua
desalada, es el más alto de los procesos estudiados. A este consumo contribuyen el
consumo térmico proveniente de la planta productora de electricidad, más alto que otros
procesos de destilación debido al efecto flash (irreversible termodinámicamente hablando);
y el consumo eléctrico debido al gran número de bombas necesarias para la circulación de
los flujos de planta. Además de su alto coste de operación, su coste de inversión no es más
bajo que otros procesos de desalación, al requerir aleaciones inalterables a la corrosión
salina.
En el anexo 1.1 se describe de forma más detallada el proceso y los parámetros de
operación característicos de este tipo de plantas.
2.1.1.1.2 Múltiple efecto (MED)
Al contrario que en el proceso MSF por efecto flash, en la desalación por múltiple efecto
(MED) la evaporación se produce de forma natural en una cara de los tubos de un
intercambiador, aprovechando el calor latente desprendido por la condensación del vapor
en la otra cara del mismo. Una planta MED (Multi-Effect Distillation) tiene varias etapas
conectadas en serie a diferentes presiones de operación (ver figura 2.3), dichos efectos
sucesivos tienen cada vez un punto de ebullición más bajo por los efectos de dicha presión,
al igual que la MSF. Esto permite que el agua de alimentación experimente múltiples
ebulliciones, en los sucesivos efectos, sin necesidad de recurrir a calor adicional a partir del
primer efecto. El agua salada que no se evapora se transfiere luego al efecto siguiente para
sufrir una evaporación parcial y el ciclo se repite, utilizando el vapor generado en cada
efecto, que condensa y pasa al siguiente efecto. Normalmente también existen cámaras
flash para evaporar una porción del agua salada que pasa al siguiente efecto, gracias al salto
de presiones entre dos etapas hidráulicas de la MED.
La primera etapa se nutre de vapor externo de un sistema recuperativo, una turbina de
contrapresión (o extracción de una de condensación), formando generalmente instalaciones
de cogeneración. Un condensador final recoge el destilado en la última etapa,
precalentando el agua de aportación al sistema, con el objeto de aumentar su temperatura
hasta aproximarla a la de evaporación existente en la primera etapa o efecto. El anexo 1.2
describe los principios de operación de este tipo de plantas.
Figura 2.3. Desalación múltiple efecto (MED) con evaporadores horizontales. Fuente: Wangnick (2001).
32 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Tecnologías del agua
Las plantas MED tienen muchas similitudes con las plantas MSF, sin embargo existen
algunas diferencias que deben ser tenidas en cuenta:
• La evaporación del agua del mar en cada efecto no se produce por la expansión brusca
de agua caliente presurizada hasta una presión inferior a la de saturación, sino por el
aporte de energía térmica en un intercambiador de calor.
• La cantidad de agua de mar captada para las MSF debe ser de 5 a 10 veces superior a la
del destilado que se desea producir, en cambio para las MED suele ser el triple.
• La capacidad de producción unitaria de las plantas MED suele ser más reducida que las
MSF (nunca suele superar los 15.000 m 3 /día). El número máximo de efectos
conectados en serie no suele ser superior a 14, a excepción de las MED con múltiples
efectos integrados en cada uno de ellos, llegando en este caso a un número total de más
de 50.
• Con objeto de eliminar al máximo la formación de depósitos e incrustaciones en el
interior de las celdas o etapas, las temperaturas de trabajo de las MED son del orden de
los 70ºC, mientras que son de orden de los 115-120ºC en las MSF. A ello se debe
también que en la MED su productividad no depende esencialmente de la temperatura
del vapor proveniente de la central térmica (hasta unos límites marcados por la
hidráulica de la planta), al contrario que en la MSF, cuya productividad es proporcional
al salto térmico antes mencionado.
• Tienen un mejor rendimiento global con respecto a una MSF: el consumo específico
(15 kg de destilado/kg vapor consumido o GOR) máximo de este tipo de plantas es
mayor respecto de una planta MSF con idénticas capacidades (GOR máximo de 12).
Ello se debe principalmente a la irreversibilidad asociada al proceso de separación flash
que aparece en los procesos MSF.
• El consumo eléctrico de bombeos es también menor, al no existir la recirculación de
salmuera típica en la MSF.
2.1.1.2 Procesos de membranas
2.1.1.2.1 Ósmosis inversa (OI)
La ósmosis en un proceso natural que ocurre en plantas y animales. De forma esquemática
(figura 2.4) cuando dos soluciones con diferentes concentraciones se unen a través de una
membrana semipermeable (que permite el paso de agua pero no de sales), existe un flujo
espontáneo que parte de la solución menos concentrada hasta igualarse las concentraciones
finales, estableciéndose una diferencia de altura o presión hidrostática llamada presión
osmótica.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 33

Tecnologías del agua
Figura 2.4. Proceso natural de ósmosis. Fuente: Joca [2006].
Sin embargo, aplicando una presión externa mayor a la presión osmótica de una disolución
respecto de otra, el proceso se puede invertir, haciendo fluir agua de la disolución más
concentrada y purificando la zona con menor concentración, obteniéndose finalmente un
agua potable (permeado), aunque de mayor salinidad a la de los procesos de destilación. La
presión a aplicar depende por tanto de la salinidad del agua a desalar, por eso es más
recomendable para el tratamiento de aguas salobres. El flujo de permeado depende de la
diferencia de presiones aplicada a la membrana, sus propiedades y la concentración del agua
bruta; en todo caso con un único paso por membrana la salinidad del agua ronda los 100-
300 ppm de TDS, cifra un orden de magnitud mayor al agua destilada.
Figura 2.5. Proceso de ósmosis inversa. Fuente: Joca [2006].
34 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Tecnologías del agua
Una membrana de ósmosis inversa soporta presiones mayores a la osmótica entre ambas
disoluciones para producir permeado. Por ejemplo, un agua de mar de 35.000 ppm de TDS
a 25ºC tiene una presión osmótica de alrededor de 26 bar, pero son necesarios 60 bar en
planta obtener permeado. Además, debe ser muy permeable al agua y tener un rechazo
sales prácticamente total (>99,8% en diseño). Sin embargo, no la OI no es un proceso de
filtración convencional, ya que el flujo es paralelo y no perpendicular a la membrana como
en cualquier filtración. Ello implica que tan sólo menos de la mitad del agua de aporte pase
realmente a través de la membrana (la recuperación típica es del 45%, cuando en un
proceso de filtración lo haría en su totalidad), y no se acumulen sales en la capa activa de la
membrana.
Los cinco subsistemas básicos que integran una planta convencional de ósmosis inversa
son:
• Sistema de captación del agua de mar, puede ser en un pozo playero o en toma abierta.
• Sistema de pretratamiento del agua de mar para garantizar las condiciones óptimas
(tanto químicas como físicas) del agua de alimentación a los módulos de membranas, y
así prevenir su ensuciamiento prematuro.
• Grupo de bombas de alta presión. Suelen ser bombas centrífugas de varias etapas para
plantas grandes, y de pistón para pequeñas instalaciones. La recuperación de la presión
de la salmuera que permanece en el lado de la membrana presurizado (el 55% del flujo
captado del mar), a través de turbinas hidráulicas o intercambiadores de presión ha
reducido casi a la mitad el consumo energético específico (en kWh/m 3 ). Respecto a este
último sistema, el mejor es el denominado ERI PX (Pressure eXchanger), en el
mercado desde 1992, y basado en el principio de desplazamiento positivo de sistemas
rotativos, que recupera la presión del caudal de rechazo a alta presión de los sistemas de
desalación de OI con un rendimiento de hasta el 98%, sin apenas mezclas en las
corrientes de salmuera y agua de mar.
• Agrupación de las membranas. Las membranas de arrollamiento en espiral se
introducen de 7 en 7 en tubos de presión, sustentados en bastidores metálicos llamados
racks, que junto con el grupo bomba-motor conforman un módulo de OI.
• Postratamiento para garantizar unas condiciones adecuadas de potabilidad (cloración si
se inyecta directo a la red de suministro municipal), y evitar la corrosividad y
agresividad del agua en la red de tuberías.
La figura siguiente muestra un esquema de una planta de ósmosis inversa.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 35

Tecnologías del agua
Figura 2.6. Desalación por ósmosis inversa (OI).
El consumo energético de una planta de ósmosis inversa es netamente eléctrico,
correspondiendo principalmente a la energía consumida por las bombas de alta presión.
Los equipos auxiliares suponen un consumo eléctrico adicional pequeño. Dada su
importancia en el contexto nacional, el anexo 1.3 incluye información adicional de las
instalaciones de OI: ecuaciones básicas del proceso, parámetros característicos, tipos y
agrupaciones posibles de membranas en la instalación.
2.1.1.3 Resumen
A modo de recopilación es conveniente realizar un análisis comparativo de cada uno de
estos métodos tecnológicamente avanzados para la desalación de agua de mar a gran escala.
La tabla 2.2 muestra la valoración de los tres métodos comentados anteriormente frente a
ciertas características exigibles a un proceso de desalación de agua marina.
A la vista de esta tabla, la ósmosis inversa es más tecnología más favorable que las técnicas
de destilación por su menor consumo y coste final, facilidad de ampliación modular, y
desacople con la generación eléctrica. Tan sólo la calidad del agua es peor que el resto de
tecnologías, aunque en todo caso está muy por debajo de los límites establecidos por la
OMS para su cualificación como potable, así como la influencia notable de la calidad del
agua captada sobre su adecuada operación. No obstante, y dada la importancia de la MSF y
MED en Oriente Medio y el Magreb, donde las plantas de destilación van acopladas a
grupos de generación eléctrica que consumen sus vastos recursos energéticos de origen
fósil, se mantendrá la comparación de tecnologías en el análisis ACV posterior.
36 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Tecnologías del agua
Característica MSF MED OI
Tipo energía consumida térmica térmica eléctrica
Capacidad mundial (millones m3/día) 17,3 6 16,1
Consumo energético primario (kJ/kg) alto
alto/medio
bajo
(>200)
(150/200)
(

Tecnologías del agua
Mar/Océano Salinidad (ppm de TDS)
Mar Báltico 28.000
Mar del Norte 34.000
Océano Pacífico 33.600
Océano Atlántico Sur 35.000
Mar Mediterráneo 36.000
Mar Rojo 44.000
Golfo Pérsico 43.000-50.000
Mar Muerto 50.000-80.000
MEDIA MUNDIAL 34.800
Tabla 2.4. Salinidad media de los mares y océanos principales del planeta. Fuente: Handbury [1993]; Medina
[2000].
A la vista de estos datos la salinidad, más fácilmente medible en disoluciones acuosas a
través de su conductividad eléctrica CE, en dS/m, o facilidad de una sustancia para
conducir la corriente eléctrica (el agua pura no conduce la electricidad pero si lo hace
conforme le añadimos electrolitos), así como otros constituyentes químicos del agua
(especialmente crítico cuando hablamos de aguas salobres o residuales, que pueden incluir
componentes de difícil eliminación), y la temperatura del agua de aporte influyen
enormemente en la selección de la técnica de desalación. Por ejemplo, la dureza del agua y
temperatura de las aguas del Golfo Pérsico siempre han condicionado fuertemente el uso
de membranas de ósmosis inversa hasta hace menos de diez años: el enorme gasto en
reactivos, así como los continuos ciclos de limpieza y la elevada tasa de sustitución de
membranas pueden hacer inviable esta solución frente a la destilación.
2.1.2.2 Calidad requerida al agua
La calidad del agua desalada depende claramente de su uso, teniendo en cuenta las
limitaciones de la calida máxima que pueden obtenerse con cada tecnología. Así, para
ciertos procesos industriales aguas de hasta 5.000 ppm pueden usarse pero en otros usos
como centrales eléctricas el límite máximo es ínfimo. En la agricultura, algunos cultivos
toleran hasta las 2.000 ppm, aunque ello depende de la tierra, clima, composición del agua
salobre, método de riego y fertilizantes aplicados. En cuanto al consumo humano, su límite
es de 1.000 ppm, aunque en climas excesivamente cálidos un aporte extra de sales (si son
principalmente cloruro sódico) puede ser beneficioso para el cuerpo humano.
La normativa vigente española referida a la calidad de las aguas para el consumo humano, el
Real Decreto RD140/2003 de 21 de febrero, adapta a la legislación española la Directiva
Europea 98/83/CEE de 3 de Noviembre sobre la misma materia y deroga la anterior
normativa, el RD1138/1990 de 14 de Septiembre, adaptado a su vez de la Directiva
Europea 80/778/CEE. En él se definen las características de un agua potable, con las
concentraciones máximas que no pueden ser rebasadas y además fija unos niveles guía
deseables, incluyendo una serie de parámetros divididos en cuatro partes:
• Microbiólogicos.
• Químicos.
• Indicadores (valores guía).
• Radioactividad.
38 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Tecnologías del agua
La tabla 2.5 recoge una comparativa de los parámetros más significativos del agua según el
RD antes mencionado y la Organización Mundial de la Salud (OMS).
Parámetros RD140/2003 OMS (guía)
Cloruros (máximo como ión) (mg/l) 250 250
Sulfatos (máximo como ión) (mg/l) 250 250
Nitratos (máximo como ión) (mg/l) 50 50
Sodio (máximo como ión) (mg/l) 200 200
Antimonio (μg/l) 5 2
Arsénico (μg/l) 10 10
Boro (mg/l) 1 0,5
Mercurio (μg/l) 1 6
Manganeso (μg/l) 50 100
Plomo (μg/l) 25 (*) 10
Dureza total (min. Como mg/l Ca ++) 60 200
TDS (ppm) 1.500 1.000
pH 6,5-9,5 6,5-8
(*) De 1/1/2004 a 31/12/2013. A partir del 1/1/2014: 10 μg/l.
Tabla 2.5. Comparativa de parámetros más significativos del agua. Fuente: elaboración propia.
2.1.2.3 Calidad obtenida con la desalación
La tabla 2.6 muestra la calidad media del agua obtenida por un proceso de OI de único
paso, y los procesos de evaporación.
Parámetros OI Destilación
Ca ++ (mg/l) 2 0,5
Mg ++ (mg/l) 6 1,5
Na + (mg/l) 128 12
K + (mg/l) 4 0,5
HCO3 - (mg/l) 8 0,1
SO4 = (mg/l) 11 3,0
Cl - (mg/l) 208 22
TDS (mg/l) 367 40
SiO2 (mg/l) 0,1 0,0
CO2 (mg/l) 23 -
pH 5,8 7,2
Tabla 2.6. Calidad media del agua obtenida por diferentes procesos de desalación. Fuente: Rueda et al.
[2000].
Por lo tanto, viendo la calidad obtenida con los procesos y los requerimientos legales, en el
postratamiento de las aguas desaladas se tienen que considerar dos aspectos. El primero
contemplará el equilibrio químico del agua con el fin de eliminar su alta agresividad y así
proteger las redes de distribución, para ello es necesario reducir el alto contenido de CO2
con la adición de cal –Ca(OH)2- para conseguir un agua ligeramente incrustante. El
segundo aspecto se refiere al contenido de dureza del agua de abastecimiento, con el
mínimo de 60 mg/l como se puede ver en la tabla 2.5. La práctica más habitual es su
mezcla con aguas superficiales con alto contenido de Ca y Mg, y en el caso de que esto no
sea posible se dosifican sales cálcicas como CaCl2 o CaSO4, aunque supongan un
incremento de Cl - o SO4 = en el agua de abastecimiento.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 39

Tecnologías del agua
2.1.3 Situación actual de la desalación
A principios del 2008, casi 14.000 plantas desaladoras estaban en operación en todo el
mundo, produciendo unos 62,3 hm 3 de agua diarios, de los cuales 39,4 hm 3 /día
corresponden a agua de mar y 12,2 hm 3 /día a aguas salobres. En 2007 se produjo un
aumento del 32,2% en la nueva capacidad contratada comparada con 2006 [GWI, 2008].
Las predicciones indican que el mercado de la desalación aumentará un 12% al año hasta el
2010. Se espera que la capacidad de producción mundial alcance los 94 hm 3 /día en el 2015
[Water, 2006]. El tamaño de las plantas desaladoras y rango de diseño van desde 100 a
300.000 m 3 /día, aunque también hay unidades de OI para hogares que sólo producen unos
pocos litros al día. Durante los próximos 10 años, se estiman necesarios 100.000 millones
de dólares en los estados árabes, sólo para mantener el crecimiento económico y su
creciente demanda de agua, según un informe del año 2006 recogido en [Hussein, 2007].
Japón
2%
Resto Mundo
29%
Arabia Saudi
17%
Emiratos Árabes
Unidos
13%
Libia
Qatar
2% China
EEUU
3% Argelia
4%
Kuwait España
13%
4%
5% 8%
Figura 2.7. Distribución por países de la capacidad desaladora instalada. Fuente: GWI [2008].
Como se puede comprobar en la figura 2.7, el peso de Oriente Medio es todavía muy
importante en la industria de la desalación, Arabia Saudita es el primer país en cuanto a
capacidad desaladora (17%, con casi 11 hm 3 /día), seguido de cerca por Emiratos Árabes
Unidos (13% y 8,4 hm 3 /día) y Kuwait (7%, con casi 9 hm 3 /día). En Europa, España es el
mayor productor con el 8% de la capacidad (5,2 hm 3 /día) incluyendo sus plantas de OI de
la Islas Canarias con una capacidad de 411.000 m 3 /día, por lo tanto, actualmente es el
cuarto país por detrás de los países árabes y EE.UU. [GWI, 2008].
En cuanto al número de unidades instaladas, el primer lugar lo ocupan los Estados Unidos,
ya que tienen plantas de pequeño tamaño en comparación con las plantas de Oriente
Medio, y Arabia Saudita ocupa el segundo lugar. España está en el quinto lugar de esta lista,
ello significa que el tamaño medio de las instalaciones españolas es pequeño en
comparación a la media mundial.
En cuanto a tecnologías, las de ósmosis inversa suponen el 56%, las de destilación son el
37% y el resto (4%) es principalmente debido a la electrodiálisis (ED) [GWI, 2008]. En la
región del Golfo Pérsico la desalación térmica produce el 90% de la producción de agua
desalada, mientras que el proceso predominante en el Mediterráneo es la OI con casi el
80% de la capacidad [AQUA, 2007]; en España este porcentaje aumenta hasta el 95%.
40 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Destilación
37%
ED y otros
4%
Ómosis inversa
56%
Tecnologías del agua
Figura 2.8. Distribución (por capacidad contratada) de los métodos de desalación. Fuente: GWI [2008].
Respecto a la procedencia del agua a desalar a escala mundial, según el informe de GWI
[2008], que se recoge en la siguiente figura, el 62% era agua de mar, el 19% corresponde a
aguas salobres, el 8% viene de los ríos, y el agua pura y residual se llevan ambas el 5%.
Agua rios
8%
Agua salobre
19%
Agua pura
5%
Agua residual
5% Re sto
1%
Agua de mar
62%
Figura 2.9. Distribución mundial del origen del agua a desalar. Fuente: GWI (2008).
Si hablamos de la distribución de los usos finales del agua desalada a nivel mundial, el
consumo municipal se lleva el 67%, el industrial el 23%, la energía el 6% y el resto se
reparte entre la irrigación, turismo y uso militar.
Irrigación
2%
Energía
6%
Industrial
23%
Turismo
1%
Militar
1%
Municipal
67%
Figura 2.10. Distribución mundial según el uso final del agua desalada. Fuente: GWI (2008).
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 41

Tecnologías del agua
La siguiente tabla muestra un listado de las primeras veinte empresas mundiales que copan
el mercado de la desalación, y que se corresponden con aproximadamente el 41% de la
producción mundial de agua desalada.
Ranking Empresa Capacidad (m 3/día) % mundial
1 Veolia Environment (Francia) 5.820.072 9,16
2 Fisia Italimpianti (Italia) 3.025.344 4,76
3 Doosan (Korea) 2.852.305 4,49
4 GE Water (EEUU) 2.471.987 3,89
5 Suez Environment (Francia) 1.528.710 2,40
6 Befesa Agua (España) 1.387.624 2,18
7 ACS (Cobra/Tedagua/Drace) (España) 1.312.347 2,06
8 Hyflux (Singapur-China-La India) 1.121.508 1,76
9 Acciona Agua (España) 1.111.516 1,75
10 IDE (Israel) 1.001.730 1,58
11 Sadyt (España) 832.800 1,31
12 Cadagua (España) 730.724 1,15
13 Nomura Micro Science (Japón) 495.712 0,78
14 Aqualia (España) 488.450 0,77
15 Kurita Water Industries (Japón) 427.138 0,67
16 John Holland (Australia) 105.000 0,17
17 Wabag (Austria-La India) 369.140 0,58
18 Wetico (Arabia Saudí) 337.496 0,53
19 ITT (EE.UU.) 311.639 0,49
20 Aqualyng (Noruega) 270.375 0,43
TOTAL 26.001.617 40,90
Tabla 2.7. Principales empresas desaladoras mundiales desde el año 2000. Fuente: GWI [2008].
2.1.3.1 La desalación en España
Aunque según el Libro Blanco del Agua en España [MMA, 2000a], la dotación por
habitante y año (2.840 m 3 ) supera con creces el límite considerado como el mínimo que
impida el desarrollo de la sociedad asentada en el territorio (1.000 m 3 /hab. y año), el grave
desequilibrio local y estacional en ciertas zonas con escasos recursos hídricos y una
agricultura intensiva de regadío y fuerte presión turística, justifica la instalación de plantas
desaladoras. La desalación en España se localiza en el Levante Español, Murcia, Andalucía,
los dos archipiélagos y las ciudades norteafricanas. En dichas zonas, se puede evaluar la
demanda total urbana asociada al turismo como una población equivalente de 7 millones de
personas, que supone el 20% del total.
La producción total de agua desalada a finales del año 2006 se cifraba en 1.540.000 m 3 /día,
de los cuales alrededor del 49,1% corresponden a aguas marinas, y el 50,9% a aguas
salobres. En total hay más de 900 desaladoras en funcionamiento, de las que más de 100
son desaladoras de agua de mar, la siguiente tabla muestra el número de desaladoras de
agua de mar según su capacidad [de Bastida, 2006].
Nº plantas instaladas
Desaladoras entre 600-5.000 m 3/día 63
Desaladoras entre 5.000-20.000 m 3/día 17
Desaladoras de más de 20.000 m 3/día 16
Tabla 2.8. Desaladoras agua de mar con una capacidad superior a 600 m 3 /día. Fuente: de Bastida (2006).
42 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Tecnologías del agua
La distribución de los usos del agua desalada en España es un tanto peculiar con respecto al
resto de países (ver figura 2.10 a nivel mundial), en la que la gran mayoría del agua desalada
se utiliza para abastecimiento urbano (en Oriente medio el índice alcanza el 90% del total).
En España aproximadamente tan solo el 50% se destina a usos urbanos, sin embargo el
36% se deriva hacia la agricultura competitiva del Levante Español y el 14% restante para la
industria.
Según la tabla 2.9, España es un referente técnico internacional, como lo constatan las 6
empresas que aparecen en las top 20 mundial del mercado de la desalación, que equivale a
algo más del 9% de la producción mundial.
Aportación (hm3/año) Capacidad
Localización
Provincia (m3/día) Total Urbano Agrario Situación
Marbella Málaga 58.000 20 20 - Operativa
Mijas Málaga 58.000 20 20 - En proyecto
Campo de Dalías Almería 86.000 30 15 15 Adjudicada
Almería Almería 52.000 18 18 - Operativa
Nijar-Rambla Morales Almería 58.000 20 - 20 En construcción
Carboneras Almería 120.000 42 5 37 Operativa
Bajo Almanzora Almería 58.000 20 5 15 En construcción
Aguilas Murcia 172.000 60 10 50 En construcción
Valdelentisco-Mazarrón Murcia 200.000 70 20 50 En construcción
Escombreras-Cartagena Murcia 63.000 22 22 - En construcción
San Pedro del Pinatar I Murcia 68.000 24 24 - Operativa
San Pedro del Pinatar II Murcia 68.000 24 24 - Operativa
Torrevieja Alicante 230.000 80 40 40 En construcción
Alicante I Alicante 68.000 24 24 - Operativa
Alicante II Alicante 68.000 24 24 - Operativa
Mutxamel Alicante 52.000 18 18 - Adjudicada
Jávea Alicante 29.000 10 10 - En proyecto
Denia Alicante 26.000 9 9 - Adjudicada
Sagunto Valencia 23.000 8 8 - Adjudicada
Moncófar Castellón 43.000 15 15 - Adjudicada
Oropesa Castellón 52.000 18 18 - Adjudicada
Garraf Barcelona 58.000 20 20 - En estudio
El Prat de Llobregat Barcelona 172.000 60 60 - En construcción
Tordera Gerona 29.000 10 10 - Operativa
Tordera II Gerona 29.000 10 10 - Adjudicada
TOTAL PENÍNSULA 1.940.000 676 449 227
Tabla 2.9. Grandes plantas desaladoras de agua de mar en la costa mediterránea peninsular. Fuente: Estevan
[2008].
En la tabla adjunta se recogen las plantas de desalación marina con una capacidad superior
a los 20.000 m 3 /día que existen o se están implantando en el litoral mediterráneo
peninsular según el programa A.G.U.A. (explicado más adelante, en el apartado 2.4.1). Las
plantas indicadas como ‘en estudio’ significa que están programadas pero no está
adjudicado ni el proyecto ni su construcción.
El conjunto de las plantas recogidas en la tabla 2.9 representa una capacidad de producción
de agua desalada de origen marino de casi 2 hm 3 /día. Cuando esta capacidad esté
plenamente operativa podrá realizar una aportación global de unos 676 hm 3 /año.
Aproximadamente el 66,5% de los 676 hm 3 /año están destinados a abastecimientos
urbanos y el 33,5% restante a usos agrarios. Añadiendo algunas pequeñas plantas
municipales o privadas que se localizan sobre todo en las provincias de Alicante y Murcia,
la capacidad total superará los 700 hm 3 /año [Estevan, 2008].
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 43

Tecnologías del agua
La siguiente figura muestra la situación en abril de 2008 de las plantas desaladoras (de agua
de mar y salobres) del programa A.G.U.A. en todo el territorio español, incluyendo los dos
archipiélagos, Ceuta y Melilla. Según datos del Ministerio de Medio Ambiente (MMA), las
plantas desaladoras que hay en operación desde 2004 producen unos 405 hm 3 /año de agua
desalada. El proyecto prevé un aumento en la producción de agua desalada, de los 621
hm 3 /año inicialmente previstos en el plan, la cifra se elevaría hasta 713 hm 3 /año si se llevan
a cabo todas las actuaciones previstas, con lo que la capacidad desaladora total se
incrementaría hasta los 853 hm 3 /año, alrededor del 20% del consumo urbano si todas ellas
tuvieran ese destino.
Figura 2.11. Situación de las plantas desaladoras del Plan AGUA, MMA (2008).
44 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

2.1.4 Consideraciones medioambientales
Tecnologías del agua
La desalación, como cualquier otro proceso industrial, produce impactos medioambientales
que deben ser conocidos y reducidos. Cada instalación desaladora debe ser evaluada
individualmente y localmente en el contexto de su emplazamiento, de esta forma el diseño
de la planta podrá enfocarse para poder reducir al máximo sus impactos medioambientales
asociados.
Los impactos globales de la planta están unidos a la demanda de energía y materiales que
producen contaminación atmosférica y contribuyen al cambio climático. El alcance del
impacto por la demanda de energía se evalúa con el ACV. Estos impactos pueden mitigarse
efectivamente reemplazando los sistemas de energía procedentes de combustibles fósiles
por energía renovable y utilizando calor residual desde la generación de potencia de los
procesos térmicos.
Respecto a los impactos locales, hay varios impactos menores como las purgas de los ciclos
de limpieza y reactivos del pretratamiento consumidos, ruido, impacto visual, que el ACV
no los puede evaluar adecuadamente, debido a que por ahora esta técnica no dispone de
bases de datos específicas para cada localización. Para el primer impacto, a largo plazo el
pretratamiento del agua de entrada debe ser mejorado, identificándose pre-tratamientos
químicos alternativos mas simples y menos impactantes a los convencionales [AQUA,
2007]. La contaminación acústica no suele considerarse importante dada su relativa lejanía
de poblaciones y zonas habitadas.
Sin embargo, los vertidos de salmuera en el caso de aguas de mar o aguas salinas en el caso
de desalobrar aguas superficiales o de pozo salobres, provocan un impacto ambiental
importante, ya que es un flujo significativo y sin utilidad posterior hasta el momento. Por
ello, se ha considerado necesario ampliar aspectos técnicos y ambientales de la
problemática asociada a estos vertidos, que recordemos el ACV no los puede evaluar, por
razones ya anteriormente aducidas.
2.1.4.1 Impactos medioambientales de los procesos de desalación
Problemática medioambiental de los vertidos de salmuera
En todo proceso de desalación, hay una porción del agua previamente captada para el
proceso que es devuelta al reservorio original, con una concentración del rechazo superior.
El problema de estos vertidos debe estudiarse en detalle según el proceso utilizado y la
fisonomía del reservorio donde se verterá la salmuera de rechazo.
Centrándonos en la salinidad extra que aporta el rechazo, su caudal y concentración
dependerá del porcentaje de recuperación del proceso (ratio producción/captación). En la
siguiente tabla aparecen los caudales vertidos por una planta que produzca 70.000 m 3 /día
de agua desalada.
Tipo planta Índice de recuperación (%) Caudal vertido (m 3/s)
OI con agua de mar 45 1,0
OI con agua salobre 80 0,2
Evaporación (MSF o MED) 10 7,3
Tabla 2.10. Caudales vertidos por una planta que produce 70.000 m 3 /día. Fuente: Ruiz [2008].
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 45

Tecnologías del agua
Así, el impacto del vertido de la salmuera depende o varía según sus propiedades físicas y
químicas (concentración, cantidad y temperatura), y de la situación hidrográfica o
condiciones locales (topografía del fondo marino, velocidad actual y acción de las olas), la
cual a su vez influye en la dilución de la salmuera y en las características biológicas del
punto de descarga [Cooley et al., 2006]. Por ejemplo, los lugares sombríos son menos
apropiados para la dilución que puntos de mar abierto, y lugares con abundante vida marina
son más sensibles que lugares poco poblados. Pero la dilución sólo puede ser una medida
de mitigación a medio plazo.
Además de estresar el ambiente acuático debido a los incrementos de la salinidad y
temperatura de la salmuera en el caso de plantas de destilación (shock térmico), por otro
lado la salmuera puede contener de forma permanente o periódica sustancias aportadas por
el agua de entrada (boro, por ej.), residuos de productos químicos añadidos durante el pretratamiento
y los procesos de limpieza (muy controlados éstos últimos en España) para
alcanzar vertido ‘cero’. Estos aditivos y sus sub-productos pueden ser tóxicos a los
organismos marinos, persistentes y/o se puedan acumular en sedimentos y organismos,
debiéndose estudiar estos efectos de forma individual, al no fácilmente extrapolable de
unos casos a otros.
Lattemann et al. [2008], indican que para eliminar los posibles efectos negativos de las
temperaturas y salinidad fuertemente elevadas en la zona de mezcla de la descarga de la
salmuera, se debería limitar al 10% el aumento de la temperatura y salinidad. Hay varias
formas de alcanzar este objetivo (instalación de sistemas de difusión; dilución de los
efluentes de las desaladoras con los flujos residuales de otras actividades industriales, o
ciclos abiertos de refrigeración de centrales térmicas) [AQUA, 2007], pero lo primero es
esencial conseguir la máxima disipación de calor (en destilación) antes de entrar en la zona
de mezcla, y también una dilución efectiva, que como bien se ha comentado anteriormente,
dependerá de las condiciones oceanográficas de la zona.
En el Levante Español hay que tratar con especial atención la flora marina existente en el
litoral mediterráneo, en concreto las praderas de Posidonia Oceánica, una fanerógama marina
que recubre los fondos con un calado de 5 a 40 metros (dependiendo de la transparencia
del agua y la granulometría de los fondos) de extraordinaria productividad y diversidad,
pero a su vez de asombrosa rareza. Tanto es así que aparece en la lista de hábitats naturales
de interés comunitario que es preciso proteger (Directiva del Consejo 92/43/CEE del 21
de Mayo de 1992). Dicha especie cuenta con gran capacidad de producción de oxígeno y
materia orgánica, permite la estabilización de sedimentos y protege la costa de la erosión, es
fuente de alimento y hábitat de numerosas especies, constituyendo una zona de
reproducción y cría de organismos de interés comercial, por lo que su supervivencia es vital
en nuestras costas.
Hasta hace poco tiempo no se sabía a ciencia cierta el efecto de los vertidos de salmuera en
las praderas de Posidonia Oceánica, pero afortunadamente en estos últimos años se está
avanzando en España sobre los efectos en flora y fauna de los vertidos hipersalinos de las
plantas desaladoras. La compañía IONICS Ibérica realizó un primer estudio con los
vertidos de la salmuera de la planta de OI de Maspalomas II, las mediciones realizadas
muestran que la flora y la fauna no se ven muy afectadas, teniendo en cuenta la dinámica
del mar en la zona y la existencia de un emisario de una planta depuradora instalada al sur
46 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Tecnologías del agua
de la desaladora, cuyos efectos son más nocivos que los de un vertido de salmuera [Pérez y
Quesada, 2001], en fondos marinos que además no cuentan con Posidonia sino con otras
fanerógamas como la Caulerpa Cymodocea.
La Administración Española ha financiado estudios a nivel de laboratorio, planta piloto, y
con mediciones in situ en plantas operativas para estudiar en detalle este efecto. Un estudio
de laboratorio sobre la sensibilidad de la Posidonia a los incrementos de salinidad [Sánchez-
Lizaso et al., 2008], indica que no se puede extrapolar los resultados obtenidos en cuanto a
límites de tolerancia ya que hay que estudiar cada caso en particular, teniendo en cuenta la
variación estacional, profundidad o otros componentes naturales medioambientales (luz,
temperatura, hidrodinámica,…) que pueden modular la respuesta de la planta. En todo
caso, siempre es muy sensible en un radio cercano al emisario de salmuera.
En España, el CEDEX ha estado haciendo ensayos hidrodinámicos para encontrar el
diseño más adecuado del dispositivo o sistema de vertido de salmuera, calculando modelos
físicos y matemáticos a escala pequeña (acuario) y mediana (tanque y canal de oleaje). La
salmuera es típicamente dos veces más salina que la entrada de agua de mar y tiene una
mayor densidad que el agua recibida, por lo que presenta un comportamiento físico
distinto. Como regla general, la salmuera sigue una trayectoria descendente después de la
emisión. Si la salmuera se emite desde un desagüe a lo largo del fondo del mar, como es lo
típico, tiende a hundirse y lentamente se distribuye a lo largo del fondo del océano. Los
resultados indican que la mayor difusión se obtiene con tramos difusores sumergidos con
varias salidas a un ángulo de 60º con respecto a la vertical, frente a una descarga enterrada
en una playa o cerca de la desembocadura [Ruiz, 2008], ver figura 2.12.
Experimentos adicionales sobre la tolerancia a la salinidad de las praderas en pequeñas
parcelas y zonas de vertido de plantas en funcionamiento (desaladora Cartagena-Mazarrón),
indican el factor de dilución de la salmuera como función de varios parámetros, según la
siguiente fórmula [Ruiz, 2008]:
Se
− Sb
R Sb
D = =
Su
− Se
100 − R Su
− Sb
Siendo D el índice de dilución (%); R el índice de conversión (%); S e la salinidad del
efluente (psu); S u la salinidad umbral de tolerancia (psu) y S b la salinidad de la salmuera
(psu).
Existen un número de opciones disponibles para la disposición de la salmuera. Para las
plantas desaladoras localizadas en la costa, los métodos de disposición incluyen la descarga
o vertido en: lagunas de evaporación, océano, acuíferos confinados, o ríos salinos que
fluyen hasta un estuario. La descarga al océano es la más común, puede ser directa (el
emisario puede descargar más o menos lejos de la línea de costa), mezclada con efluente de
agua residual o combinada con agua de refrigeración de una planta de potencia como ya se
comentó. De esta descarga mezclada se conoce muy poco sobre los efectos de la sinergia
de ambos efluentes: mientras que puede reducir los impactos tóxicos y ecológicos para la
sal, no sucede lo mismo con los metales pesados, no por su concentración, sino por la
carga que representan [Gacia y Ballesteros, 2001].
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 47

Tecnologías del agua
Figura 2.12. Comportamiento del efluente según el tipo de vertido de la salmuera. Fuente: Ruiz [2008].
Otra solución muy eficiente desde el punto de vista de la calidad de los vertidos y
tecnológicamente simple y cada vez más adoptada es la pre-dilución de la salmuera con
agua del mar en tierra, antes de verterla al mar, como en el caso de la desaladora de Jávea.
Para ello se bombea en la toma de la desaladora un caudal adicional de agua de mar hasta
diluir la concentración de salmuera hasta las condiciones de diseño. El inconveniente de
este método es el aumento del consumo de energía en el bombeo de grandes caudales,
aunque en pequeña medida [Estevan, 2008].
2.1.4.2 Evaluación del impacto ambiental de instalaciones desaladoras
La Legislación existente en cuanto a la necesidad de realizar una Evaluación de Impacto
Ambiental (EIA) para un proyecto relacionado con la desalación aparece en el Real Decreto
Ley 1/2008 de 11 de enero. En el Anexo 1 de esta disposición (proyectos sometidos en
todo caso a EIA), no se recogen proyectos relacionados con la desalación marina o salobre,
aunque sí la extracción de aguas subterráneas igual o superior a 10 hm 3 /año. En el anexo 2,
que constituyen la lista de proyectos que deben someterse a EIA cuando así lo decida el
órgano ambiental del Estado -el Ministerio de Medio Ambiente (MMA)-, aparecen en el
48 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Tecnologías del agua
grupo 8 (proyectos de ingeniería hidráulica y de gestión del agua), en el apartado e), las
instalaciones de desalación o desalobración de agua con un volumen nuevo o adicional
superior a 3.000 metros cúbicos/día. La decisión, que debe ser motivada y pública, se
ajustará a los criterios establecidos en el anexo 3 de dicho RD.
En el resto del mundo, las autoridades supervisoras demandan cada vez más estudios de
impacto ambiental en concordancia con la norma ISO 14000. También estudios conjuntos
en zonas con varias plantas desaladoras cercanas.
2.2 Sistemas de depuración y reutilización de aguas residuales
Toda aglomeración humana genera residuos tanto sólidos como líquidos. La fracción
líquida de los mismos (aguas residuales), es esencialmente el agua de la que se desprende la
localidad una vez ha sido contaminada durante los diferentes usos para los cuales ha sido
empleada. Desde el punto de vista de sus orígenes, se puede definir el agua residual como la
combinación de los residuos líquidos, o aguas portadoras de residuos, procedentes tanto de
zonas residenciales como de edificios públicos, establecimientos comerciales y polígonos
industriales, a los que pueden agregarse, eventualmente, aguas subterráneas y pluviales.
Si se permite la acumulación y estancamiento de agua residual, la descomposición de la
materia orgánica que contiene puede conducir a la generación de grandes cantidades de
gases malolientes. La presencia en el agua residual de numerosos microorganismos
patógenos y causantes de enfermedades que habitan en el aparato intestinal humano o que
pueden estar presentes en ciertos residuos industriales es también común. Suele además
contener nutrientes, que pueden estimular el crecimiento de plantas acuáticas, e incluso
compuestos tóxicos. Es por todo ello que la evacuación inmediata y sin molestias del agua
residual generada, y su posterior tratamiento y eliminación, es no sólo deseable sino
también obligado en toda sociedad desarrollada.
El tratamiento de las aguas residuales urbanas se lleva a cabo en estaciones depuradoras de
aguas residuales (EDAR) que permiten la devolución del agua al medio ambiente en
condiciones compatibles con él. En España, en 1995 se puso en marcha el Plan Nacional
de Saneamiento y Depuración (PNSD) 1995-2005 (ver el RD11/1995 de 28/12/95
publicado el 30 de diciembre), con el objetivo de alcanzar en el 2005 las exigencias previstas
para las aglomeraciones urbanas mayores de 2.000 habitantes equivalentes (he), según la la
Directiva 91/271/CEE (ver B.O.E. Resolución del 28/04/95 del M.O.P.T. y M.A.
publicado el 12 de mayo). Según datos del MMA, en el 2007 se depuraron
fundamentalmente las poblaciones superiores a 5.000 he, depurándose la carga
correspondiente a 56,6 millones de h-e (77% del total), y estaban en construcción
depuradoras para tratar la carga correspondiente a otros 10,1 millones de he (14% del
total), lo que supone la existencia en la actualidad de unas 2.500 estaciones depuradoras que
tratan un caudal de unos 3.400 hm 3 /año [MMA, 2007c].
En 2007, y como continuación del PNSD, se aprueba el Plan Nacional de Calidad de las
aguas, Saneamiento y Depuración (PNCA) 2007-2015 (ver el RD1620/2007, de 7 de
diciembre [MMA, 2007b]). Su objetivo fundamental es dar satisfacción a las necesidades no
cubiertas y futuras. El nuevo Plan trata de dar respuesta tanto a los objetivos no alcanzados
por el anterior como a las nuevas necesidades planteadas por la Directiva Marco del Agua
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 49

Tecnologías del agua
(DMA) y por el Programa A.G.U.A. El plan forma parte por tanto de un conjunto de
medidas que persiguen el definitivo cumplimiento de la Directiva 91/271/CEE y alcanzar
el objetivo de buen estado ecológico que la Directiva Marco del Agua exige en el año 2015
para todas las masas de agua, ya sean continentales, costeras o de transición.
Entre las principales actuaciones del nuevo Plan, se contemplan actuaciones en
aglomeraciones urbanas mayores de 2.000 he y en otras menores de esta cifra, así como
actuaciones en aglomeraciones urbanas sitas de zonas sensibles por sus elevadas
concentraciones detectadas de nitratos.
La función de una planta de tratamiento de aguas residuales es reducir la contaminación del
agua, es decir:
• La eliminación de residuos, aceites, grasas.
• La eliminación de materia orgánica.
• La eliminación de compuestos amoniacales que contienen fósforo (particularmente en
áreas vulnerables).
• La transformación de residuos a lodos estables y su adecuada manipulación.
Según la población a servir, el grado de complejidad y tecnología empleados difieren de una
planta a otra, por eso tenemos:
• Tratamientos convencionales. Se usan en núcleos de población grandes donde un
efecto importante son las descargas producidas. Utilizan tecnologías que consumen
más electricidad y requieren mano de obra especializada.
• Tratamientos para pequeñas poblaciones (tratamientos suaves o convencionales
adaptados). Se utilizan en edificios aislados de las redes de alcantarillado. Su principal
ventaja es que tienen un bajo coste de mantenimiento y mano de obra no cualificada.
Su grado de tecnología es muy bajo, no necesitando mucho o nulo consumo de energía.
Figura 2.13. Proceso convencional de fangos activados.
50 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

2.2.1 Criterios para diseñar una EDAR
Tecnologías del agua
No todas las EDAR son iguales ni cumplen las mismas especificaciones. Habitualmente las
autoridades que tienen encomendadas competencias medioambientales definen primero los
usos que van a tener los cauces para así establecer las necesidades o situaciones críticas de
los vertidos. Debemos distinguir, por lo general, dos grandes líneas maestras para empezar
(en España):
• La Directiva 271/91/CEE de la Unión Europea que establece los plazos para construir
depuradoras y los tamaños de población que deben contar con una. Así mismo
establece mecanismos y frecuencias de muestreo y análisis de las aguas residuales.
Existe la transposición a la legislación española de esta Directiva, mediante el PNSD de
Aguas Residuales 1995-2005 y su continuación con el PNCA 2007-2015.
• La Comisaría de Aguas correspondiente a la cuenca donde se vierte emite una
autorización de vertido en la que se pueden reflejar valores límite de vertido.
Una vez claros los límites de calidad del vertido y las garantías que éste debe cumplir se
tiene en cuenta una amplia gama de variables tales como:
• Tamaño de la población servida. Industrias presentes, tipo de contaminación.
Oscilaciones de carga y caudal en el tiempo (día, semana, estaciones, etc.), habitantes
equivalentes (en el sentido de la Directiva 271/91/CEE).
• Que se va ha hacer con los residuos generados: basura y biosólidos (fangos).
• Posible reutilización del efluente (o parte de él).
• Nivel de profesionalización del personal requerido.
• Orografía del terreno.
• Coste del suelo.
• Impacto ambiental.
2.2.2 Criterios de calidad del agua depurada
Las determinaciones analíticas que siempre se usan en una depuradora para conocer el
grado de calidad de su tratamiento son, entre otras:
• Sólidos en suspensión o materias en suspensión: Corresponden a las materias sólidas de
tamaño superior a 1 µm independientemente de que su naturaleza sea orgánica o
inorgánica. Gran parte de estos sólidos son atraídos por la gravedad terrestre en
periodos cortos de tiempo por lo que son fácilmente separables del agua residual
cuando ésta se mantiene en estanques que tengan elevado tiempo de retención del agua
residual.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 51

Tecnologías del agua
• DBO 5 (Demanda biológica o bioquímica del oxígeno): Mide la cantidad de oxígeno que
necesitan los microorganismos del agua para estabilizar ese agua residual en un periodo
normalizado de 5 días. Cuanto más alto es el valor peor calidad tiene el agua.
• DQO (Demanda Química de Oxígeno): Es el oxígeno equivalente necesario para
estabilizar la contaminación que tiene el agua, pero para ello se emplean oxidantes
químicos enérgicos.
• Nitrógeno. Las formas predominantes de nitrógeno en el agua residual son las
amoniacales (amonio-amoniaco), nitrógeno orgánico, nitratos y nitritos.
• Fósforo: bien como fósforo total, bien como ortofosfato disuelto.
2.3 Sistemas de reutilización de aguas residuales
La reutilización de las aguas residuales tratadas con un tratamiento terciario adicional, que
actualmente son vertidas al medioambiente después de su tratamiento convencional en
plantas depuradoras municipales, necesita una atención especial como un nuevo recurso de
agua [Bixioa et al., 2006]. Sin embargo, la reutilización de agua no debería ser vista como
una simple recogida y reutilización de los efluentes de aguas residuales. En una definición
más amplia del concepto, debería abarcar la recuperación y reutilización de aguas salobres
superficiales y retornos de riego, combinados con la desalación de agua de mar [Wade,
2006].
Conceptualmente, es importante distinguir entre reutilización de agua directa e indirecta
[Uche et al., 2002]. En las zonas interiores, el agua residual con diversos niveles de
tratamiento (biológico) es vertida y disuelta en los cauces del río o embalses aguas abajo, y
pueden ser indirectamente reutilizados otra vez. No ocurre lo mismo en las zonas costeras,
donde las aguas residuales son evacuadas al mar por medio de emisarios o cauces del río o
acuíferos costeros, sin posibilidad de ninguna reutilización. Consecuentemente, es en estas
zonas costeras y áreas internas con escasez de agua donde la implementación de la
reutilización directa y gestión de aguas residuales tratadas, por medio de su recolección,
tratamiento y transporte de los nuevos puntos de uso sin pre-dilución en cursos naturales
de agua, donde tiene pleno sentido.
Teniendo en cuenta las técnicas de reutilización de aguas, éstas han sido desarrolladas desde
los métodos más básicos de disposición de aguas residuales sin tratamiento alguno
adicional, hasta complejas líneas de tratamiento de regeneración de aguas residuales. En
cualquier caso, la reutilización de agua representa ya un importante suministro de agua en
muchas áreas del mundo. Por ejemplo, actualmente en España representa ya el 11% del
agua residual purificada: 368 hm 3 /año son reutilizados de los 3.640 hm 3 /año vertidos desde
las plantas depuradoras [Ortega, 2006].
Los principales beneficios de la reutilización de aguas residuales se podrían resumir en que:
• Posibilita un incremento de los recursos en las zonas en que los efluentes se vierten al
mar.
52 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Tecnologías del agua
• Permite una mejor gestión de los recursos, al permitir sustituir con aguas regeneradas,
volúmenes de agua de mayor calidad.
• Reduce el aporte de contaminantes a los cursos de agua.
• Evita la necesidad de realizar costosas infraestructuras para transportar recursos
adicionales desde zonas alejadas.
• Permite, en el caso que el destino sea la agricultura, un aprovechamiento de los
nutrientes contenidos en el agua residual.
• Garantiza una mayor fiabilidad y regularidad del agua disponible, al ser un nuevo aporte
en general asegurado al provenir del uso más prioritario (abastecimiento).
Figura 2.14. Esquema depuración y reutilización.
2.3.1 Criterios de calidad del agua regenerada
La gran mayoría de las EDAR españolas no son aptas para ser reutilizadas directamente, a
pesar de tener tratamiento terciario para eliminar nutrientes, ya que se limitan a cumplir las
normas de vertidos, pero no están orientados a la reutilización. Por lo tanto es necesario
realizar tratamientos complementarios para mejorar su calidad apropiada a su nuevo uso,
por eso las instalaciones de reutilización suelen llamarse tratamientos terciarios avanzados.
Se comprende que, por ejemplo, para cualquier aplicación relacionada con el contacto o la
alimentación humana o animal el agua debe estar exenta de microorganismos patógenos y
de sustancias tóxicas, para la recarga directa de acuíferos deba tener las características de un
agua mineral, para su uso industrial en calderas debe tener muy pocas sales disueltas, para el
regadío puede contener nutrientes y cierta materia orgánica aunque no debe contener
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 53

Tecnologías del agua
metales ni oligoelementos en concentraciones tóxicas, etc. Resulta pues imprescindible
definir los niveles de calidad adecuados para cada uno de los posibles usos del agua.
Actualmente son diversos y hasta heterogéneos los criterios de calidad establecidos en los
países que tienen regulada la actividad de reutilización de agua residual. Así por ejemplo,
respecto a calidad bacteriológica, que se establece utilizando el número de coliformes
fecales como indicador de posibles bacterias patógenas, no hay un consenso sobre el
número máximo de coliformes permisible para el agua de riego. Así, la Organización
Mundial de la Salud (OMS, 1989), establece tres categorías de aprovechamiento: para la
categoría A (riego de cultivos que se puedan consumir crudos, campos de deporte y
parques públicos) el agua no debe tener más de 1.000 UFC/100 mL, para la categoría B
(resto de cultivos con tipo con regadío que expone a riesgo a los trabajadores) y para la
categoría C (riego localizado de cultivos de categoría B sin riesgo para trabajadores) no
recomienda ninguna norma para los coliformes fecales. Por otra parte en California y
Arizona, las aguas residuales depuradas para el riego de cultivos que se consuman crudos
(encuadradas en el grupo A de la OMS) no pueden tener más de 2,2 UFC/100 mL de
coliformes fecales, y en el resto de cultivos y tipos de regadío no se pueden superar los 23-
25 UFC/100 mL. En Israel, las aguas equivalentes a categoría A, deben tener menos de 12
UFC/100 mL en al menos 80% de las muestras.
En España, la legislación sobre reutilización de aguas depuradas se rige según el Real
Decreto RD1620/2007, de 7 de diciembre. En el mismo se entiende por sistemas de
reutilización aquellos en que las aguas depuradas se aplican a un nuevo uso privativo, antes
de su devolución al dominio público hidráulico, al dominio terrestre-marítimo o elementos
de desagüe, tras haber sido sometidas a un tratamiento de regeneración en caso de que la
calidad del uso así lo requiera, y se establecen 13 tipos de usos, incluidos en 5 grandes
grupos:
1- Usos urbanos.
2- Usos agrícolas.
3- Usos industriales.
4- Usos recreativos.
5- Usos ambientales
Se prohíbe la reutilización de aguas para los siguientes usos: consumo humano (salvo
catástrofes), industria alimentaria, instalaciones hospitalarias y otros usos similares, cultivo
de moluscos filtradores en acuicultura, en agua de baño, en torres de refrigeración y
condensadores evaporativos, en fuentes y láminas ornamentales en espacios públicos o
interiores de edificios públicos, y para cualquier otro uso que la autoridad sanitaria o
ambiental considere un riesgo para la salud o un perjuicio para el medio ambiente.
En el Anexo I.A del RD1620/2007 se establecen para los distintos tipos de usos unos
criterios de calidades mínimas respecto a los siguientes parámetros:
• Biológicos:
54 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

- Huevos de nematodos intestinales
- Escherichia coli
• Físico-químicos:
- S.S.
- Turbidez
Tecnologías del agua
• Otros parámetros:
- Legionella spp (en torres de refrigeración o cuando se prevea riesgo de
aerosoles)
- Fósforo total o nitrógeno total (en usos ambientales y recreativos)
- Nitrógeno total (en recarga de acuíferos)
El Decreto indica que estos criterios de calidad pueden ser endurecidos por las autoridades
competentes en las concesiones, en los casos que lo estimen conveniente. Y en el caso de
que se trate de sustancias peligrosas contenidas en el Anexo IV del RD907/2007, de 6 de
julio, deberá asegurarse el respeto de las Normas de Calidad Ambiental en el punto de
entrega de las aguas regeneradas según la legislación propia de aplicación.
2.3.2 Tratamientos terciarios
La línea de tratamiento terciario necesario para reutilizar aguas residuales urbanas es un
conjunto de tratamientos generalmente condicionados uno del otro. A continuación, se
explican brevemente, las líneas de tratamiento más utilizadas, en orden cronológico de
aparición. La información más relevante parte de [Ortega, 2006]:
1- Línea Físico-química tradicional
Consiste en una coagulación-floculación, con decantación posible, filtración de arena y
carbón activo y desinfección (UV o Cloro gas). Al ser un tratamiento de baja explotación,
seguro, fiable, bien conocido y de buena calidad del agua, está siendo el más utilizado en la
actualidad, sobretodo en las EDAR de nueva construcción cuyo efluente va a ser objeto de
reutilización, agrícola o ambiental. En el caso de aguas sin toxicidad y baja salinidad, el
tratamiento puede reducirse simplemente a un filtrado (F) con desinfección (D).
Figura 2.15. Esquema de un tratamiento físico-químico con empleo de micro arena. Fuente: Ortega (2006).
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 55

Tecnologías del agua
SST (mg/L) Turbidez (NTU) E. Coli (UFC/100) Nematodos (Nº huevos/10 L)
F/Q + UV < 10 < 5 < 100 < 1
F + D < 10 < 10 100-10.000 1-10
Tabla 2.11. Calidad del efluente regenerado. Fuente: Ortega (2006).
2- Línea Físico-Química con OI/ED
El tratamiento físico-químico anterior combina la OI -ósmosis inversa- (que elimina el 99%
de los metales pesados y el 90-99% de los contaminantes orgánicos dependiendo de su
naturaleza y peso molecular [Fariñas, 2001]), o EDR -Electrodiálisis Reversible- y elimina el
filtro de carbón activo. La desinfección final (D) con UV es necesaria en caso de la EDR,
ya que ésta no es efectiva sobre microorganismos.
SST Turbidez E. Coli Nematodos Reduc. DBO5
(mg/L) (NTU) (UFC/100 mL) (Nº huevos/10 L) Salinidad (%) (mg/L)
F/Q + MF < 1 < 0,5 3-4 Ausencia < 10
F/Q + UF < 1 < 0,3 Ausencia Ausencia < 5
F/Q + EDR + D < 5 < 2 < 10 Ausencia 70-80
Tabla 2.12. Calidad del efluente regenerado. Fuente: Ortega (2006).
Figura 2.16. Sistema de Microfiltración. Proyecto DEREA (Demostración en Reutilización de Aguas), Gran
Canaria. Fuente: Ortega (2006).
56 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Tecnologías del agua
Figura 2.17. Membranas tubulares de ultrafiltración. Planta piloto de Barranco Seco (Las Palmas de Gran
Canaria). Fuente: Ortega (2006).
3- Línea MF/UF con OI/ED/NF
El pretratamiento físico-químico de coagulación, precipitación química y filtración se
sustituye por las membranas de microfiltración (MF) inicialmente, y ahora también con las
de ultrafiltración (UF), que reduce la reposición de membranas de OI/NF y con mayor tasa
de eliminación de patógenos que ésta última. Las membranas de nanofiltración (NF)
sustituyen a las de OI en el caso de bajas salinidades, ya que rechazan sólo una pequeña
cantidad de la salinidad inicial [Redondo, 2001].
SST Turbidez E. Coli
Nematodos Reduc. Salinidad
(mg/L) (NTU) (UFC/100 mL) (Nº huevos/10 L)
(%)
UF + OI < 0,5 < 0,3 Ausencia Ausencia 80-90
Tabla 2.13. Calidad del efluente regenerado. Fuente: Ortega (2006).
Figura 2.18. Tratamiento de regeneración de Benidorm (34.500 m 3 /día), mediante Ultrafiltración con OI.
Fuente: Ortega (2006).
4- Línea de reactores biológicos de membranas (MBR)
Este tratamiento secundario elimina prácticamente el terciario dejando la cloración como
simple precaución. El buen comportamiento de las membranas las ha llevado a
introducirlas en el reactor biológico de los secundarios de las depuradoras, con el objeto de
eliminar la decantación secundaria y microtamizado de la EDAR [Cicek et al., 1998a]. Esta
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 57

Tecnologías del agua
nueva tecnología (Membrane Bio-Reactors, MBR) ofrece muchas ventajas frente a los
procesos convencionales usados hasta ahora, incluyendo, fiabilidad, compactabilidad, y
sobre todo, la excelente calidad del agua tratada.
SST Turbidez E. Coli
Nematodos Reduc. Salinidad Reduc. DBO5
(mg/L) (NTU) (UFC/100 mL) (Nº huevos/10 L)
(%)
(%)
< 2 < 1 Ausencia Ausencia 99 99
Tabla 2.14. Calidad del efluente regenerado. Fuente: Ortega (2006).
Los bioreactores de membrana pueden ser definidos como sistemas en los que se integra la
degradación biológica de los efluentes con la filtración de membrana (Cicek et al., 1998b).
Su estado de la tecnología actual ha alcanzado un importante desarrollo en los últimos
años, de forma que los MBR están siendo cada vez más aceptados para el tratamiento tanto
de aguas residuales municipales como para el tratamiento de efluentes industriales. Dada la
elevada calidad del efluente y lo extraordinariamente compactas que son las plantas, está
particularmente bien adaptada para la depuración como:
• Aplicación en áreas de elevada sensibilidad ambiental.
• Tratamiento de complejos efluentes industriales que requieren un sistema que permita
operar a edades del fango elevadas.
• Aplicaciones específicas donde el proceso convencional de fangos activados no puede
producir un efluente de calidad adecuada a costes razonables.
• Aplicación en áreas donde existen limitaciones espaciales.
• Ampliaciones de plantas convencionales.
Sin embargo, la mayor ventaja potencial de esta tecnología está en el campo de la
reutilización. Esto se debe, sin duda, a que las membranas de los reactores pueden ser de
ultrafiltración. Con esta tecnología se retienen las bacterias, algunos virus y algunos
componentes orgánicos e inorgánicos que frecuentemente son encontrados en los efluentes
de los tratamientos biológicos convencionales. Por tanto, dependiendo del uso que se le
quiera dar, el efluente de MBR puede ser adecuado para la reutilización directa o como
agua de suministro para un proceso de ósmosis inversa.
Actualmente existen en torno a 500 MBR operando en diversas partes del mundo, con
muchas otras en fase de proyecto o construcción. Los países en los que más se ha
extendido esta tecnología son Japón (que cuenta aproximadamente con el 66% de los
procesos a nivel mundial), Norte América y Europa [Khamis, 2007]. Más del 98% de los
sistemas complementan el proceso de separación de membrana con un proceso biológico
aerobio, para evitar la colmatación de su capa activa.
2.3.3 Situación actual de la reutilización en España
En 2006, el número de instalaciones de reutilización existentes en España era de 322, que
disponían de un caudal de 506,8 hm 3 /año, de los cuales 274 (el 54%) ya disponen de
concesión y el resto en trámite de obtener la concesión, tras la reciente aprobación del
58 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Tecnologías del agua
RD1620/2007. Las estaciones depuradoras con algún tipo de reutilización tratan unos
1.757 hm 3 /año de agua residual y la suma de sus capacidades de diseño ascienden a 2.546
hm 3 /año. El mayor número de sistemas se ubican en el arco Mediterráneo y en los
archipiélagos de Canarias y Baleares. El volumen total reutilizado en estos sistemas está en
torno a los 368 hm 3 /año, destacando el importante desarrollo de la reutilización en la
Comunidad Valenciana (148 hm 3 /año) y Murcia (84 hm 3 /año), que entre los dos suponen
el 64% del volumen total a nivel nacional. Un dato preocupante es que sólo el 60% del
caudal reutilizado (223,7 hm 3 /año) es tratado por una planta regeneradora, el 40% restante
(144 hm 3 /año) se reutiliza con calidad de efluente secundario [Ortega, 2006].
Respecto a los usos del agua regenerada, el uso agrícola reutiliza unos 273,7 hm 3 /año
(74,3% del total), el uso medioambiental unos 37,66 hm 3 /año (10,2%), los usos recreativos
con unos 33 hm 3 /año (8,9%), el uso urbano unos 23 hm 3 /año (6,2%) y el uso industrial 1
hm 3 /año (0,9%) [Ortega, 2006].
Por su parte, el CEDEX ha inventariado 216 estaciones regeneradoras de agua depurada,
de las cuales 148 están construidas (68%), 32 están en construcción (15%) y 35 en proyecto
(16%). La capacidad de regeneración existente en 2006 era de 368 hm 3 /año (10,8% de
caudal total depurado). Con estos datos parece deducirse que hay un crecimiento sostenible
en España en el número de sistemas de reutilización y en la capacidad de regeneración de
efluentes depurados. Si en el año 2012 estas instalaciones funcionaran a este ritmo de
crecimiento, se ampliará la capacidad de regeneración hasta los 1.010 hm 3 /año. Fuentes del
MMA estiman en 1.200-1.300 hm 3 /año las aguas depuradas potencialmente reutilizables
[Ortega, 2006].
De las 149 estaciones regeneradoras en funcionamiento, el 12% que son 18 estaciones,
disponen solamente de un tratamiento de desinfección, el resto, 131, disponen al menos de
un tratamiento de filtración previo a la desinfección. Las distintas líneas de tratamiento
utilizadas en las plantas regeneradoras, aparecen en la siguiente tabla, distinguiéndose los
casos donde no se reducen sales y en los que debido a la alta salinidad del efluente
depurado se necesita desalar. Respecto a los primeros, el tratamiento con más número de
instalaciones es la filtración F, con una desinfección posterior (39% del total), los
tratamientos extensivos o naturales (SN, 12%) y por último los sistemas de membranas M
(MF, UF y MBR) (11%).
Los tratamientos que desalan representan el 11% del total y están concentrados en las islas
Canarias y en la Comunidad Valenciana. Las líneas más extendidas son la filtración más
EDR y desinfección, o la filtración por membranas (MF, UF, MBR) más OI.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 59

Tecnologías del agua
Líneas de tratamiento Nº de tratamientos %
SIN DESALACIÓN 116 88,5
F 58 44,3
F/Q+F 28 21,4
F+M 8 6,1
F/Q+M 1 0,8
MBR 3 1,5
MBR+OI 1 0,8
SN 18 13,7
CON DESALACIÓN 15 11,5
F+EDR 4 3,1
F/Q+F+EDR 2 1,5
M+OI 2 1,5
F+M+OI 4 3,1
F/Q+OI 1 0,8
F/Q+F+M+OI 1 0,8
F/Q+F+OI 1 0,8
TOTAL 131 100%
Tabla 2.15. Líneas de tratamiento de regeneración, sin desinfección. Fuente: Ortega (2006).
2.4 Obras hidráulicas: el proyecto del Trasvase del Río Ebro
Los embalses son una obra hidráulica destinada a almacenar y regular los recursos hídricos
de una zona para su posterior distribución (abastecimiento agrícola, industrial, o humano)
y, según las condiciones pluviométricas y morfológicas del cauce (elevadas pendientes),
generar electricidad. Hay diversas clasificaciones, así atendiendo a los materiales que las
forman tenemos: de gravedad, de arco, de arco-gravedad y de escollera o materiales sueltos.
La fase de construcción, que depende de la orografía de la zona y de la capacidad de
almacenamiento de cada embalse, tiene asociados, entre otros, unos impactos geológicos,
hidrológicos y movimientos de tierras negativos importantes, y también impactos asociados
a los materiales, transporte, maquinaria, etc.
Sin embargo, si el embalse dispone también de una central hidroeléctrica, durante su
periodo de explotación tenemos unas emisiones atmosféricas evitadas por el salto
hidráulico disponible, ya que se está evitando que esa energía hidroeléctrica provenga de
fuentes generalmente no renovables. Es por ello que la evaluación de impactos de todo su
ciclo de vida seguramente sería positiva. Además, no existen dos embalses iguales, cada
embalse es único, y por lo tanto es difícil elegir un embalse tipo y tomarlo como
representativo.
Un trasvase es una infraestructura cuya función única es distribuir agua de lugares
apartados al punto de consumo, y no produce energía hidroeléctrica de forma global
(aunque puede hacerlo parcialmente), consumiendo energía para vencer las pérdidas por
rozamiento de las canalizaciones, así como los obstáculos orográficos que debe superar. Al
ser una forma de suministro de agua, es el considerado representativo de una obra
hidráulica alternativa a las nuevas tecnologías de tratamiento de aguas, y por ello se describe
a continuación para posteriormente realizar su ACV.
El proyecto del trasvase del Ebro fue la obra hidráulica más importante del Plan
Hidrológico Nacional (PHN), aprobado por Ley el 5 de Julio de 2001 (Ley 10/2001, del
PHN), y que junto con otras actuaciones incluidas en su anexo III, conformaba un
60 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Tecnologías del agua
presupuesto de 18.000 millones de Euros (de los cuales, tan sólo 4.200 millones eran
destinados al Trasvase del Ebro). Dicha Ley fue parcialmente derogada en el Real Decreto
2/2004, tan solo en lo concerniente a la paralización del Trasvase del Ebro. El soporte
técnico de dicho trasvase puede encontrarse en los cinco volúmenes del Anteproyecto de
Ley del Plan Hidrológico Nacional, editados en Septiembre de 2000 por el Ministerio de
Medio Ambiente (MIMAM), que a su vez está cimentado en la extensa documentación
generada para la elaboración del Libro Blanco del Agua en España [LBA, MMA, 2000a,
2000b, 2000c], una vez aprobados fueron aprobados a finales de los 90 todos los Planes
Hidrológicos de Cuenca (PHC) en nuestro país.
El trasvase se argumentaba en dicho anteproyecto del PHN como la única y más
económica forma de corregir los desequilibrios hídricos en cuencas consideradas ‘deficitarias’
(estructural o coyunturalmente) utilizando para ello los recursos de la Cuenca del Ebro, una
cuenca hidrográfica considerada ‘excedentaria’. El trasvase proyectado podría detraer agua
del Ebro en las siguientes cuantías máximas anuales, extraíbles tan sólo durante los 8 meses
del período Octubre-Mayo, en los cuales el río previsiblemente cuenta con volúmenes muy
superiores al caudal ambiental establecido para el Delta del Ebro (100 m 3 /s invariables a lo
largo del año) en el PHC del Ebro de 1996:
• 190 hm 3 para las Cuencas Internas de Cataluña (CIC, área de Barcelona).
• 315 hm 3 para el ámbito de planificación del Júcar (Comunidad Valenciana).
• 450 hm 3 para el ámbito de planificación del Segura (Comunidad Autónoma de Murcia y
provincia de Alicante).
• 90 hm 3 para el ámbito de planificación del Sur (provincia de Almería).
En total suponían una detracción de 1.050 hm 3 /año, que se estiman en 1.000 hm 3 /año en
destino debido a las pérdidas y evaporación en la conducción. De ellos, 560 hm 3 /año serían
para consumo agrícola, destinados para eliminar la sobreexplotación de acuíferos y
garantizar las dotaciones de regadío infradotadas en el Levante, y 440 hm 3 /año para
consumo urbano. Dicho trasvase contaba con dos ramales, el ramal ‘norte’ hacia las
Cuencas Internas de Cataluña (CIC) para el abastecimiento urbano de la metrópoli
barcelonesa y una única detracción final en la potabilizadora de Abrera, y el ramal ‘sur’
hacia el Levante de 860 hm 3 /año, con las siguientes detracciones (ver figura 2.19):
• 84 hm 3 /año en la provincia de Castellón (21 para Castellón Norte, 42 para el entorno de
Castellón y 21 para Castellón Sur).
• 63 hm 3 /año en Tous, en el interfluvio del río Júcar (provincia de Valencia).
• 168 hm 3 /año en el entorno de Villena (provincia de Alicante).
• 42 hm 3 /año elevados hacia el Antiplano de Jumilla-Yecla (noreste de la provincia de
Murcia).
• 341 hm 3 /año destinados para el ámbito del Segura.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 61

Tecnologías del agua
• 84 hm 3 /año conducidos por el canal margen derecha del postrasvase Tajo-Segura hasta
el entorno del embalse de Cuevas de Almanzora (provincias de Murcia y Almería).
• 79 hm 3 /año para el tramo final hasta Aguadulce (poniente almeriense).
Figura 2.19. Trazado sur del trasvase del Ebro (Trasagua, 2003).
La longitud aproximada del proyecto constructivo que se aprobó [Trasagua, 2003] y
posteriormente se derogó, y que sufrió numerosas modificaciones desde el primer trazado
inicial previsto en el Anteproyecto de Ley, que debía sortear numerosas afecciones
ambientales en ZEPA’s (Zonas de Especial Protección para las Aves) y LIC’s (Lugares de
Interés Comunitario), era de unos 180 km en el ramal norte y 745 km en el ramal sur, la
mayoría de ellos en canal abierto a excepción de los tramos finales en las provincias de
Barcelona y Almería, de menor caudal circulante, que se proyectaron como tuberías
62 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Tecnologías del agua
enterradas a presión. La difícil orografía del trazado sur (ver figura 2.20 para su perfil
orográfico), implicaba la construcción de numerosos túneles, acueductos, sifones y
estaciones de bombeo, con su consiguiente coste económico y ambiental inducido.
Figura 2.20. Perfil orográfico de los trazados proyectados del Trasvase del Ebro. Fuente: Uche et al., 2002, a
partir de Trasagua (2003).
Para la realización del ACV del proyecto del trasvase del Ebro, se ha partido de la
documentación detallada contenida en los volúmenes de los proyectos constructivos de los
diversos tramos del Trasvase del Ebro [Trasagua, 2003], donde se exponen las
infraestructuras hidráulicas que se proyectaron realizar en dicho trasvase, según su volumen
circulante y las características orográficas del terreno circundante.
Se consideran como principales componentes a efectos de su ACV en la fase de
construcción o montaje, los siguientes:
• Acueductos
• Canales en tierra
• Canales en roca
• Sifones
• Tuberías para la impulsión del agua
• Túneles
• Bombas
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 63

Tecnologías del agua
2.4.1 La alternativa actual al Trasvase del Ebro: el plan A.G.U.A.
El PHN aprobado en 2001 (Ley 10/2001), optaba claramente por una estrategia de oferta
de agua mediante la transferencia de recursos entre cuencas, asignando un papel
exclusivamente complementario a otras alternativas de adaptación de la oferta, y un papel
mucho menor a medidas de gestión de la demanda. La contestación social de las cuencas
cedentes y de una amplia mayoría del ámbito científico, así como las reticencias europeas a
su financiación por incumplir el espíritu de la gestión única de cuenca propuesta en la
Directiva Marco de Aguas, impidió finalmente la ejecución de su obra estrella (el Trasvase
del Ebro), que en el año 2004 fue derogado a través del RD2/2004, de 18 de junio. En él se
sustituye dicho trasvase en un nuevo anexo III, que incluye una lista de nuevas actuaciones
de interés general en las cuencas mediterráneas, y un anexo IV de actuaciones prioritarias y
urgentes en esas mismas cuencas, cuya realización, asimismo prioritaria y urgente, se
encomienda a las administraciones públicas competentes. Esta modificación parcial del
PHN, se enmarca dentro del programa A.G.U.A.
El Programa A.G.U.A. (Actuaciones para la Gestión y la Utilización del Agua), aprobado
en junio de 2005, es una nueva política del agua conforme a los criterios y normas de la
Unión Europea, con el propósito de garantizar más equidad, más eficiencia y más
sostenibilidad en la utilización de este recurso, y una mayor eficiencia, racionalidad y ahorro
en los recursos públicos dedicados a las infraestructuras y gestión del mismo.
El programa indica que se acometerán las actuaciones de mejora de la gestión y del
suministro de agua de calidad, acordes con las necesidades existentes y, en particular, las
dirigidas a:
• Optimización de las infraestructuras de almacenamiento y distribución
existentes (tanto de regadío como de abastecimiento urbano).
• Depuración y reutilización.
• Desalación.
Las actuaciones previstas dentro del Programa A.G.U.A. en el Arco Mediterráneo, suponen
unas aportaciones totales de nuevos recursos que superarán los 1.100 hm 3 /año, con una
inversión total estimada de unos 3.900 millones de euros. Las actuaciones urgentes, se
desglosan a través de las distintas cuencas hidrográficas del litoral mediterráneo en:
Nº de actuaciones Aportación hm 3/año
Cuenca Hidrográfica (CH) del Sur 17 312
CH del Ebro y CI de Cataluña 24 336
CH del Segura 40 270
CH del Júcar 24 145
TOTAL 105 1.063
Tabla 2.16. Resumen de las actuaciones urgentes del Programa AGUA según la CH. Fuente: MMA (2005).
Desde el punto de vista de las actuaciones previstas, éstas se centran en:
• Ahorro y modernización de abastecimientos y regadíos, con nuevas disponibilidades de
recursos estimadas en 231 hm 3 /año, derivadas de medidas de:
64 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Tecnologías del agua
- Optimización de las infraestructuras de regulación, almacenamiento y
distribución existentes.
- Disminución de las pérdidas: en conducciones, por evaporación o por
inadecuada gestión o regulación de la oferta hídrica.
• Potenciación de la reutilización de las aguas depuradas, con la exigencia, en particular en
todos los municipios litorales o con vertidos directos al mar, de la incorporación de
tratamientos terciarios y de la potenciación de redes separativas que viabilicen una
reutilización de los recursos. Se espera obtener 137 hm 3 /año adicionales.
• Nuevas captaciones y regulaciones con aportación de nuevos recursos: 74 hm 3 /año.
• Potenciación de la desalación de agua de mar o subterránea para regadío de cultivos de
alto valor añadido que puedan cubrir sus costes de producción. Se puede llegar a
disponer de 621 hm 3 /año adicionales.
• Considerar que las actuaciones a llevar a cabo en las Cuencas Internas de Cataluña sean
desarrolladas por la Generalitat Catalana.
La siguiente tabla muestra un desglose de dichas actuaciones:
Línea de actuación Aportación hm 3/año
Captación de aguas subterráneas 25
Desalación 621
Mejora ambiental 0
Mejora de abastecimientos a población 40
Modernización de regadíos 191
Prevención de avenidas 0
Regulación de aguas superficiales 24
Restauración ambiental 25
Reutilización 137
TOTAL 1.063
Tabla 2.17. Resumen de las actuaciones urgentes del Programa AGUA. Fuente: MMA (2005).
La figura 2.21 muestra la localización geográfica en el litoral Mediterráneo de las
actuaciones a llevar a cabo por el Plan AGUA.
Un somero análisis de los cuatro años de vigencia del Plan A.G.U.A. indica que no se está
ejecutando con el ritmo de planificación temporal inicialmente prevista. Su principal
alternativa al suministro de nuevas fuentes, con la construcción de más de 20 grandes
desaladoras (recordar apartado 2.1.3.1), se está retrasando por falta de demanda
comprometida con los usuarios (esencialmente en forma de convenios con Comunidades
de Regantes) y la inclusión de evaluación de impacto ambiental de todas ellas como
imperativo de la Administración, que retrasa 2 años de media su construcción.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 65

Tecnologías del agua
2.5 Resumen
Figura 2.21. Localización de las actuaciones del Plan AGUA (2005).
En este capítulo se han descrito los tratamientos de agua analizados en esta tesis a partir del
ACV de sus instalaciones completas. Para cada uno de ellos se ha descrito su funcionalidad,
forma de operación, extensión a nivel estatal y mundial, líneas de tratamiento más
comunes, ventajas e inconvenientes entre ellas, y en el caso de la desalación, se han
indicado también los impactos ambientales locales que no puede evaluar el ACV previsto
en capítulos sucesivos.
Con ello se ha pretendido dar una justificación técnica de que son en la actualidad los
tratamientos de aguas más representativos de este sector, máxime cuando su evaluación
ambiental global, que es la que propone el ACV, es apenas conocida.
66 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

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Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 69

3 ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA
En este capítulo se define el concepto de ACV y se describen las cuatro fases en que se
divide (Definición de objetivos y alcance, Análisis de Inventario, Evaluación de impacto e
Interpretación). La fase de evaluación de impacto se puede llevar a cabo con un programa
informático, que permite al usuario ahorrar tiempo y lograr cálculos y conclusiones fiables;
en nuestro caso hemos utilizado el SimaPro 7.1.8, que dispone de varias bases de datos
(como la Ecoinvent, BUWAL 250 y ETH-ESU 96) e incorporan numerosos productos y
procesos, permitiendo que la fase de inventario se pueda convertir en una tarea menos
laboriosa, y también dispone de diferentes metodologías para evaluar los resultados (CML
baseline 2000, Eco-Indicador 99, Eco-puntos 97…).
Debido a la falta de consenso internacional en cual es el mejor método de evaluación para
realizar el ACV, ya que cada uno se ha elaborado con diferente visión o perspectiva, se han
elegido varios de ellos (Eco-Indicador 99, Eco-puntos 97, CML baseline e IMPACT), para
así comparar los resultados obtenidos.
Al final se comentan los puntos fuertes y débiles, carencias y beneficios de la metodología
del ACV aplicada a este estudio, las tecnologías del agua.
3.1 Definición y fases del Análisis de Ciclo de Vida
La primera definición consensuada del ACV (conocido internacionalmente como LCA de
Life Cycle Assessment) y más utilizada hasta el momento se debe a la Sociedad de Química
y Toxicología Ambiental (SETAC, de Society Environmental, Toxicology And Chemistry),
que considera al ACV como [Consoli et al., 1993]:
‘Un proceso objetivo para evaluar las cargas ambientales asociadas a un producto, proceso
o actividad identificando y cuantificando el uso de materia y energía y los vertidos al
entorno; con el objeto de determinar el impacto que ese uso de recursos y esos vertidos
producen en el medio ambiente, y también evaluar y llevar a la práctica estrategias de
mejora ambiental. El estudio incluye el ciclo completo del producto, proceso o actividad,
teniendo en cuenta las etapas de: extracción y procesado de materias primas; producción,
transporte y distribución; uso, reutilización y mantenimiento, y reciclado y disposición del
residuo’ (ver figura 3.1).
La ISO (International Organization for Standarization) también ha proporcionado
relevantes aportaciones para el proceso de definición y ACV. Según la ISO estándar 14040,
el ACV es (Norma ISO 14040:2006):
‘Una técnica para determinar los aspectos ambientales e impactos potenciales asociados
con un producto:
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 71

Análisis de Ciclo de Vida
• compilando un inventario de las entradas y salidas relevantes del sistema,
• evaluando los impactos ambientales potenciales asociados a esas entradas y
salidas,
• interpretando los resultados de las fases de inventario e impacto en relación
con los objetivos del estudio’ (ver figura 3.2).
Figura 3.1. Fases de un ACV, según SETAC.
La definición que da la norma española UNE 150-040:1996 es:
‘El ACV es una recopilación y evaluación, conforme a un conjunto sistemático de
procedimientos, de las entradas y salidas de materia y energía, y de los impactos
ambientales potenciales directamente atribuibles a la función del sistema del producto a lo
largo de su ciclo de vida’.
La metodología considera una serie de fases de trabajo interrelacionadas, que siguen una
secuencia más o menos definida, aunque en ocasiones es posible realizar un estudio no tan
ambicioso obviando alguna fase. A partir de los resultados de una fase pueden
reconsiderarse las hipótesis de la fase anterior y reconducirla hacia el camino que nos
ofrece el nuevo conocimiento adquirido. El ACV es, por tanto, un proceso que se
retroalimenta y se enriquece a medida que se realiza, es un proceso iterativo.
72 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

3.1.1 La estructura metodológica
Figura 3.2. Fases de un ACV, según las normas ISO 2006.
Análisis de Ciclo de Vida
Como ya se ha mencionado anteriormente, el ACV se compone de cuatro fases [ISO
14.040:2006]. En la figura 3.2 se observa cómo dichas fases son de naturaleza iterativa, así
como las aplicaciones directas que tiene la herramienta según la organización ISO.
3.1.1.1 Definición de objetivos y alcance
La primera fase del ACV es la definición de objetivos y alcance del estudio, que debe
incluir tanto la definición exacta del tema a tratar como el alcance y profundidad del
estudio, para determinar con qué propósito se utilizarán los resultados obtenidos, si éstos
serán de uso interno (para una compañía) o externo (para informar al público general o a
una institución), y las conclusiones extraídas. Si en el transcurso de la realización del ACV
se obtiene información relevante, el objetivo puede reconsiderarse. Esta primera etapa
sirve para organizar la totalidad del estudio y como referencia para la expresión de los
resultados, cuyas conclusiones deberían tener en cuanta cualquier modificación habida con
respecto del objetivo inicialmente marcado.
En la definición del alcance de un ACV deben ser considerados y descritos claramente los
siguientes puntos.
i) Función y unidad funcional. La función o funciones del sistema describen las
características de operación del mismo. La definición de una unidad funcional o
característica de rendimiento es la base funcional para un ACV, ya que la unidad funcional
define la escala para comparar dos o más productos incluido la mejora del producto o
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 73

Análisis de Ciclo de Vida
sistema. Todos los datos recogidos en el Análisis de Inventario (ICV Inventario de Ciclo
de Vida o LCI, Life Cycle Inventory) estarán relacionados con la unidad funcional.
Uno de los principales propósitos de definir una unidad funcional es proveer una
referencia para la cual los datos de entrada y salida puedan ser normalizados.
ii) Límites del sistema. Los límites del sistema definen los procesos y
operaciones del sistema (manufactura, transporte y tratamiento de residuos), así como las
entradas y salidas que deben tomarse en cuenta en el ACV. La entrada puede ser el
promedio de las entradas, así como la entrada a un solo proceso, lo mismo que para las
salidas.
iii) Calidad de los datos. La calidad de los datos usada en el ICV se refleja en la
calidad de los resultados del ACV. Cuando un ACV se realiza por primera vez, es
aconsejable no despreciar ningún dato por su calidad.
La calidad inicial de los datos requerida debe quedar establecida cuando se definen los
siguientes parámetros:
• La antigüedad de los datos y su rango de validez temporal.
• Validez geográfica (local, regional, nacional, continental, global).
• Campo de aplicación tecnológica.
iv) Revisión crítica del proceso. El proceso de revisión crítica permite asegurar la
calidad del ACV mediante una revisión tanto de los objetivos y alcance como de los límites
del estudio. Esta revisión puede ser interna, externa o involucrar partes interesadas que
fueron definidas en el objetivo y alcance del trabajo.
3.1.1.2 Análisis de Inventario
El análisis de inventario (ICV) es la segunda fase del ACV y corresponde al inventario de
cargas ambientales. De hecho, se trata tan sólo de resolver balances de materia y energía,
tras definir correctamente el sistema en estudio y presentarlo mediante un diagrama de
flujo donde aparecen todas las etapas del proceso. Está compuesta por las siguientes
etapas:
i) Recopilación de datos. El análisis de inventario incluye la recopilación y
tratamiento de datos para ser usados en el cálculo del consumo de materiales y en la
realización del perfil ambiental para todas las fases del ACV. Es, la mayoría de las veces, la
parte más intensiva del trabajo en el ACV, especialmente cuando se requieren datos de un
sitio específico para todos los procesos involucrados. En muchas ocasiones se usan datos
promedio que pueden provenir de sitios específicos, como compañías, áreas o países
específicos, o de fuentes más generales como son organizaciones de estadísticas,
organizaciones Europeas (como la BUWAL) registros públicos, de la literatura, etc.
Los datos promedio pueden ser usados para realizar un ACV simplificado y conseguir una
primera impresión del impacto potencial causado por la producción de un material
74 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Análisis de Ciclo de Vida
específico, aunque la mayoría de las veces son antiguos y además no representan los
últimos desarrollos tecnológicos.
ii) Ajuste de los límites del sistema. Los límites del sistema están definidos
como parte del alcance del estudio, sin embargo después de la recopilación inicial de los
datos, estos pueden ser redefinidos como resultado de la exclusión de etapas de vida o
subsistemas, o de la inclusión de nuevos procesos unitarios. Los resultados de esta
redefinición deben ser documentados. Este análisis limita el manejo de datos y las entradas
y salidas que son realmente significativas para los objetivos del estudio.
iii) Procedimiento de cálculo. No existen procedimientos formales para llevar a
cabo los cálculos en el ACV, excepto la descripción de los procedimientos de asignación.
Debido a la cantidad de datos, para este propósito específico es recomendable desarrollar
al menos una hoja de cálculo.
Existe un buen número de software (por ejemplo Boustead Model y SimaPro, como
veremos más adelante) disponibles en el mercado y desarrollados específicamente para
realizar el ACV, la elección del programa adecuado depende de la cantidad de datos que
deben manejarse. En nuestro caso el programa empleado es SimaPro, que se describe en el
apartado 3.2 y el anexo 3.
iv) Validación de los datos. La validación de los datos debe llevarse a cabo
durante los procesos de recopilación para mejorar la calidad promedio de los mismos. La
validación sistemática de los datos puede mostrar los puntos donde debe mejorarse la
calidad. Este proceso puede involucrar la realización de balances de masa y energía y/o
realizar un análisis comparativo de factores de emisión.
v) Reglas de asignación. Cuando se lleva a cabo el ACV en sistemas complejos,
puede suceder que no sea posible manejar todos los impactos y las salidas dentro de los
límites del sistema. Este problema puede resolverse de dos formas: expandiendo los límites
del sistema para incluir todas las entradas y salidas, o utilizando criterios de asignación para
algunos de los impactos ambientales del sistema.
Cuando se expanden los límites del sistema existe el riesgo de hacer demasiado complejo el
ACV. La recogida de datos, la evaluación de impacto y la interpretación pueden tomar
mucho tiempo y resultar demasiado costoso. La asignación puede resultar una mejor
alternativa, si se encuentra un método adecuado para realizarla.
El detalle y complejidad de los procedimientos de asignación a usar depende del nivel de
sofisticación del ACV que se lleve a cabo.
3.1.1.3 Evaluación de impacto
La siguiente fase es la Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida (EICV). Las técnicas de
evaluación de impacto ayudan a convertir el resultado del inventario -una tabla de doble
entrada de centenares de datos referentes a diferentes cantidades de cargas ambientales en
todas las etapas del proceso- en una lista de pocos datos interpretados según su capacidad
de afectar al medio ambiente. La evaluación se realiza en toda una serie de categorías de
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 75

Análisis de Ciclo de Vida
impacto, como puede ser la reducción de la capa de ozono, la acidificación, la nitrificación
de las aguas, la toxicidad o el agotamiento de recursos.
El proceso se lleva a cabo en varios pasos llamados: clasificación, caracterización,
normalización y valoración/ponderación. Cada uno de estos elementos va manipulando
los datos provenientes del inventario, reduciéndose sucesivamente en cantidad o en
complicación y facilitando su interpretación. No obstante, este proceso tiene un precio:
frente a la objetividad de los datos de inventario (dentro de los márgenes de error que
tengan), cada nuevo elemento incorpora una cierta subjetividad, de modo que al llegar al
final del proceso podríamos encontrarnos con un solo número o índice ambiental para
describir el sistema (etapa de valoración), sencillo de interpretar pero muy subjetivo.
Esta tercera fase del ACV se compone de los siguientes aspectos.
i) Definición de las categorías. Las categorías de impacto son seleccionadas para
describir los impactos que produce el sistema. Según la ISO 14.044:2006 una categoría de
impacto es una clase representativa de variables medioambientales a la que pueden
asignarse los resultados del Inventario de Ciclo de Vida (ICV).
En la siguiente tabla se observan las diferentes categorías de impacto que utilizan cuatro
métodos de evaluación de impactos disponibles en el programa SimaPro [PRé Consultants,
2008b]. Se señalan en cursiva las que son aceptadas por la ISO al estar consensuadas
internacionalmente.
CML baseline 2001 Ecopuntos 97 Eco-Indicador 99 IMPACT 2002+
Agotamiento recursos abióticos NOx Cancerígenos Cancerígenos
Acidificación SOx Orgánicos respirados No cancerígenos
Eutrofización NMVOC Inorgánicos respirados Inorgánicos respirados
Calentamiento global NH3 Cambio Climático Radiación ionizante
Disminución capa ozono Partículas PM10 Radiación Disminución capa ozono
Toxicidad humana CO2 Capa de ozono Orgánicos respirados
Ecotoxicidad acuática del agua Capa de ozono Ecotoxicidad Ecotoxicidad acuática
dulce
Ecotoxicidad acuática marina Pb (aire y agua) Acidificación/Eutrofización Ecotoxicidad terrestre
Ecotoxicidad terrestre Cd (aire y agua) Uso de la tierra Acidificación/nitrif. terrestre
Formación fotoquímica Zn (aire y agua) Minerales Ocupación de la tierra
Hg (aire y agua) Combustibles fósiles Acidificación acuática
COD, P, N (agua) Eutrofización acuática
Cr, Cu, Ni (agua) Calentamiento global
AOX Energía no-renovable
Nitratos (tierra) Extracción mineral
Metales (tierra)
Pesticidas
Residuos
Residuos especiales
LMRAD, HRAD
Energía
NMVOC: Compuestos orgánicos volátiles excepto el metano; COD: Oxígeno disuelto; AOX: Halógenos
Orgánicos Adsorbibles; LMRAD: baja y media radiación; HRAD: alta radiación.
Tabla 3.1. Categorías de impacto aceptadas por ISO y disponibles en cuatro métodos de Evaluación de
impactos de SimaPro. Fuente: PRé Consultants (2008b).
ii) Clasificación. La clasificación es un paso cualitativo en un análisis científico de
los procesos que tienen relevancia ambiental. La clasificación tiene que asignar el
76 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Análisis de Ciclo de Vida
inventario de entradas y salidas a las categorías de impacto, si algunas salidas contribuyen a
dos categorías de impacto diferentes, deben mencionarse dos veces. El resultado de la
doble contabilidad es aceptable si los efectos son independientes para cada uno, por
ejemplo la disminución del ozono estratosférico y efectos tóxicos sobre la salud humana
del método CML baseline consideran ambas al metano.
Deben definirse las categorías de impacto más relevantes que cubran en lo posible los
impactos producidos de acuerdo con los datos de inventario. Las categorías de impacto
deben ser ubicadas en una escala dividiéndolas en tres grandes grupos: impactos globales,
regionales y locales.
iii) Caracterización. El objetivo de la caracterización es aplicar modelos a las
categorías de impacto para obtener indicadores ambientales. Los indicadores ambientales
según ISO 14.044:2006 son la representación cuantificable de una categoría de impacto.
Una de las maneras de caracterizar los datos de inventario, es decir, de convertir los
resultados asignados del ICV a la unidad común del indicador de categoría, es multiplicar
cada una de las sustancias que contribuyen o forman parte de una categoría de impacto por
su factor de caracterización, que expresa la contribución relativa de la sustancia a dicha
categoría de impacto. Por ejemplo, el factor de caracterización para el CO 2 en la categoría
de impacto Cambio Climático puede ser igual a 1, mientras que el factor de caracterización
del metano puede ser 21. Esto significa que la emisión de 1 kg de metano causa la misma
cantidad de cambio climático que 21 kg de CO 2. Estos factores deben ser científicamente
justificables y aceptados internacionalmente. Los resultados de los indicadores de una
categoría de impacto serán la suma de las contribuciones de todas las sustancias que
forman parte de dicha categoría, obteniendo así un perfil ambiental del sistema, compuesto
por el conjunto de los indicadores ambientales de todas las categorías de impacto
consideradas.
iv) Normalización. Engloba una serie de técnicas para evaluar la significación del
perfil ambiental obtenido en la caracterización o el grado de la contribución relativa de las
categorías de impacto sobre el problema ambiental global. Según la SETAC, los datos de la
caracterización se normalizan dividiéndolos por la magnitud real o predicha de la categoría
de impacto correspondiente (también llamado valor de referencia o normal). En muchos
casos se toma como referencia la media de la carga ambiental anual en un país o
continente, dividido por el número de habitantes. Sin embargo la referencia puede ser
elegida libremente.
Los propósitos de la normalización son:
• Dejar fuera de consideración las categorías de impacto que contribuyen sólo en
pequeñas cantidades comparadas con otras categorías de impacto, reduciendo así el
número de puntos que necesitan ser evaluados.
• Muestra el orden de magnitud de los problemas ambientales generados por el ciclo de
vida de los productos, comparados con las cargas totales ambientales.
Después de la normalización los indicadores de las categorías de impacto tienen la misma
unidad, generalmente 1/año, lo cual hace fácil su comparación.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 77

Análisis de Ciclo de Vida
v) Ponderación. Con la caracterización se logra un análisis cuantitativo de las
diferentes categorías de impacto, pero la comparación entre éstas no se hace
inmediatamente posible. Para ello es necesario una ponderación o valoración, donde se
evalúa cualitativa o cuantitativamente la importancia relativa de las distintas categorías de
impacto. Si dicha valoración es cuantitativa, supone un proceso similar al de la
caracterización, donde los factores de ponderación son obtenidos con criterios
socioeconómicos y no científicos, y la suma de todos ellos debe ser la unidad.
El cálculo de la ponderación, donde los resultados de la categoría de impacto o daño son
multiplicados por los factores de ponderación o peso, lleva a la obtención de un perfil
ambiental ponderado que, si se suman todas las categorías, conducirá a un único índice
ambiental global o puntuación total para el sistema, haciendo más fácil la toma de
decisiones. Sin embargo, se pierde mucha información y se simplifica la realidad.
Los factores de valoración pueden variar de una región geopolítica a otra, dependiendo de
la importancia relativa o alcance que se dé a las diferentes categorías de impacto: globales,
regionales y locales.
La ponderación puede ser aplicada tanto en resultados normalizados o no, como sucede en
los métodos EPS 2000, Demanda Acumulada de Energía, Demanda Acumulada de
Exergía y Huella Ecológica, que no tienen normalización y sí se aplica la ponderación.
Se han desarrollado diferentes métodos de ponderación por algunas instituciones que están
basados en diferentes principios [Pré Consultants, 2008b]:
a) Objetivos autorizados o estándares. El nivel actual de una emisión o categoría de
impacto se compara con el nivel objetivo o estándar. El ratio entre ambos es el factor de
peso. Los objetivos estándares pueden ser formulados por las autoridades nacionales o
locales, así como las propias empresas.
Una desventaja es que dichos estándares, por ejemplo los niveles de emisiones, pueden
estar basados más en decisiones políticas que en hechos científicos. Las investigaciones
han mostrado que la determinación política de los objetivos obedece la mayoría de las
veces a cuestiones de moda en el mundo y los argumentos para actualizar los valores
objetivos rara vez son transparentes.
Además, los métodos basados en la distancia de un objetivo aceptan que todos los
objetivos tienen igual nivel de importancia. Muchas metodologías están basadas en la
distancia a un objetivo, por ejemplo la Suiza de Ecopuntos 97 y los indicadores EPS 2000.
b) Paneles de ponderación. Formado por un panel de expertos, ya sea gente común,
grupos sociales, científicos expertos, gobiernos u organismos internacionales. Un problema
es que los paneles suelen dar pesos que no hacen una fuerte discriminación entre
categorías de impacto más y menos importantes. El método Eco-Indicador 99 utiliza
paneles de expertos para la normalización.
La mayoría de experiencias han demostrado que los resultados no son suficientemente
válidos debido a las percepciones individuales de los riesgos. Otra desventaja es que el uso
de un panel de expertos no resulta práctico para el uso continuo del ACV.
78 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

c) Métodos monetarios. Hay dos versiones:
Análisis de Ciclo de Vida
1- Costes sociales. Daños medioambientales trasladados en costes a evitar por la sociedad,
o a compensar por el daño. El método EPS 2000 utiliza los costes sociales en la
ponderación.
2- Costes de prevención. Se hace un inventario con el número de sociedades o
colectividades que están dispuestas a pagar para la prevención de una emisión o
categoría de impacto.
vi) Interpretación. Esta fase combina la información obtenida en la fase de inventario
con la de evaluación de impactos (si la hay) para llegar a conclusiones y/o
recomendaciones, según los objetivos marcados el alcance del estudio, entre las que puede
encontrarse el camino a seguir para perfeccionar el estudio.
Para mejorar el sistema en estudio, primero deben identificarse las áreas de posible mejora.
Dentro de éstas, el ACV ayuda a identificar aquellas que pueden llevar a una mejora mayor
o las que apenas afectan al conjunto y en las que no vale la pena invertir recursos, mientras
que el conocimiento del sistema descubrirá aquellas de mejora más rápida y sencilla.
También es un proceso iterativo que debe ser repetido hasta que los requerimientos
planteados en los objetivos y el alcance del estudio sean completamente satisfechos.
3.1.1.4 El ACV simplificado
Un ACV simplificado, según la definición de la SETAC; es:
‘Una aplicación de la metodología del ACV para llegar a una evaluación aproximada, que
cubra por ejemplo todo el ciclo de vida, pero de forma superficial (usando datos genéricos,
cualitativos o cuantitativos, y módulo estándar para el transporte y producción de energía),
seguido por una evaluación de impactos simplificada (que sólo tenga en cuenta los
aspectos ambientales más importantes, o bien, algunas etapas de ciclo de vida, etc.) y una
evaluación de la fiabilidad de los resultados’.
La fase de objetivos y alcance no debe simplificarse, únicamente hay que hacerlo en las de
inventario, evaluación de impactos e interpretación de resultados. En los ACV
simplificados es muy aconsejable realizar un proceso iterativo, de modo que en cada
iteración se reduce el grado de simplificación, hasta llegar a una cierta convergencia del
resultado final del estudio [Schmidt et al., 1995 y 1996].
En esta tesis se realiza un ACV lo más detallado posible, sobretodo en la fase de
Inventario, todo ello teniendo en cuenta el alcance de la tesis, que es intentar obtener una
comparación global entre diferentes técnicas de producción de agua dulce. Aunque se han
aplicado diferentes métodos de evaluación de impacto, la fase de Evaluación de impactos
es simplificada, ya que se han eliminado algunas de las categorías de impacto de los
métodos seleccionados por tener un porcentaje de peso inferior al 1% en el impacto global
final de los sistemas. También se ha realizado un análisis de sensibilidad o incertidumbre
de los resultados aplicando el método Monte-Carlo.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 79

Análisis de Ciclo de Vida
3.1.1.5 Programas informáticos
En paralelo al desarrollo de la metodología de ACV han ido surgiendo diferentes
herramientas informáticas. Estos instrumentos permiten al usuario ahorrar tiempo y lograr
cálculos y conclusiones fiables. Las herramientas de software permiten además disponer de
bases de datos ambientales para numerosos productos y procesos, por lo que la fase de
inventario se puede convertir en una tarea menos ardua. Cada día se incrementan las bases
de datos ambientales disponibles para un mayor número de productos y procesos,
facilitando el proceso de análisis de los aspectos ambientales de los sistemas objeto y por
tanto, aumentando el número de análisis realizados y publicados. Además, estas
herramientas suelen incorporar distintas metodologías de evaluación de impacto, por lo
que los cálculos se realizan con sólo pulsar una tecla, evitando además errores en los
cálculos manuales y permite cambiar de una metodología de evaluación a otra en cuestión
de segundos.
En la actualidad hay disponibles en el mercado aproximadamente más de 40 herramientas
informáticas, la siguiente tabla recoge las más conocidas. A pesar de que cada uno de ellos
tiene sus propias características, casi todos ellos se basan en la misma metodología y
presentan rasgos comunes. La función básica de cualquiera de ellos es completar los
balances de masa y energía sobre un proceso específico y entonces asignar las emisiones,
usos de energía, etc., normalizados sobre una base común que usualmente es la masa.
Programa Compañía Comentarios
Boustead Boustead Consulting (Reino Unido) Herramienta muy completa indicada para realizar estudios
de ACV dentro de la industria química, plásticos, acero, etc.
Eco-it Pré Consultants (Países Bajos) Indicado especialmente para diseñadores de productos y
envases. Manejo sencillo. Utiliza el EI 99.
Ecopro Sinum A.G.-EcoPerformance Systems Permite la realización sencilla de CV del producto. Utiliza la
(Suiza)
EcoScan TNO Industrial Technology (Países
Bajos)
librería BUWAL.
Puede utilizarse por encargados y técnicos responsables de la
implantación del ecodiseño de productos. Dispone de varias
bases de datos y su manejo es sencillo.
Uuklid Fraunhofer-Institut (Alemania) Programa orientado a estudios de ACV de productos
industriales
KCL Eco Finnish Pulp and Paper Research Presenta una interfaz gráfica muy completa. Posee el Eco 95
Institute (Finlandia)
y destaca por sus datos de la industria papelera.
LCAit Chalmers Industritenik (Suecia) De aplicación principal en el sector de envases y productos
de papel.
Miet Universidad de Leiden (Países Bajos) Trabaja con MS Excel y se basa en datos ambientales de
EE.UU.
GaBi Universidad de Stuttgart (Alemania) Además de las posibilidades convencionales del ACV,
permite asociar costes a los flujos y realizar análisis
económicos.
Pems Pira International (Reino Unido) Puede ser utilizado tanto por principiantes como por
expertos en la materia. Posee un interfaz gráfico flexible.
SimaPro Pré Consultants (Países Bajos) Permite realizar ACV completos con múltiples métodos de
evaluación de impactos. Presenta completas y variadas bases
de datos.
TEAM Ecobilan (Francia) Herramienta muy completa, flexible y potente aunque más
compleja de utilizar. Permite introducir información relativa
a costes.
Wisard Pricewaterhouse Coopers (Francia) Indicado para análisis de impacto económico y
medioambiental de residuos sólidos municipales.
Umberto Ifu-Institut Hamburgo (Alemania) Ofrece datos de gran calidad y resultados transparentes. Las
librerías de datos son completas y flexibles.
Tabla 3.2. Programas informáticos para estudios de ACV generales. Fuente: Aranda [2008].
80 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Análisis de Ciclo de Vida
Dado que en la actualidad hay disponibles en el mercado numerosas herramientas para la
realización de este tipo de análisis, es importante tener claros cuáles son los parámetros en
los que tenemos que basar nuestra decisión entre unos y otros. La mayoría son diseñados
para ayudar al usuario en la etapa de inventario del ACV; y en este respecto son
importantes varios parámetros, los cuales se comentan a continuación.
i) Volumen de datos. Para evaluar este aspecto es necesario observar si el
volumen de datos suministrados con el programa y su aplicabilidad son importantes.
Muchos suministradores Europeos tienen bases de datos que son apropiadas para
aplicaciones internacionales (BUWAL 250 de SimaPro), sin embargo existen desarrollos en
los Estados Unidos que sólo son aplicables allí (base de datos Franklin en SimaPro).
El segundo parámetro es la habilidad que tenga el programa para procesar los datos y
producir resultados rápidamente y con una precisión importante. Algunos son más rápidos
que otros, esto no significa un problema cuando se investigan sistemas pequeños, pero en
otros casos puede requerirse un tiempo importante para generar los resultados.
El volumen de datos ofrecidos en cada paquete varía ampliamente, algunos
suministradores ofrecen la posibilidad de comprar la aplicación con o sin datos.
Otro aspecto importante es la aplicabilidad de los datos, aquí existen dos opciones: usar
datos promedios o usar datos específicos. La precisión de cualquier ACV está directamente
relacionada con la precisión de los datos usados en el análisis de inventario, en un estudio
riguroso los datos deben ser válidos para el sitio específico, la información de otros lugares
resultará menos relevante y puede resultar mejor el uso de datos promedios del tiempo y el
área geográfica para los cuales son promediados.
ii) Evaluación de impacto. La evaluación de impacto es una de las herramientas
más importantes de cualquier software relacionado con el ACV; sin esto sólo se convierte
en una base de datos con una hoja de cálculo incluida.
La mayoría de los programas ofrecen algún grado de evaluación de impacto, algunos con
representación gráfica del mismo. También es importante con fines de clarificar y escribir
en el informe una representación gráfica de los resultados del inventario.
iii) Análisis de sensibilidad. Pocos paquetes ofrecen un análisis automático de
sensibilidad, debido básicamente a que toma mucho tiempo hacer un análisis exacto de
todos los parámetros. En los paquetes que si ofrecen indirectamente este tipo de análisis, el
usuario puede alterar los detalles de los procesos y comparar los efectos.
iv) Calidad de los datos. Es importante tener la capacidad de comparar los datos
suministrados por los diferentes sistemas de software. Evaluar la validez geográfica de los
datos para una evaluación específica conlleva demasiado esfuerzo, sin embargo es difícil
precisar factores como la precisión y la antigüedad de los datos.
Los datos son suministrados en dos formas: publicados en informes o suministrados por el
vendedor del paquete. Estos últimos están limitados por su transparencia o están
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 81

Análisis de Ciclo de Vida
promediados para proteger de alguna forma la confidencialidad de las fuentes donde han
sido generados.
Los críticos del ACV afirman que los datos usados son pobres para aplicaciones específicas
donde se requieren resultados evaluados en un sitio determinado. También afirman que no
existe una normativa que cubra la recopilación y generación de los datos, teniendo en
cuenta que las variaciones entre publicaciones para aplicaciones similares pueden ser
sustanciales.
Con todo, los resultados que se deriven de este tipo de estudios dependerán no
únicamente de las hipótesis consideradas en él, sino también de la herramienta de soporte
que se haya utilizado.
La aplicación de las herramientas informáticas permite reducir enormemente en tiempo y
por consiguiente en coste la realización de un ACV. Una vez modelizado con la
herramienta el ciclo de vida del producto o proceso a evaluar e introducidos los datos de
inventario correspondientes, se pueden comparar distintos escenarios y posibilidades de
metodologías de evaluación ambiental de forma rápida y concisa al evitar los cálculos
manuales. Esta rapidez en obtener los resultados de distintos escenarios permite al autor
del análisis llegar a conclusiones más fiables y contrastadas.
Es por tanto indudable el importante apoyo que estas herramientas prestan al desarrollo de
este tipo de análisis. Su uso permite en muchos casos reducir los costes en los que se
incurre en la ejecución del ACV por lo que se facilita el acceso a estos análisis de empresas
y público en general. Se favorece por tanto que los impactos ambientales derivados de
cualquier producto, proceso o actividad puedan ser conocidos y por tanto, se puedan evitar
o minimizar en otros casos.
3.1.1.6 Elección del programa informático
Dos de los programas de los anteriormente citados más conocidos y usados en el mercado
para llevar a cabo el ACV son el Boustead y el SimaPro. A la hora de elegir entre los dos el
más adecuado para esta tesis, se tuvo en cuenta los parámetros descritos anteriormente y la
facilidad de uso y versatilidad del paquete informático.
1- Bases de datos. SimaPro incluye diversas bases de datos de inventario (explicadas más
adelante), donde se especifica claramente el origen y los límites considerados en cada caso.
En el caso del Boustead [Boustead Consulting Ltd, 2000], los datos proceden de la
industria y son más fiables ya que llevan más tiempo recopilándolos.
2- Volumen de datos. En SimaPro los datos están ordenados por procesos (más de 6.000 en
la versión 7.1.8), clasificados en: Materiales, Energía, Transporte, Procesado, Uso,
Escenario de Disposición y Residuo; éstos se dividen en subcategorías y así sucesivamente.
Esta clasificación permite una rápida localización del proceso que se necesita y también
facilita la creación de uno nuevo. Al consultar un proceso aparece una tabla única con una
separación de datos de entrada y salida.
Por su parte, la base de datos del Boustead se divide en operaciones, clasificadas en dos
grupos: el top donde se crean las nuevas, y el núcleo o core, donde están los datos de unas
82 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Análisis de Ciclo de Vida
5.500 operaciones y que se divide a su vez en procesos (Procesos de Materiales,
Producción de combustibles, Independientes, Funciones) y parámetros (Emisiones al aire,
Emisiones al agua, Materias primas, Residuos sólidos, Residuos sólidos según Europa,
Combustibles, Feedstocks). La consulta y búsqueda de datos en el Boustead es más
complicada. Cuando se crea una nueva operación en el Boustead, sólo se puede editar la
Tabla de Entradas, eligiendo los procesos y parámetros e introduciendo la cantidad
necesaria de los mismos. Sólo se pueden consultar los datos de los procesos, no los
parámetros. Cuando se consulta una operación la primera tabla que aparece es una Tabla
de entrada, después aparecen sucesivamente otras tablas de datos de entrada y salida.
3- Evaluación de impacto. El software SimaPro 7.1.8 dispone de hasta 18 métodos diferentes
para la evaluación de impacto (CML, Ecopuntos, Ecoindicador, etc., explicados más
adelante), con la posibilidad de modificarlos. Permite comparar más de dos procesos con el
mismo método. Cada método tiene sus propias categorías de impacto, tales como
Acidificación, Capa de ozono, Eutrofización, Combustibles fósiles, Uso de la tierra, etc.
El program Boustead, por su parte, dispone de 3 herramientas de cálculo:
i) Efectos medioambientales globales y locales, donde se puede calcular la
Acidificación, Potenciales de Calentamiento Global y Emisiones nacionales (al
aire y al agua) y residuos sólidos. Tiene la desventaja de que para poder ver
estos últimos resultados se tienen que exportar a otro tipo de formato.
ii) Comparar Energía/Calcular Combustibles. Sólo permite comparar dos
procesos.
iii) Comparar residuos sólidos/residuos sólidos de Europa. Sucede lo mismo, sólo
se pueden comparar dos procesos.
Ambos programas permiten hacer una representación gráfica de la Evaluación de
impactos. En el caso del Boustead presenta dos opciones para comparar, bien se puede
representar hasta un máximo de 10 parámetros para una única operación, o elegir un único
parámetro para comparar hasta un máximo de 10 operaciones. Como se ha dicho antes, en
el SimaPro no hay máximo para comparar procesos.
4- Manejo del paquete. La separación de fases del CV en SimaPro (Montaje, Ciclo de Vida,
Escenario de Disposición Final, Desensamblar y Reutilizar) ayuda luego en la Evaluación
de los resultados para identificar qué fase tiene una mayor relevancia ambiental sobre el
resto, y así poder actuar sobre la misma. El software de Boustead no hace tal separación, se
introducen todos los datos a la vez en una Tabla de entrada.
En SimaPro se consigue una completa transparencia de los resultados, porque el inventario
y la evaluación de impacto están completamente integradas, también el programa puede
generar el árbol o red del proceso y ver así las uniones entre las diferentes fases y sus
componentes. En cambio, en el programa Boustead el inventario global y la evaluación de
impacto están separados.
Ambos programas permiten pasar los datos y resultados a otras aplicaciones: SPOLD,
Excel, Texto...
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 83

Análisis de Ciclo de Vida
SimaPro tiene varias versiones del programa e idiomas disponibles. El Boustead también
tiene varias versiones pero sólo está disponible en inglés.
A la vista de las explicaciones anteriores, en el presente trabajo se ha escogido SimaPro
básicamente por ser más pedagógico, por su mayor claridad y facilidad en el manejo, por
las múltiples bases de datos que incorpora y por su versatilidad en la evaluación de
impactos con los distintos métodos que incorpora.
3.2 Programa SimaPro 7.1.8
SimaPro 7.1.8 es la séptima generación del software para el Análisis del Ciclo de Vida
(ACV) o Life Cycle Assesssment (LCA) [Pré Consultants, 2008a]. Este programa permite
analizar y comparar los aspectos medioambientales de un modo sistemático y consistente.
El software está disponible en diferentes versiones y está provisto con extensas bases de
datos y métodos de evaluación de impacto.
Los datos en SimaPro están estructurados según los pasos dados por la ISO 14.040:2006
para el ACV:
1- Definir el objeto y alcance del estudio. Basado en la ISO 14.040:2006; Principios
Generales.
2- Hacer un inventario de todas las emisiones y parámetros de consumo de recursos.
Basado en la ISO 14.044:2006; Inventario, Objeto y Alcance.
3- Aplicar un método de evaluación de impacto a esos resultados. Basado en la ISO
14.044:2006; Evaluación de Impacto.
4- Interpretar los resultados. Basado en la ISO 14.044:2006; Interpretación.
En los anexos 3.1 a 3.4 aparece una descripción del programa, así como la estructura y los
pasos básicos para realizar un ACV con SimaPro.
3.2.1 Bases de datos
Una base de datos de SimaPro contiene librerías, proyectos y datos generales (nombres de
las sustancias, unidades, cantidades, tipos de residuo y referencias bibliográficas). En la
siguiente tabla-resumen se recogen las principales bases de datos disponibles en SimaPro
7.1.8. No obstante, en el anexo 3.4 se presenta una lista más completa con las librerías
incluidas en SimaPro.
84 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Análisis de Ciclo de Vida
Nombre Contenido Procesos
BUWAL 250
Materiales, energía, transporte y residuos generales, basados en la base de 286
(Suiza, 2001)
datos ETH pero sin bienes de capital (camiones, maquinaria)
ETH-ESU 96
Muchos procesos importantes de bases de datos de energía y transporte, 1.184
(Suiza, 2003)
incluyendo los bienes de capital. Aproximación para la situación europea
media.
Idemat (Univ. Delft,
Holanda, 2001)
Base de datos holandesa, recopilada de diferentes fuentes. 507
Industry data
(Varios, 2007)
Datos publicados por asociaciones industriales, como APME y PWMI. 74
Ecoinvent
Datos de productos y servicios recogidos por instituciones y consultores 2.652
(Suiza, 2006)
suizos, válidos para Europa Occidental.
DK Input/Output 99 Base de datos danesa, principalmente datos de productos producidos o 793
(2005)
utilizados en Dinamarca.
LCA food DK
(Dinamarca, 2006)
Datos del sector consumo (agricultura, ganadería, pesca) en Dinamarca. 671
Methods (Varios) Métodos de evaluación de impacto de diferentes fuentes.
Tabla 3.3. Bases de datos disponibles en SimaPro 7.1.8.
22
A continuación se describen brevemente algunas de estas bases de datos.
Librería BUWAL 250 (2001). Esta base de datos fue desarrollada por EMPA St. Gallen
en Suiza para un estudio comisionado por el Ministerio Suizo de Medio Ambiente
(BUWAL). Es una completa revisión del estudio de 1990, llamado BUWAL 132. Las tablas
de inventarios incluyen emisiones desde la producción de materias primas, producción de
energía, producción de semi-facturados y materiales auxiliares, transportes y los procesos
de producción de materiales. La descripción del sistema está basada en el consumo suizo
de materiales de embalaje y las importaciones y exportaciones de materiales, por lo tanto el
origen de las materias primas y el uso de energía y electricidad son determinados
principalmente por la situación Suiza. Los sistemas de energía están basados en datos
ETH, sin considerar los bienes de capital (camiones, maquinaria,..); los datos de los
plásticos están basados en datos PWMI [Pré Consultants, 2008c].
Librería ETH-ESU 96 (2003). Esta librería contiene datos de inventario de energía de
Suiza. Incluye 1.200 procesos unitarios y 1.200 procesos de sistema (resultados). Las tablas
de inventario incluyen emisiones desde la extracción de energía primaria, refino y reparto,
extracción de materia mineral, producción de materias primas, producción de semifacturados
y materiales auxiliares y de trabajo, suministro de transporte y servicios de
tratamiento de residuos, la construcción de infraestructuras y la generación, conversión y
transmisión de energía. La descripción del sistema representa la situación de distribución
energética de Suiza y Europa Occidental referentes a la producción e importaciones de
combustibles y producción y negocio de la electricidad. Por lo tanto los datos cubren la
situación de Suiza y de Europa Occidental. Aquí, la situación suiza y el ciclo de vida de los
datos de inventario se usan a veces como una aproximación a la situación de la media
europea [Pré Consultants, 2004].
Librería IDEMAT (2001). Es una versión desarrollada por la facultad de Ingeniería de
Diseño Industrial de la Universidad Tecnológica de Delft (Holanda), a partir de la anterior
IDEMAT 96. Está basada principalmente en fuentes holandesas. El centro de la base de
datos es algo más que la producción de materiales. La mayoría de los datos son originales
(no son recogidos de otras bases de datos de ACV) y proceden de una amplia variedad de
fuentes [Pré Consultants, 2008a].
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 85

Análisis de Ciclo de Vida
El Inventario del Ciclo de Vida para la producción del objeto bajo consideración, incluye la
minería, concentración y procesamiento en caso de los minerales, o la cosecha y
procesamiento para los productos agrícolas. En general se considera la situación mundial
media, porque las compañías o personas individuales no pueden seleccionar una historia
específica de los materiales. Ellos tienen sólo una pequeña influencia en una pequeña parte
de los recursos del sistema. De acuerdo con esto el transporte es asignado a la minería
mundial y la producción de los recursos con Rotterdam como destino final. El reciclado de
materiales secundarios se considera según la situación media de Europa Occidental. Los
límites del sistema cubren todos los procesos, desde la naturaleza.
Librería Industry Data (2007). Esta base de datos contiene inventarios detallados de
materiales y procesos comunes, procedente directamente de las industrias [Pré
Consultants, 2008a]. Incluye los ecoperfiles de los plásticos y sus intermedios asociados,
creados para AMPE (European Centre for Plastics in the Environment of the Association
of Plastics Manufacturers in Europe). Los resultados son la media de las industrias,
calculada como el valor principal de las compañías participantes ponderadas según su
producción. La tabla de Inventario incluye las materias primas, emisiones al aire, al agua y
los residuos para todas las operaciones realizadas desde la extracción de materias primas de
la tierra
Ecoinvent data (2006). Fundada en el 2000 y desarrollada por varios institutos suizos:
Swiss Centre for Life Cycle Inventories, Swiss Federal Office y la EMPA. Se puede
considerar una actualización de las bases de datos BUWAL 250 y la ETH.
La base de datos, en su versión v1.3, cubre 2.600 procesos en distintos sectores, desde la
energía, transporte, materiales de construcción, productos químicos, pasta de papel y
tratamiento de residuos, hasta el sector agrícola. La base de datos Ecoinvent representa
principalmente a la situación suiza en el 2000. La base de datos incorpora nuevos procesos
que están relacionados principalmente con la energía fotovoltaica, eólica y la cogeneración.
Dutch Input/Output database. Base de datos económica de entrada y salida de
Holanda. El punto de partida era una visión general de cómo la distribución del
consumidor medio se reparte entre 350 categorías. Se hizo una conexión entre esas
categorías y los sectores económicos. La tabla económica de entrada y salida se usó para
trazar los flujos comerciales entre esos sectores. También hay tablas extranjeras para
regiones OECD y no OECD. Esto permite trazar el impacto de bienes producidos fuera
de Holanda.
Como se observa en la tabla anterior, no existe ninguna base de datos específica para
España, estando en su mayoría relacionadas con tecnologías y materias primas del norte de
Europa (Ecoinvent, BUWAL 250 y ETH-ESU 96 recogen datos de Suiza). Aunque se
pueden extrapolar los datos al resto de países europeos, existen diferencias sustanciales
entre los sectores industriales en la UE, por lo que se manifiesta necesaria la realización de
una base de datos española, o la adecuación de las ya comercializadas para su aplicación
nacional.
Debido a la creciente importancia que está adquiriendo actualmente el ACV, hay países
que han trabajado o trabajan en el desarrollo de una base de datos para ACV propia, como
86 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Análisis de Ciclo de Vida
Alemania, Suiza, EEUU o Japón. En el LCM del año 2003 (Seattle) todos estos países
presentaron los resultados de los proyectos de este tipo que estaban desarrollando.
3.2.1.1 Comparación de diferentes bases de datos
Se parte de la premisa de que la evaluación ambiental que se presenta en esta tesis tiene por
objeto arrojar resultados relativos y no absolutos, por lo que requieren una misma base
comparativa. Es recomendable evitar el uso simultáneo de bases de datos provenientes de
diferentes proveedores, salvo en el caso en que expresamente un determinado proveedor
establezca que sus bases de datos están sustentadas en idénticas suposiciones y referencias
que las de otro proveedor.
Por otro lado, los datos ambientales están en permanente cambio, independientemente del
método que se utilice, bien sea por los cambios en los datos de emisiones, materiales,
costos, efectos, impactos o bien por variaciones tecnológicas. Debe entonces observarse
con cuidado cualquier decisión basada en aspectos ambientales.
Es por todo ello por lo que esta tesis utiliza una única base de datos para unificar criterios,
la Ecoinvent v1.3, fundada en el 2000 y desarrollada por varios institutos suizos: Swiss
Centre for Life Cycle Inventories, Swiss Federal Office y la EMPA (Swiss Federal
Laboratories for Materials Testing and Research). Esta base de datos se puede considerar
una actualización de las bases de datos BUWAL 250 y la ETH. La base de datos Ecoinvent
cubre más de 2.500 procesos en diversos sectores, desde la energía, transporte, materiales
de construcción, productos químicos, pasta de papel y tratamiento de residuos, hasta el
sector agrícola. La base de datos Ecoinvent al representar la situación suiza, cuya economía
es cercana a los países que tiene próximos, por tanto muchos de los procesos son también
válidos para la situación media en Europa. Recientemente se han ido incorporando nuevos
procesos, que están relacionados principalmente con la energía fotovoltaica, eólica y la
cogeneración.
3.2.2 Métodos para la Evaluación de impacto
SimaPro 7.1.8 dispone de una amplia lista de métodos de evaluación de impacto, los cuales
aparecen y se describen brevemente a continuación [PRé Consultants, 2008b], y que se
utilizan para calcular los resultados del ACV. En el anexo 4 se han desarrollado más
detalladamente los métodos utilizados en este trabajo.
Método CML 1992
Este es un método elaborado por el Centro para Estudios Medioambientales (CML),
Universidad de Leiden (Holanda), 1992 [Pré Consultants, 2008b]. Utiliza una metodología
basada en indicadores relativamente cercanos a los resultados de inventario. Por ejemplo,
los indicadores de impacto para el Calentamiento Global y el Agotamiento de la capa de
ozono están basados en factores de equivalencia IPCC (Intergovernmental panel on
Climate Change). La Acidificación está basada en el número de protones H + que pueden
ser descargados por kg de sustancia emitida. Dichos indicadores de categorías de impacto
tienen normalmente y en cierto modo, unidades abstractas. Por ejemplo, la unidad para el
Calentamiento Global es kg de CO 2 equivalentes y para la Acidificación kg de SO 2equivalente.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 87

Análisis de Ciclo de Vida
Este método incluye las etapas de caracterización y normalización.
Método CML 2 baseline 2000
Este método es una mejora del método anterior CML 1992 [Pré Consultants, 2008b]. Las
categorías de impacto incluidas en este método son las usadas en muchos ACVs. Los
indicadores baseline (estándar), están basados en el principio de la mejor práctica
disponible o ‘aproximación orientada al problema’, y como ya se ha comentado antes, son
indicadores de categoría al nivel de resultados de inventario. Son adecuados para estudios
simplificados.
La metodología incluye las fases de caracterización y normalización, esta última a nivel de
Holanda, Europa Occidental y mundiales. Para más detalles consultar el anexo 4.1.
También está disponible la versión CML 2001, que también es una actualización del
método CML 1992, basado en la versión 3.2 (Diciembre 2007).
ECOPUNTOS 97
El método suizo Ecopuntos 97 (escasez medioambiental) es una actualización del método
de 1990, está basado en la ‘distancia a un objetivo’, según la contaminación actual y en
objetivos críticos políticos que proceden de Suiza.
El método incluye las etapas de caracterización, normalización y ponderación.
Evalúa los impactos individualmente, en una lista de 28 sustancias o categorías de impacto.
Los valores de Normalización se basan en niveles políticos. Para más detalles sobre este
método ver el anexo 4.2.
The Ecological Scarcity 2006
Este método es una continuación del método The Ecological scarcity 1997, llamado
Ecopuntos 97 (CH) en SimaPro. Metodología basada en el principio de la distancia al
objetivo. Método sacado directamente de la base de datos Ecoinvent v2.0 [SimaPro,
2008a].
La implementación de la base de datos Ecoinvent contiene siete categorías de impacto
específicas, con una puntuación final en UBP (puntos de carga ambiental, environmental
loading points) para cada sustancia como factor de caracterización. Debido a que todas las
categorías de impacto están expresadas en la misma unidad UBP, PRé Consultants ha
añadido la ponderación, que suma las puntuaciones finales.
Las categorías de impacto que contiene son emisiones al aire, emisión en aguas
superficiales, emisión en aguas subterráneas, emisión en la capa superior del suelo, fuentes
de energía, fuentes naturales, residuos depositados.
Método ECO-INDICADOR 95 (EI 95)
Este método fue desarrollado bajo el programa holandés NOH por la consultora PRé en
un proyecto conjunto con Philips Consumer Electronics, NedCar (Volvo/Mitshubishi),
Océ Copiers, Schuurink, CML Leiden, TU-Delft, IVAM-ER (Amsterdam) y CE Delft.
88 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Análisis de Ciclo de Vida
Se basa en la existencia de una correlación entre la gravedad del efecto producido por las
emisiones (según un modelo de daño) y la distancia entre el nivel actual de emisiones y un
nivel objetivo marcado como estándar de calidad ambiental, según un modelo de ‘distancia
al nivel objetivo’.
Este método incluye las etapas de caracterización y normalización. Más detalles en el anexo
4.3.
Método ECO-INDICADOR 99 (EI 99)
Es el sucesor del Eco-Indicador 95 (EI 95). La diferencia de principio más importante
entre estos dos métodos es que el EI 95 contiene elementos de evaluación subjetiva
(distancia hasta el objetivo), que el EI 99 resuelve mediante la introducción de una función
de aproximación orientada al daño, mediante la cual, de cada emisión se determina cuánto
daño produce y no la distancia hasta un objetivo difícil de definir [Goedkoop et al., 2001].
La metodología incluye las etapas de caracterización, normalización, ponderación y
evaluación de daños.
Este método fue desarrollado por un panel conjunto de expertos y no expertos, agrupando
las categorías de impacto en tres categorías de daño, relacionadas directamente con el
resultado del inventario [IHOBE, 2000]:
• Daños a la Salud Humana,
• Daños a la Calidad del Ecosistema,
• Daños a los Recursos.
Las categorías de daño (y no las categorías de impacto), están normalizadas a nivel
Europeo (daño causado por 1 Europeo al año), basadas principalmente en el año 1993,
con algunas actualizaciones para las emisiones más importantes. La normalización es
independiente de la perspectiva elegida. Esta metodología tiene 3 versiones, Perspectiva
Jerárquica (H), Perspectiva Igualitaria (E), y Perspectiva Individualista (I). Para esta tesis se
elige la versión Jerárquica, ya que es la visión más moderada, que sólo incluye hechos que
son respaldados por cuerpos científicos y políticos (panel de expertos) con suficiente
reconocimiento, y se le considera la actitud más común entre la comunidad científica
[Goedkoop y Spriensma, 2001), mientas que las otras versiones están basadas en una
percepción de la realidad más radical y se usan para análisis extensos. Para conocer más
detalles consultar el anexo 4.4.
EDIP/UMIP
El método EDIP (Diseño Medioambiental de Productos Industriales) fue desarrollado en
1996 por el Instituto para el Desarrollo del Producto, Universidad Técnica de Dinamarca.
La metodología incluye las fases de caracterización, normalización y ponderación. Se puede
presentar el método en una puntuación única, sin embargo no se recomienda. Como el
método pondera a los Recursos en base a reservas más que en objetivos políticos, los
recursos no podrían nunca ser incluidos en una puntuación única, por esta razón su factor
de ponderación es cero.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 89

Análisis de Ciclo de Vida
EPS 2000 (Environmental Priority Strategies in product design)
Es un método desarrollado en Chalmers, Universidad de Tecnología, Planificación Técnica
Medioambiental, Centro para la Evaluación Medioambiental de Productos y de Sistemas
Materiales [Pré Consultants, 2008a].
El sistema EPS está principalmente diseñado para ser una herramienta para el proceso de
desarrollo de un producto interno de la compañía, basado en algunos principios generales
(‘top down’), determinación de incertidumbre de los datos de entrada, utilización de datos,
modelos y métodos por defecto, etc.
El método EPS 2000 es una actualización de la versión de 1996. Las categorías de impacto
se identifican con 5 objetivos a considerar: salud humana, capacidad de producción del
ecosistema, recursos abióticos disponibles, biodiversidad y valores culturales y
recreacionales.
La técnica de valoración económica utilizada es la de disposición a pagar para evitar un
determinado cambio en el ambiente en cada una de las cinco áreas de protección. Es
también un método basado en costos ambientales ‘externos’.
El método incluye las etapas de caracterización, evaluación de daños y ponderación.
Emisiones de gases de efecto invernadero IPCC
Este método ha sido desarrollado por el Panel Intergubernamental del Cambio Climático
(IPCC). Contienen factores de cambio climático de IPCC con un tiempo de vida de 20, 50
o 100 años. Es un método proveniente de la base de datos Ecoinvent v1.01 ampliado con
otros factores de caracterización para emisiones [Pré Consultants, 2008a].
IMPACT 2002+
Es una metodología desarrollada en el Instituto Tecnológico federal suizo. Este método es
fundamentalmente una combinación entre los métodos EI 99, CML y IPCC, uniendo
todos los resultados del Inventario (flujos elementales y otras intervenciones) de las 14
categorías en 4 categorías de daño [Pré Consultants, 2008a].
El método incluye las etapas de caracterización, evaluación de daños, normalización y
ponderación. Para saber más detalles consultar el anexo 4.5.
BEES
El BEES (Building for Environmental and Economic Sustainability) es una herramienta
informática desarrollada por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) de
EEUU. El método está dirigido al sector de la construcción, y de aplicación específica para
EEUU. SimaPro sólo dispone de la Caracterización, aunque hay una etapa de
Normalización.
TRACI
Es una herramienta para la reducción y análisis de impactos químicos y medioambientales
(Tool for the Reduction and Assessment of Chemical and other environmental Impacts),
desarrollada específicamente para EEUU por la Agencia de Protección Norteamericana
utilizando parámetros de entrada consistentes con las localizaciones norteameamericanas.
90 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Análisis de Ciclo de Vida
Al igual que el anterior método, SimaPro sólo dispone de la Caracterización, aunque tiene
Normalización.
Demanda acumulada de Energía (CED)
Es un método para calcular la Demanda Acumulada de Energía, basado en el método
publicado por Ecoinvent y ampliada por PRé Consultants para materias primas y
materiales disponibles en la base de datos de SimaPro [Pré Consultants, 2008a].
Los factores de caracterización están dados para los recursos de energía divididos en 5
categorías de impacto:
1- No renovables, combustibles
2- No renovable, nuclear
3- Biomasa renovable, biomasa
4- Renovable, viento, solar, geotérmica
5- Renovable, agua
Para conseguir una demanda de energía total (acumulada), a cada categoría de impacto se le
da un factor de peso de uno.
Demanda acumulada de Exergía (CExD)
Este método proviene directamente de la base de datos Ecoinvent v2.0 por lo que sólo es
compatible con dicha base de datos y no extensible a otras, ya que considera las exergías
químicas, cinética, hidráulica, nuclear, radioactiva-solar y térmica [Pré Consultants, 2008a].
Este indicador se introduce para representar la extracción de exergía total para producir un
proceso o producto desde la naturaleza, sumando la exergía de todos los recursos
requeridos. El CExD analiza la cantidad de energía demandada e incluye la exergía de los
portadores así como los materiales no energéticos.
En este método la exergía se utiliza como una medida del potencial de pérdida de fuentes
de energía útil.
El método incluye las etapas de caracterización y ponderación. No hay normalización.
Las categorías de impacto consideradas son:
- fósiles no renovables
- nuclear no renovable
- hidráulica renovable
- biomasa renovable
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 91

Análisis de Ciclo de Vida
- otras renovables
- agua renovable
- metales no renovables
- minerales no renovable
En la ponderación cada categoría de impacto tiene un factor de ponderación de 1. Para
conocer más detalles consultar el anexo 4.6.
EPD 2007
Este método fue creado para ser utilizado en la creación de la Declaración del Producto
Medioambiental (EPD, Enviromental Product Declarations), publicado en Suecia. El
documento original se titula: ‘Revisión del sistema EPD’. Se dispone de un borrador de la
versión que fue comentado antes de Marzo del 2007, es posible que la versión final tenga
otros factores de caracterización [Pré Consultants, 2008a].
En el EPD estándar sólo se dispone de los informes de las siguientes categorías de
impacto:
- Valores Caloríficos Brutos (GVC, Gross Calorific Values)
- Gases de efecto invernadero
- Agotamiento de la capa de ozono
- Acidificación
- Creación de ozono fotoquímico
- Eutrofización
Excepto para la categoría de impacto Valor Calorífico Bruto, el resto de categorías
provienen directamente del método CML 2 baseline 2000 (versión 2.03).
Ecological footpring
La huella Ecológica (Ecological Footpring, EF) se define como la tierra y el agua
biológicamente productivos que una población requiere para producir los recursos que
consume y para absorber parte de los residuos generados por el consumo de combustibles
fósiles y nucleares. En el contexto del ACV la huella ecológica de un producto es la suma
del tiempo integrado de las ocupaciones directa e indirecta del suelo, siendo ésta última
relativa al uso de la energía nuclear y las emisiones de CO 2 desde el uso de energía
combustible. Es un método sacado directamente de Ecoinvent v2.0 [Pré Consultants,
2008a]. Así, la huella ecológica se calcula según:
EF + EF
= EFdirect
+ EFCO2
nuclear
92 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Análisis de Ciclo de Vida
El método incluye las etapas de caracterización y ponderación. No hay Normalización. Las
categorías de impacto incluidas son:
- dióxido de carbono
- nuclear
- ocupación de suelo.
En la ponderación como cada categoría de impacto se expresa en la misma unidad, se usa
un factor de peso de 1 en cada categoría de impacto.
La estructura básica de los métodos es, según se ha comentado antes:
a. Caracterización. Presente en todos los métodos de evaluación.
b. Evaluación de daños (opcional).
c. Normalización (opcional).
d. Ponderación (opcional).
Los tres últimos procedimientos de resultados son opcionales, significa que no están
siempre disponibles en todos los métodos. A menudo hay series o versiones alternativas de
datos de peso (o caracterización), normalización y ponderación en un mismo método
(emisiones objetivo o críticas, emisiones actuales y sin normalización para el método Eco
97). Cada método tiene ya calculado para cada sustancia que forma parte de una categoría
de impacto los factores de caracterización, normalización y ponderación según diferentes
modelos. La evaluación de daños es un nuevo paso añadido en SimaPro (presente en los
métodos EI 99, EPS 2000 e IMPACT 2002+), para agrupar un número de categorías de
impacto dentro de una categoría de daño y así simplificar la interpretación posterior al
reducir el número de categorías de impacto.
3.3 Selección de los métodos de evaluación de impacto
Analizado las características particulares de los métodos, ninguno dispone de categorías de
impacto para evaluar el posible impacto asociado al vertido de salmuera en las plantas
desaladoras, ya que es un impacto local y se debería estudiar a fondo las características
(salinidad, pH, conductividad, fauna, flora, etc...) concretas del punto de descarga, antes y
después del vertido, así como la sensibilidad del medio marino local. Ello además
conllevaría un elevado tiempo de ejecución, cuando lo que se pretende y realiza es un
análisis general o potencial a distintos procesos de desalación, con datos de plantas reales,
pero que no deja de ser una evaluación simplificada de cada tecnología.
Renou et al. [2008], analizan la influencia del método de evaluación de impacto (CML, EI
99, EDIP 96, EPS y Eco 97) aplicado al ACV del tratamiento de aguas residuales. En sus
conclusiones indican que para las categorías de impacto seleccionadas (emisiones de efecto
invernadero, acidificación, eutrofización y agotamiento abiótico), la elección de uno u otro
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 93

Análisis de Ciclo de Vida
método no es un punto crítico ya que los resultados obtenidos son similares. Sin embargo,
consideran que sería de mucha ayuda encontrar una manera de tener en cuenta la
eutrofización local del río en la evaluación. Se necesita mucho trabajo en los indicadores de
la Salud humana y Calidad del ecosistema para hacerlos completamente fiables, ya que los
actuales métodos de evaluación no convergen hacia resultados similares. Además, como
esos impactos dependen de concentración de los contaminantes, se deben considerar los
parámetros locales. El modelo de cálculo debería integrar esos criterios locales,
considerando los medios del ecosistema tales como el río donde el agua tratada es
descargada, las tierras de cultivo donde se recicla el lodo, los alrededores en el punto de
tratamiento, etc…
Por su parte Muñoz et al. [2009] analizan el ACV de diferentes alternativas de reutilización
de aguas residuales para uso agrícola, utilizando dos modelos de caracterización (USES-
LCA y EDIP97) y prestan atención a las categorías de impactos relativas a la Toxicidad.
Los resultados resaltan la importancia de incluir los contaminantes de aguas residuales en
los análisis de estos sistemas cuando se evalúa la toxicidad, ya que su contribución a los
valores de toxicidad total puede llegar al superar el 90%. Señala que no sólo se deben
considerar los metales y otros contaminantes prioritarios, sino también contaminantes no
regulados como los productos farmacéuticos y de cuidado personal.
Por tanto, dado que por ahora no existe un consenso común sobre qué método de
evaluación es el más adecuado, y por lo tanto la elección se rige según el criterio personal,
se ha decidido seleccionar varios de ellos para poder realizar un contraste de los resultados
obtenidos con cada uno y que éstos tuvieran un cierto nivel de fiabilidad, ya que la
reducción del inventario del ciclo de vida a un único valor puede ocultar mucha
información. Con ello estamos realizando un análisis de sensibilidad de los resultados de la
evaluación de impactos al aplicar más de un método de evaluación a los sistemas
analizados (según aconseja la ISO 14044:2006). Así, atendiendo a sus rasgos globales y a
sus características particulares respecto a los temas bajo estudio en este trabajo, de todos
los métodos disponibles en SimaPro 7.1.8 para la Evaluación de impacto, los que se han
seleccionado y aplicado en este trabajo son:
• CML 2 baseline 2000,
• Eco-Indicador 99 (EI 99),
• Ecopuntos 97 (Eco 97),
• IMPACT 2002+.
Según sus propiedades generales, entre los descartados, los métodos EPS 2000 y EDIP/UMIP
están orientados al diseño de productos y procesos, el BEES al sector de la construcción,
por lo que no se han considerado en este trabajo al quedar su alcance muy reducido con
respecto a nuestro estudio. Del resto, son demasiado específicos para el país de origen que
los creó (caso EPD 2007 para Suecia o BEES y TRACI para EEUU) o las categorías de
impactos que evalúan no consideran todos los aspectos medioambientales (caso de IPCC,
CED, CExD).
94 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Análisis de Ciclo de Vida
Se escoge el CML 2 baseline 2000 por ser una versión ampliada de su predecesor, el CML
1992. Ambos métodos están basados en el principio de la mejor práctica disponible o
‘aproximación orientada al problema’, donde los indicadores (representación cuantificable
de una categoría de impacto) están próximos a los resultados de inventario (por ejemplo
emisiones) y presentan una incertidumbre baja, ya que sólo una pequeña parte del
mecanismo ambiental necesita ser modelado.
El método EI 99 también está basado en su predecesor, el EI 95, introduciendo una nueva
ponderación, la aproximación a la función de daño, e incluye muchos más aspectos, siendo
así más completo que la versión del 95. El EI 99 utiliza indicadores próximos a las
categorías de impacto, con la desventaja de que pueden tener significativas incertidumbres,
sin embargo, son mucho más fáciles de entender e interpretar que los indicadores
utilizados en el método CML (cercanos a los resultados de inventario). Los niveles objetivo
son establecidos por un panel de expertos científicos.
El Ecopuntos 97 se basa en la aproximación ‘distancia a un objetivo político’. Se evalúan
pocos impactos y la etapa de normalización (cálculo de los ecofactores) es difícil de
interpretar y muy subjetiva al estar basada en objetivos políticos. Se ha elegido para ver las
posibles diferencias con los otros métodos según el punto de vista considerado: político o
científico.
El método IMPACT se ha elegido al ser una combinación de varios métodos, CML, EI 99
y el IPCC, para ver el efecto de agregar categorías de impacto basadas en distintas
aproximaciones.
El método más científico es el EI 99, a pesar de incluir ponderaciones subjetivas
(necesarias al incluir las etapas de normalización y ponderación), también es uno de los
más utilizados en el ámbito del ACV y el que el mismo programa SimaPro utiliza por
defecto.
En la siguiente tabla aparecen las categorías de impacto de los métodos seleccionados
relacionadas directa y exclusivamente con emisiones de sustancias al medio hídrico. El
método Ecopuntos 97 es el que contiene el mayor número de ellas.
EI 99 Eco 97 CML IMPACT
Cancerígenos (*) Cr Eutrofización (*) Ecotoxicidad acuática
Radiación (*) Zn Toxicidad humana (*) Acidificación acuática (*)
Ecotoxicidad (*) Cu Ecotoxicidad terrestre (*) Eutrofización acuática (*)
Cd Ecotox. acuática del agua dulce (*) Radiación ionizante (*)
Hg Ecotox. acuática del agua marina (*) Cancerígenos (*)
Pb No cancerígenos (*)
Ni
COD
N
P
AOX
Nitratos (*)
(*) Contiene sustancias que también se emiten al aire y al suelo.
Tabla 3.4. Categorías de los distintos métodos relacionadas con emisiones hídricas. Fuente: software
SimaPro [PRé Consultants, 2008b].
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 95

Análisis de Ciclo de Vida
Las actuales bases de datos se centran en sustancias químicas y no en patógenos como los
virus, protozoos y bacterias, por lo tanto sería necesario introducir en las bases de datos
información específica relativa a la desalación y tratamiento de aguas residuales y
reutilización, tales como salmuera, patógenos, productos farmacéuticos de higiene personal
(excipientes, agentes de filtros solares,…) y productos químicos de lavado y
pretratamiento.
3.4 Beneficios y limitaciones de la metodología
El ACV presenta una aproximación global, donde todas las entradas y emisiones necesarias
en muchas etapas y operaciones del ciclo de vida se considera que están dentro de los
límites del sistema. Esto incluye no sólo entradas y emisiones para la producción,
distribución, uso y disposición, sino también las entradas y emisiones indirectas -tales
como la producción inicial de la energía utilizada- sin considerar cuándo o dónde ocurren.
Si se hacen mejoras medioambientales reales para hacer cambios en el producto o servicio,
es importante no causar grandes perjuicios ambientales en otro tiempo o lugar del ciclo de
vida. El poder del ACV es que extiende el debate de las preocupaciones ambientales más
allá de un único aspecto, e intenta evaluar un amplio alcance de aspectos
medioambientales, utilizando una metodología cuantitativa, dando una base objetiva para
la toma de decisiones [Muñoz, 2006].
Según Guinée y colaboradores [2002], la aproximación global y holística del ACV es su
característica esencial. Esta constituye al mismo tiempo su principal fuerza y su principal
limitación, puesto que el amplio alcance del ACV sólo se puede lograr a expensas de
simplificar otros aspectos. Así, las limitaciones particulares del ACV pueden especificarse a
continuación:
• El ACV evalúa impactos potenciales más que impactos reales o actuales. Es debido a
que en el ACV, los impactos no están especificados en espacio ni tiempo. La norma
ISO estándar 14.044:2006, que se ocupa de la Evaluación del Impacto de Ciclo de
Vida, dice que hay que tener precauciones especiales ya que el ACV no predice
impactos reales ni analiza si se exceden la seguridad, riesgos o los límites. Los efectos
medioambientales reales de las emisiones dependerán de cuándo, dónde y cómo sean
emitidos al medioambiente. Según la diferenciación espacial, es posible la identificación
de las regiones donde tendrían lugar ciertas emisiones, considerando las diferentes
sensibilidades ambientales de esas regiones. Sin embargo, el ACV no da el marco para
una evaluación de riesgo completa, en la que se pueden predecir los impactos reales
asociados a la operación de una actividad en un lugar específico. Lo mismo se puede
aplicar para el aspecto espacial, ya que el ACV es típicamente un estado estable, más
que una aproximación dinámica.
Respecto a este último aspecto, el análisis desarrollado incluye (hasta donde es posible), la
extracción del combustible, su transporte y preparación, la construcción de la planta, la
operación de ésta, la eliminación de residuos y el desmantelamiento de la planta, siendo no
específico en el cálculo de los impactos. Por ejemplo, los factores de caracterización de
cada contaminante son absolutamente independientes del lugar donde han sido emitidos.
La razón de que sea así reside en la propia filosofía del ACV, que trata de agregar todas las
emisiones de cada contaminante sin importar dónde se hayan producido, ya que éstas
96 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Análisis de Ciclo de Vida
ocurren en puntos geográficamente muy diferentes y en condiciones distintas en el ciclo de
vida de un producto.
La mayoría de los ACV tienen una visión muy rígida de los límites del sistema y no dan
prioridad a unos impactos sobre otros, aunque sí posibilita la exclusión de partes poco
significativas del proceso, ofreciendo incluso la posibilidad de una exclusión sistematizada.
• El modelo de ACV se centra en las características físicas de las actividades industriales
y otros procesos económicos. No se incluyen los mecanismos de mercado y otros
efectos secundarios en desarrollos tecnológicos.
• El ACV generalmente considera la linealidad entre cargas e impactos, donde todos los
procesos son económicamente y medioambientalmente lineales. Doblando la
producción de un material se asume que tiene doble impacto, y lo mismo aplica para
doblar la emisión de contaminantes al medioambiente. Aunque se han realizado
algunos avances para reducir esta limitación, el ACV está basado en modelos lineales.
• El ACV se centra en aspectos ambientales asociados a productos y procesos,
excluyendo consecuencias económicas y sociales. Donde los aspectos económicos son
importantes, se puede suponer un análisis de Coste de Ciclo de Vida (CCC) para
convertirse en una adición estándar a las aplicaciones de ACV [Muñoz, 2006]. Sin
embargo, la inclusión de temas sociales en el ACV o la integración de ACV con
herramientas para la evaluación social están todavía en las primeras etapas.
• La disponibilidad de datos es otra limitación. Las bases de datos están siendo
desarrolladas en varios países, pero en la práctica, los datos se quedan frecuentemente
obsoletos, incomparables o de calidad desconocida. Así, la incertidumbre asociada al
uso de estas bases de datos en un marco español que puede ser muy importante,
restando fiabilidad a los resultados obtenidos.
Una única herramienta claramente no puede dar respuestas a todas las cuestiones
planteadas por los aspectos ambientales. Las limitaciones del ACV destacan el hecho de
que en orden de completar esos huecos, otras herramientas analíticas, como las descritas
en el capítulo 1.2, deben añadirse para tomar decisiones de las situaciones.
Respecto a los métodos de Evaluación del ACV, en principio, si se añaden los factores de
ponderación, todos pueden dar una puntuación total o única que exprese la carga
medioambiental total del sistema analizado. Como se ha explicado antes, existen varias
maneras de determinar una puntuación total, por un Panel de ponderación, según la
distancia a un objetivo o con un método monetario. Sin embargo, según la Norma
14040:2006 y 14044:2006 tales puntuaciones únicas no deben emplearse para
comparaciones públicas entre sistemas de productos, pero para otras aplicaciones no hay
problema en usarlos. Estas puntuaciones totales son especialmente útiles en las decisiones
internas de los productos.
Algunos de los métodos de evaluación de impacto son mundialmente aceptados, otros son
ya bien conocidos o especialmente válidos para una región concreta. Algunos se
desarrollan a partir del Estado del Arte y complejos modelos científicos, mientras que
otros se basan en datos relativamente simples y sencillos. Aunque los modelos más
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 97

Análisis de Ciclo de Vida
complejos deben tener alta componente científica, sólo unos pocos expertos pueden, de
hecho, comprender cómo se han hecho, lo cual no los hace totalmente transparentes. Los
métodos más sencillos tienen la ventaja de ser comprensibles, pero pueden estar menos en
línea con el conocimiento científico.
Hay poco consenso en qué categorías de impacto estándar deberían considerarse; ISO
14044:2006 establece que se deben usar todas las categorías de impacto que son relevantes
para el objetivo de un estudio particular; sin dejar fuera impactos importantes. Si se hace
un ACV sobre motores diésel, la lista estándar de categorías de impacto debe cubrir los
efectos respiratorios más importantes de las pequeñas partículas. Por otro lado, para
estudios agrícolas, se debe tener un método que considere el impacto del uso de la tierra.
También existen discrepancias en la evaluación que hace cada método seleccionado a las
categorías de impacto en las etapas de Clasificación y Caracterización. Así, para la
acidificación y eutrofización [Renou et al., 2008], que evalúan el impacto potencial de las
sustancias que generan lluvia ácida, tenemos (ver tabla 3.5), que para los métodos Ecoindicador
99 e IMPACT ambas categorías están combinadas en una única categoría, siendo
la emisión de amoníaco al aire el de mayor peso respecto al resto de
componentes/sustancias de la categoría, en la que también aparecen compuestos de
nitrógeno y azufre, y no de fósforo; mientras que en el método CML las tenemos
directamente disponibles. En el método IMPACT también tenemos Acidificación y
Eutrofización acuáticas, que son adecuadas para nuestro estudio. En el Eco 97 tenemos
una desagregación de categorías según el nombre de la sustancia de referencia.
La eutrofización puede ser considerada como un impacto fiable con el cual comparar
diferentes sistemas de tratamiento de aguas residuales. Sin embargo, en su forma básica,
evalúa el estado local de la eutrofización de un río y no considera su característica en el
punto de descarga. Esto podría ser un límite del ACV empleado como una herramienta de
apoyo decisiva para las aguas residuales. La tendencia actual de incorporar factores de
diferenciación espacial contribuirá a mejorar la evaluación de la Eutrofización desde el
punto de vista de los usuarios locales e indicadores de decisión.
EI 99 Eco 97 CML IMPACT
Acidificación/eutrofización
(NH3 al aire, compuestos N y S)
NH3 Acidificación
(NH3 al aire)
NOx Eutrofización
(P al aire, suelo, agua)
Acidificación/nitrificación
(NH3 al aire, compuestos N y S)
Acidificación acuática
(NH3 al agua, aire)
P Eutrofización acuática
(P al suelo, agua, aire)
Tabla 3.5. Categorías de impacto relacionadas con la Acidificación y Eutrofización. Fuente: software
SimaPro [PRé Consultants, 2008b.]
Respecto a la categoría de impacto efecto invernadero (ver tabla 3.6), todos los métodos
tienen como referencia al CO 2, ya que usan los coeficientes del IPCC, basados en el
método aceptado internacionalmente para calcular el efecto invernadero y no se ven
discrepancias respecto a las sustancias que tienen mayores pesos. Según el IPCC, el NO x
no debería ser considerado, ya que los datos de emisión no son lo suficientemente fiables.
Sin embargo, el N 2O tiene un efecto invernadero 310 veces mayor que el CO 2 y
probablemente debería tenerse una mayor consideración a este gas.
98 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Análisis de Ciclo de Vida
EI 99 Eco 97 CML IMPACT
Categoría de impacto Cambio climático CO2 Efecto Calentamiento global
SOx invernadero
Sustancias más impactantes SF6, metano
Tabla 3.6. Categorías de impacto relacionadas con el Efecto invernadero. Fuente: software SimaPro [PRé
Consultants, 2008b].
Respecto al agotamiento de los minerales y las fuentes de energía, el impacto del
consumo de recursos evalúa la influencia del sistema estudiado en los recursos mundiales.
Hay serias dificultades para seleccionar los valores apropiados de referencias mundiales
para calcular el agotamiento de recursos. También existen diferencias entre los métodos en
cuanto a la importancia relativa de los flujos de energía, según se puede apreciar en la
siguiente tabla.
EI 99 Eco 97 CML IMPACT
Categoría de impacto Combustibles fósiles Energía Agotamiento recursos
abióticos
Extracción mineral
Sustancia más impactante G.N (gas natural) Uranio carbón G.N
Tabla 3.7. Categorías de impacto relacionadas con el Consumo de recursos. Fuente: software SimaPro [PRé
Consultants, 2008b].
La toxicidad se evalúa de varios modos en los métodos de ACV: toxicidad humana y al
ecosistema (ver tabla 3.8). En el CML ambos impactos están directamente disponibles,
mientras que en el Eco 97 no hay disponible ninguna categoría relacionada directamente
con la toxicidad, sino que tenemos varias. El EI 99 tiene la ecotoxicidad (relativa al
ecosistema) y varias categorías relativas a la toxicidad humana: cancerígenos, orgánicos
respirados e inorgánicos respirados. La evaluación de daños posterior agrupa las categorías
en daños a la salud humana (S.H.), al ecosistema (C.E.) y a los recursos. La salud humana
es la que presenta los mayores inconvenientes, según Renou [2008], ya que contiene
impactos como el cambio climático que no concierne directamente a la toxicidad humana.
Este conflicto se ha solucionado en el método IMPACT, que ha añadido un cuarto nivel
de evaluación de daños: cambio climático (C.C.), donde se incluye el calentamiento global,
eliminándolo así de la salud humana. Este método contiene a su vez dos ecotoxicidades,
terrestre y acuática, agrupadas en daños al ecosistema.
EI 99 Eco 97 CML IMPACT
Cancerígenos (S.H.) partículas Toxicidad humana Cancerígenos (S.H.)
Orgánicos respirados COD, N, P (agua) Ecotoxicidad terrestre Orgánicos respirados
(S.H)
(S.H.)
Inorgánicos respirados HRAD, LRAD Inorgánicos respirados
(S.H.)
(S.H.)
Cambio climático (S.H.) Metales (suelo) Radiación (S.H.)
Radiación (S.H.) Cd, Hg, Pb, Zn (agua y aire) Capa de ozono (S.H.)
Capa de ozono (S.H.) Cr, Cu, Ni (agua) Calentamiento global
(C.C.)
Ecotoxicidad (C.E.) Nitratos, pesticidas (suelo) Ecotoxicidad terrestre
(C.E.)
Residuos, residuos especiales Ecotoxicidad acuática
(C.E.)
Tabla 3.8. Categorías de impacto relacionadas con la toxicidad. Fuente: software SimaPro [PRé Consultants,
2008b].
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 99

Análisis de Ciclo de Vida
Los métodos incluyen factores de normalización para diversos países: Holanda, Europa
occidental y mundiales (CML), Europa (EI 99 e IMPACT) y Suecia (Eco 97). Sería
interesante poder disponer de factores de normalización para el territorio español, lo que
nos permitiría comparar diferentes procesos o actividades desarrolladas en España.
La siguiente tabla muestra los porcentajes de ponderación, para las categorías de impacto
que tienen mayor peso, de cada uno de los métodos que disponen de dicha etapa de
evaluación de impactos (todos excepto el CML). Comparando la ponderación entre el EI
99 (perspectiva jerárquica, H/A) e IMPACT, vemos que en el primero de ellos, a los daños
a los recursos (categorías minerales y combustibles fósiles) se les ha dado menor peso
(20%) que en el IMPACT (energía no-renovable y extracción mineral, 25%), mientras que
los daños a la calidad del ecosistema (categorías ecotoxicidad, acidificación/eutrofización y
uso de la tierra) es mayor en el EI 99 que en el IMPACT (categoría calentamiento global),
un 40% frente al 25%.
EI 99 (H/A) Eco 97 IMPACT
Ecotoxicidad
13,3% Hg 35,73% Calentamiento global 25%
Acidificación/Eutrofización 13,3% Cd 17,86 % Energía no-renovable 12,5%
Uso de la tierra
13,3% Hg 17,86 % Extracción mineral 12,5%
Minerales
10% Metales 17,86 %
Combustibles fósiles
10% HRAD 6,85%
Cd 1,64%
Tabla 3.9. Ponderaciones de las categorías más importantes de los métodos. Ver anexo 4. Fuente: software
SimaPro [PRé Consultants, 2008b].
3.5 Resumen
En el presente capítulo se ha expuesto brevemente la metodología general implícita al
ACV, así como las herramientas existentes en el mercado para llevar a cabo distintos
análisis posibles, y la finamente elegida para realizar esta tesis. Posteriormente, y tras la
breve explicación del extenso número de métodos de evaluación de impactos de la propia
herramienta SimaPro (v7.1.8), se ha argumentado la elección de los métodos de evaluación
que finalmente se han aplicado para todos los casos de estudio, teniendo en cuenta trabajos
anteriores en el ámbito del agua, así como el análisis de este sector y la representatividad de
sus bases de datos existentes.
100 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Referencias
Análisis de Ciclo de Vida
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Schmidt, W.P., et al. Screening LCA for sorting the development of products. Proceedings from the
European workshop on LCA, Tarragona, 1996.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 101

4 DESARROLLO DEL ANÁLISIS DE CICLO
DE VIDA
En este capítulo se aplica el ACV a los tratamientos del agua que se van a analizar en esta
tesis: tecnologías de desalación, sistemas de depuración y de tratamiento terciario de
regeneración de aguas residuales (reutilización), y obra hidráulica. Así, primero se
establecen los objetivos del análisis, la función y unidad funcional de los sistemas y se
definen cada uno de ellos. Posteriormente se describe detalladamente cada inventario, que
se ha dividido en tres etapas para facilitar el análisis: montaje, operación y
desmantelamiento o disposición final. Una vez introducido cada inventario en el software
SimaPro (versión 7.1.8), éste nos permite finalmente desarrollar la fase de evaluación de
impactos aplicando los cuatro métodos seleccionados (EI 99, Eco 97, CML baseline e
IMPACT), para obtener unos resultados expresados en emisiones (atmosféricas y al agua) y
en puntuaciones totales (según el método de evaluación). Finalmente, se ha realizado
también el análisis de sensibilidad o incertidumbre de esos resultados obtenidos, con la
ayuda del método Monte-Carlo, a todos los casos analizados previamente.
4.1 Objetivos y alcance del ACV
4.1.1 Objetivos del ACV
El principal objetivo de este Análisis de Ciclo de Vida consiste en obtener una estimación o
aproximación de la información ambiental de todo el ciclo de vida de distintos
procedimientos y tecnologías del agua, integrados con distintas fórmulas de suministro
energético, obteniendo así una comparación lo más objetiva posible entre ellos. Las
tecnologías del agua a los que se realiza el Análisis de Ciclo de Vida son:
• Destilación súbita flash (MSF), destilación multi-efecto (MED), y ósmosis inversa (OI)
como procesos de desalación,
• Tratamiento convencional de fangos activados y de membranas como sistemas de
depuración de aguas residuales,
• Tratamiento terciario de regeneración completo como sistema de reutilización de aguas
residuales,
• Obra hidráulica asociada al proyecto del Trasvase del Ebro.
Y entre los sistemas de generación energética, se han integrado a los anteriores procesos:
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 103

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
• Ciclo Rankine, Ciclo Combinado, configuración híbrida (destilación más OI), sistema
de poligeneración, aprovechamiento de calores residuales y energía nuclear como
sistemas convencionales.
• Solar térmica, solar fotovoltaica, eólica e hidráulica como sistemas de producción de
energía renovable.
Hay que tener presente que los sistemas a analizar no tienen localización espacial ni
temporal concreta, simplemente los situamos en la Europa Occidental y en un período
comprendido entre 1990 y 2009. Como ya se ha dicho en la sección anterior, se va a
realizar un análisis de ciclo de vida bastante completo en lo que respecta a los datos de
inventario porque la entrada de materiales se ha calculado con detalle a partir de
información procedente de proyectos y plantas reales. Respecto a la evaluación de
impactos, se han aplicado varios métodos de evaluación y se han simplificado los resultados
finales, ya que se han eliminado algunas de las categorías de impacto de los métodos
seleccionados sin mucha importancia en el impacto global final de los sistemas (porcentaje
inferior al 1%), para así poder facilitar el análisis y la interpretación de los resultados. Los
resultados obtenidos, que se presentan en éste y en los siguientes capítulos, proporcionan
una panorámica global de las cargas ambientales (y de su potencial de reducción) de las
diferentes tecnologías del agua, suficientemente detallada y precisa como para alcanzar el
objetivo propuesto en esta tesis, a saber: evaluar las principales cargas ambientales
asociados a los distintos procesos de obtención de agua apta para su uso posterior, con el
objeto de determinar, de la forma más objetiva posible, la tecnología que podría resultar
menos perjudicial para el medioambiente.
4.1.2 Alcance del ACV
4.1.2.1 Función de los sistemas
Los procesos de desalación de agua persiguen aportar recursos hídricos externos destinados
al abastecimiento humano, industrial o agrícola; el objetivo de los sistemas de depuración y
reutilización de aguas residuales considerados es contribuir a mejorar la calidad de las aguas
residuales, por lo que se puede incluso dotar un nuevo uso al agua; y las obras hidráulicas
representan una herramienta de gestión de los recursos hídricos disponibles sin
aumentarlos en cantidad. Aunque todas las tecnologías anteriores no tienen la misma
función, tienen el mismo fin, el suministro de los recursos hídricos. La calidad del agua
obtenida por la desalación o la aportada por el proyecto del Trasvase se supone que es la
adecuada y cumple los requerimientos especificados según el uso final que se indica en los
apartados 2.1.2 y 2.2.2, siendo la calidad del agua obtenida con la desalación en general muy
superior a la del proyecto del Trasvase, dada la mediocre calidad media del Ebro en su
tramo final. Con respecto a la reutilización de aguas, hay que recordar que cuenta con usos
impedidos por ley (ingesta), y por tanto su uso final está restringido frente a las otras
técnicas mostradas. La depuración de aguas se incluye como tratamiento de aguas típico
que además es el paso previo a la reutilización, y por tanto están íntimamente ligados.
104 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

4.1.2.2 Unidad funcional
Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
Para los sistemas de desalación se toma como unidad funcional la producción de agua de una
planta desaladora que produce aproximadamente entre 45.000 y 46.000 m 3 /día de agua
potable, con 8.000 horas al año o 333 días al año de operación, es decir, unos 15 hm 3 /año.
Los sistemas de depuración analizados tienen una capacidad de producción media de 3.000
m 3 /día de agua, suficientes para cubrir la demanda de agua de 13.200 habitantes
equivalentes, y teniendo en cuenta que la sustitución de la membrana presente tanto en los
sistemas de tratamiento terciario CAS-TF como los MBR, se realizará cada 7 años.
Para el proyecto de las trasferencias del Ebro se considera un volumen total en destino de 1.000
hm 3 anuales, (siendo 1.050 hm 3 /año la máxima detracción prevista en origen, según la Ley
10/2001), puesto que se estima una evaporación de 50 hm 3 /año.
Se asume que las plantas desaladoras y las depuradoras cuentan una vida media útil de 25
años, y que el proyecto del Trasvase, como obra civil, tiene una vida útil más prolongada,
en este caso se ha tomado un período de 50 años, que coincide además con el amortización
técnica de las obras hidráulicas estatales de esta envergadura.
4.1.2.3 Límites de los sistemas
Los límites generales de los sistemas analizados se muestran en la figura 4.1. En líneas
generales, se incluyen los materiales necesarios para construir los sistemas, sus procesos de
transformación y transporte, la obra civil asociada, los consumos de energía (ya sea térmica
o eléctrica), los productos químicos utilizados en la operación de los procesos analizados, y
el desmantelamiento y traslado a vertedero al terminar su vida útil. La gran mayoría de los
procesos anteriores se encuentran disponibles en la base de datos de SimaPro que
utilizamos para realizar los ACV (Ecoinvent v1.3). En el caso de que no aparezcan en la
misma, por aproximación se eligen procesos similares. Los procesos que pertenezcan a la
base de datos Ecoinvent v1.3 tienen asociadas una serie de emisiones (ya sea al aire, agua y
suelo), y hay que saber y conocer qué es lo que consideran cada uno, para evitar una doble
contabilidad. Por ejemplo, en el caso de que la energía térmica se consiga por la
combustión en una caldera de gas natural, la base de datos dispone del proceso heat, natural
gas, at industrial furnace (MJ), donde ya se incluyen las emisiones de la combustión del gas
natural en la caldera, por lo que no añadiremos más emisiones en el ciclo de vida completo
del sistema que estemos analizando y así evitamos la doble contabilidad de emisiones.
Para los procesos de desalación quedan fuera de los límites de análisis los destinos u usos
finales de los flujos de salida de estas plantas: agua de mar precalentada, salmuera y
destilado o permeado. En el caso de vertidos hipersalinos, éstos no se consideran (ver
apartado 2.1.4), a pesar de que los últimos estudios que se han ido realizando a lo largo de
los últimos 8 años indican que el efecto es bastante localizado pero hay que invertir en
técnicas para su minimización [Gacía y Ballesteros, 2001; Mohamed et al., 2004; Al-
Rawajfeh et al., 2004; AQUA, 2007; Hussein, 2007]. La razón para desestimarlos es que
ninguno de los métodos de evaluación de impactos disponibles en el programa SimaPro
tiene ninguna categoría de impacto para evaluar los efectos del vertido de salmuera al mar.
Al tratarse de un impacto local, para que los posibles efectos pudieran ser evaluados y
considerados, la planta desaladora objeto de estudio debería estar localizada en un lugar
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 105

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
concreto, creándose parámetros de referencia en el punto de descarga, para luego poder
evaluar y cuantificar las consecuencias del vertido de la salmuera, aspecto que queda fuera
del objetivo y alcance de esta tesis (basada en el ACV).
Para los sistemas de depuración, no se han considerado los usos postreros de las aguas
regeneradas por tratamientos terciarios (CAS-TF y MBR sumergido y externo).
Figura 4.1. Límites generales de los sistemas analizados.
El análisis sí tiene en cuenta los siguientes aspectos:
• Los equipos que componen las plantas desaladoras y los sistemas de depuración y
reutilización de aguas residuales.
• Sistemas de producción de energía que aportan al tratamiento de aguas.
• Los materiales de construcción de las instalaciones (en principio se incluye también el
transporte de los materiales) y los procesos de transformación para su obtención.
• Operación y mantenimiento de éstas.
• Desmantelamiento y disposición final (sin considerar ningún reciclado de materiales) de
la planta completa.
106 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
Para el proyecto del Trasvase del Ebro, se consideraron las etapas de movimiento de tierras
(considerando sólo el volumen de tierra que ocupa el canal/túnel, y el terraplenado según
proyecto) y la evacuación del material extraído a una distancia media de 50 km),
construcción y operación de las instalaciones.
Las principales limitaciones consideradas para la obra hidráulica del proyecto del Trasvase
del Ebro son:
• El impacto ambiental en la cuenca cedente debido a una detracción considerable anual
con respecto a su régimen natural y específicamente aguas debajo de su toma, en el
Delta del Ebro. Tampoco valoraciones de índole económica y social (costes de
oportunidad del volumen trasvasado en la Cuenca del Ebro).
• Se excluyen los efectos biológicos derivados de la mezcla de agua de dos cuencas
hidrográficas, que posibilitan y facilitan la llegada de organismos acuáticos a territorios
no autóctonos, amenazando la supervivencia de estos últimos [Elvira, 2001]. Un
ejemplo ilustrativo sería la posible invasión o expansión del mejillón cebra en las
cuencas levantinas, cuyos efectos económicos y medioambientales pueden ser muy
graves [Araujo, 2006; CHE, 2006a, 2006b].
• No se incluyen las infraestructuras secundarias de las redes de distribución a partir de
las detracciones propuestas en el Proyecto de Transferencias, dada la indefinición de
futuros usos del agua trasvasada y por tanto de su infraestructura necesaria.
• No se considera el movimiento de tierras necesario para la construcción de las plantas
desaladoras ni las depuradoras, al ser despreciable con respecto al del Trasvase.
• No se evalúa el efecto del mantenimiento de la explotación del trasvase, en vista de que
en el Proyecto de Transferencias se presupuestaba sólo un 1% del coste anual para este
concepto.
• Tampoco se evalúa el ruido producido por las instalaciones de bombeo y
aprovechamiento hidroeléctrico, ya que son muy localizadas en una traza de más de 900
km.
En todos los casos se aplicarán las siguientes reglas de corte:
• Se considerarán únicamente los componentes de los sistemas con un peso/volumen
mayor al 1% del sistema, pero teniendo cuidado de no omitir partes importantes en las
que no existe una correlación directa entre impacto/peso o volumen, y en los que la
peligrosidad o toxicidad sea un factor crítico.
• No se considerarán aquellos componentes que contribuyan con un valor económico
inferior al 1% del total.
• No se considerarán las etapas que contribuyan con menos del 0,1% al análisis de
inventario o relevancia ambiental.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 107

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
Las principales entradas de materiales para todos los sistemas se producen en la fase de
construcción, y las entradas de energía se concentran en la fase de operación.
4.1.2.4 Definición de los sistemas
Hay una clara distinción conceptual y técnica entre los procesos de desalación (MSF, MED
y OI), los sistemas de depuración y reutilización (CAS, CAS-TF, MBR sumergido y
externo, y ETT) y entre una obra hidráulica (Trasvase). A continuación se esquematizan las
características principales de cada uno de ellos.
Procesos de desalación
La planta MSF estudiada recircula el agua de mar en su proceso, cuenta con tratamiento
antiincrustante de alta temperatura, y configuración de flujo cruzado (cross-tube). La
unidad cuenta con 20 etapas en cascada, las cuales producen un total de 45.500 m 3 /día de
agua desalada. La energía térmica consumida por la planta es 333 MJ/m 3 de agua producida
y el consumo mecánico es de 4 kWh/m 3 de agua producida. Los datos se han adaptado de
la planta real MSF de Al-Taweelah B (Emiratos Árabes Unidos), que tiene 6 unidades MSF,
produciendo 57.600 m 3 al día en condiciones nominales [Raluy, 2003].
La planta MED analizada tiene una configuración de evaporadores/condensadores
horizontales (HFF) y un tratamiento antiincrustante de alta temperatura. Consta de 5
unidades en paralelo con 14 etapas en cascada, produciendo un total de 45.000 m 3 /día de
agua desalada. La energía térmica consumida de media por la planta es 263 MJ/m 3 de agua
destilada, y su consumo mecánico de bombeo es de 2 kWh/m 3 de destilado. Dada la
inexistencia de un inventario de materiales para esta planta, se han adaptado
convenientemente los de la planta real MSF de Al-Taweelah B [Raluy, 2003], al ser de
naturaleza similar.
La planta de OI considerada está formada por 8 líneas o módulos de ósmosis inversa, las
cuales producen un total de 46.000 m 3 /día de agua desalada. Cada línea está formada por
82 tubos y cada tubo contiene a su vez en su ser 7 membranas de ósmosis inversa. La
membrana de arrollamiento en espiral empleada es del modelo de 8 pulgadas TORAY SU-
820FA, de poliamida aromática y una vida media de 5 años. Tiene un porcentaje de rechazo
de sales en diseño del 99,75%; una superficie efectiva de 32 m 2 ; su presión máxima de
trabajo es de 8.969 kPa y su peso en seco es de 18-20 kg. La energía eléctrica consumida
por la planta es de 4 kWh/m 3 de agua producida. Los datos se han tomado de una planta
de OI operando en Antofagasta (Chile), que tiene 2 líneas de OI produciendo un total de
13.000 m 3 /día de agua dulce [Raluy, 2003].
Sistemas de depuración de aguas residuales
La línea de tratamiento de agua de la estación depuradora de aguas residuales con sistema
convencional de fangos activados (CAS) estudiada, consta de las siguientes partes: pretratamiento,
desarenado-desengrasado, reactor biológico y decantación secundaria. Los fangos
producidos se llevan a un tratamiento de espesamiento y deshidratación, y una vez tratados
se trasladan a vertedero o bien son utilizados como fertilizantes. Los 2 reactores biológicos
tienen una capacidad de 696 m 3 , y cada reactor tiene 2 agitadores sumergidos y 3 grados de
aireación, con 125 difusores por unidad. La energía eléctrica consumida es de 0,5 kWh/m 3
de agua tratada. Los datos para el estudio de este sistema se han adaptado del proyecto de
la Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) de Tauste (Zaragoza), facilitado por
108 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
la empresa constructora IDECONSA [2003]. Los sistemas adicionales al tratamiento
secundario han partido de estos datos, y se han basado esencialmente en datos recopilados
en distintas fuentes bibliográficas [Ortiz, 2006].
El sistema convencional de fangos activos con tratamiento terciario (CAS-TF) consta de las mismas
partes que el sistema CAS, más un tratamiento terciario basado en ultrafiltración con
membranas. El tratamiento terciario consta de dos tanques con 6 casetes de membranas de
22 elementos cada uno. Las membranas utilizadas en este tratamiento terciario son el
modelo ZeeWeed 1000 de Zenon. Un módulo ZeeWeed 1000 tiene 36 m 2 de membrana,
montados en 2 colectores verticales. La energía eléctrica consumida de media es de 1,2
kWh por m 3 de agua tratada [Ortiz, 2006].
La línea de tratamiento que incluye el sistema bioreactor de membranas MBR externo,
consta de las etapas: pretratamiento, desarenado-desengrasado, biorreactores de membrana,
espesamiento y deshidratación de fangos. Cada uno de los dos biorreactores de membrana
ZeeWeed 500 contiene 6 casetes de 22 elementos cada uno. En este caso, la energía
eléctrica que consume es de 1 kWh por m 3 de agua tratada [Ortiz, 2006].
El sistema MBR sumergido consta de: pretratamiento, desarenado-desengrasado,
biorreactores de membrana, tanques de membranas, espesamiento y deshidratación de
fangos. Hay dos tanques de membranas UF ZeeWeed 500 con 6 casetes de 22 elementos
cada uno. La energía eléctrica consumida es de 0,8 kWh/m 3 [Ortiz, 2006].
Los 4 sistemas anteriores de tratamiento de aguas residuales tienen una producción media
de 3.000 m 3 /día de agua y satisfacen las necesidades de 13.200 habitantes equivalentes
durante los 25 años de vida estimada de la EDAR, teniendo en cuenta que la sustitución de
la membrana se realizará cada 7 años.
Sistemas de regeneración y reutilización de Arrato (Álava)
La planta de regeneración y reutilización de agua para riego agrícola de Arrato, con una
capacidad de tratamiento de 400 l/s, está integrada por los procesos de coagulaciónfloculación,
decantación, filtración con arena y desinfección con hipoclorito del efluente
secundario, que es captado de la salida de los decantadores secundarios de la EDAR
municipal aneja, que data de 1996. El agua regenerada se utiliza para riego por aspersión de
diversos cultivos (1.000 ha regadas de forma continua, siendo 3.400 ha las posibles), entre
ellos algunos de consumo en crudo directo. El modelo de gestión incluye la provisión del
agua regenerada de excelente calidad (ausencia de coliformes fecales en 100 ml), así como
información periódica sobre la salinidad del agua y su contenido de nutrientes, de modo
que los agricultores puedan ajustar su plan de fertilización de manera adecuada. La energía
mecánica consumida es de 1,043 kWh/m 3 (incluye bombeo) de agua regenerada.
Obra hidráulica: proyecto de las transferencias del Ebro
El proyecto del trasvase del Ebro tiene técnicamente una capacidad máxima de detracción
de agua de 1.050 hm 3 /año (el máximo previsto en la Ley 10/2001). Como hipótesis se
supone que todas las infraestructuras del proyecto del Trasvase (canales, acueductos,
sifones, tuberías, túneles, almenaras, balsas de regulación y embalse de Azorín) son de
nueva construcción, aunque había tramos de recrecimiento de canales existentes. Se asume
así por simplicidad de cálculos y porque la magnitud del recrecimiento es realmente
importante con respecto al existente. Para este trabajo se considera el consumo energético
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 109

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
promedio para el trasvase de 2,5 kWh/m 3 [CIRCE, 2003; Trasagua, 2003]. La longitud total
del trazado es aproximadamente de unos 916 km, que se reparten para cada tipo de
infraestructura según la siguiente tabla:
Elementos Longitud (km)
Tuberías 391
Canales trapeciales 253
Canales rectangulares 78
Sifones 83
Acueductos 12
Túneles 95
Embalse 4
TOTAL 916
Tabla 4.1. Longitud de los tipos de infraestructuras empleados en el trasvase. Fuente:
Trasagua (2003).
4.2 Análisis de inventario de los sistemas analizados
SimaPro permite dividir el proceso, producto o actividad en diversas fases: Montaje,
Escenario de Disposición final, Desmantelamiento, Reutilizar y Ciclo de vida.
Para facilitar el análisis cada sistema se ha divido en 3 fases de ciclo de vida (ver figura 4.1):
• Construcción o montaje, que a su vez se ha dividido en los distintos componentes o
equipos que forman cada sistema, e incluyen los materiales, procesos y transporte
necesarios para fabricar cada componente, y la obra civil asociada a cada sistema. Como
es un análisis general, y dadas las características de las plantas de tratamiento, en la
mayoría de los subsistemas o componentes del montaje se ha considerado que está
formado por un único material.
• Operación, incluye el consumo térmico y/o electricidad y consumo de productos
químicos.
• Desmantelamiento, incluye el desmontaje de las estructuras, transporte de los residuos
y disposición final en el vertedero, contemplando la posibilidad de reciclado y/o
reutilización de componentes o materiales.
En el anexo 5.1 se incluyen los datos de Ecoinvent v1.3 [Pré Consultants, 2004b] utilizados
para el inventario de los sistemas.
4.2.1 Análisis de inventario de las desaladoras
Los datos de inventario detallados de los procesos de desalación aparecen en el anexo 5.2.
A continuación aparece una tabla resumen con los materiales utilizados en la fase de
montaje o construcción de cada planta.
110 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
MATERIAL MSF MED OI
Hierro fundido (ton) 30 30 10
Hormigón (ton) 6.000 6.000 2.000
Hormigón armado (ton) 2.500 2.500 750
Acero (ton) 300 300 1.350
Acero inoxidable (ton) 3.370 230 6
Acero baja aleación (ton) 740 740 -
Acero con Ni-Cu (ton) 826 3.200 -
Acero con Ti (ton) 100 - -
Resina epoxi (kg) - - 354
Arena silícea (ton) - - 1.000
Poliamida aromática (ton) - - 6
Tabla 4.2. Cantidad total de materiales para la construcción de las plantas de desalación.
Las tablas de inventario donde aparecen todas las sustancias de entrada y salida (materias
primas, emisiones al aire, agua, suelo y residuos) de todas las plantas desaladoras, tanto de
los procesos de destilación como de la ósmosis inversa, aparecen en los anexos 6.1 a 6.3.
No obstante, en la tabla siguiente se recogen los datos principales para los procesos de
desalación en la fase de operación.
MSF MED OI
ENTRADAS
Agua entrada (m3/día) 477.600 150.000 102.240
Electricidad (kWh/kg agua desalada) 0,004 0,002 0,004
Gas Natural (kg/kg agua desalada) 7,9·10-3 5,5·10-3 Reactivos químicos
-
Hexametafosfato sódico (kg/kg destilado) 73,4·10-6 23,3·10-6 2,22·10-6 HCl (kg/kg destilado) 52,4·10-6 16,6·10-6 -
Hipoclorito sódico (kg/kg destilado) - - 2,72·10-6 H2SO4 (kg/kg destilado) - - 46,2·10 -6
Bisulfito sódico (kg/kg destilado) - - 33,3·10 -6
Coagulante, Al2(SO4)3 (kg/kg destilado) - - 83·10 -6
Ca(OH)2 (kg/kg destilado) - - 2,5·10 -6
SALIDAS
Salmuera (m 3/día) 118.100 105.000 56.230
Agua producto (m 3/día) 45.500 45.000 46.000
Tabla 4.3. Resumen de entradas y salidas en la operación de las plantas desaladoras.
4.2.2 Análisis de inventario de los sistemas de depuración de aguas
residuales
Los datos y tablas de inventario detallados de los sistemas de depuración de aguas
residuales aparecen en los anexos 5.3 y 6.4 a 6.7. La tabla resumen adjunta muestra los
materiales utilizados en la fase de montaje o construcción de cada planta depuradora.
MATERIAL CAS CAS-TF MBR externo MBR sumergido
Hormigón (ton) 1.231 1.231 156 156
Hormigón armado (ton) 5.570 5.570 2.660 2.660
Acero (ton) 451 463 218 203
Hierro fundido (ton) 17,62 19,6 30,6 11,5
PVDC (polivinildenoclorato) (ton) - 92 193 193
Tabla 4.4. Cantidad total de materiales para la construcción de las plantas depuradoras.
Las tablas de inventario donde aparecen todas las sustancias de entrada y salida (materias
primas, emisiones al aire, agua, suelo y residuos) de las plantas depuradoras consideradas,
aparecen en Ortiz [2006]. No obstante, en la tabla tabla 4.5 se muestran las entradas y
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 111

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
salidas durante la fase de ejecución. En la tabla 4.6 se muestran los datos de calidad de las
aguas tratadas, y de otros parámetros de funcionamiento, valores cruciales en la operación
de las EDAR y tratamientos terciarios adicionales.
CAS CAS-TF MBR externo MBR sumergido
ENTRADAS
Electricidad (kWh/m3 agua tratada) 0,5 1,2 1,0 0,8
Polielectrolito, poliacrilato sódico (kg/día) 2,5
Floculante, tricloruro de hierro (kg/día)
SALIDAS
72
Agua tratada (m3/día) 3.000
Residuos sólidos (kg/día) 48
Arenas y grasas (kg/día) 30
Fangos (kg/día) 495 225 141 141
Tabla 4.5. Parámetros de entrada y salida de las aguas tratadas.
PARÁMETRO Entrada Salida CAS Salida membranas UF
DBO5 (mg/l) 225 25 5
DQO (mg/l) 560 125 35
SST (mg/l) 230 35 5
Nt (mg/l) 52 10 9
Pt (mg/l) 10 2 0.1
Tabla 4.6. Resumen de entradas y salidas en la operación de las plantas depuradoras.
4.2.3 Análisis de Inventario de la ETT de Arrato
El sistema de regeneración y reutilización de agua para riego agrícola de Arrato se proyectó
siguiendo la línea de tratamiento más exigente recomendada por el Título 22 del Código del
Agua de California, que se corresponde al de una planta potabilizadora convencional.
Según la figura 4.2, dicha planta de tratamiento terciario con una capacidad de tratamiento
de 400 l/s, consta de una balsa donde se añade el coagulante y floculante, 2 cámaras de
floculación, 2 decantadores lamelares, 4 filtros de arena y una balsa de cloración (con un
laberinto que permite un tiempo de contacto de 90 minutos).
Figura 4.2. Esquema de funcionamiento de la planta de tratamiento terciario de la comunidad de regantes de
Arrato (Álava). Fuente: López et al. (2005).
112 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
No hay precloración para evitar la formación de productos organoclorados, cuando el agua
de entrada puede llegar a concentraciones de sólidos en suspensión de 40 mg/L. Una vez
floculada, el agua pasa a los decantadores lamelares, en donde es clarificada hasta una
turbidez no mayor de 6 N.T.U. Con un agua decantada de 6 N.T.U. se obtiene durante 14
horas un agua filtrada de menos de 2 N.T.U., mientras que con agua decantada de 9
N.T.U., los filtros sólo aguantan 2 horas, llegando a colmatarse o taponarse a partir de las
tres horas. Ello se traduce en una necesidad de lavado frecuente de filtros. Las
consecuencias de todo ello son un aumento en el gasto de energía y una disminución de la
capacidad de tratamiento, puesto que un alto porcentaje del agua se utiliza para lavar los
filtros.
El agua es filtrada con turbidez inferior a 2 N.T.U. y se somete a una desinfección
mediante hipoclorito sódico. El tiempo de contacto es de unos 90 minutos, con lo que se
consigue un grado de desinfección suficientemente elevado. La dosis de cloro necesaria
para llegar a este nivel de desinfección, es de 8 mg/L como máximo, si se respeta el tiempo
de contacto anteriormente mencionado.
En la siguiente tabla aparecen las calidades del agua tratada y de salida de la ETT.
CE (μs/cm) DBO5 (mg/l) DQO (mg/l) NO3 (mg/l) NH4 (mg/l) Turbidez
(NTU)
Agua entrada 800 12 30 45 1,5 10
Agua salida 800 6 20 45 1,4 1
Tabla 4.7. Parámetros de calidad de las aguas de la ETT de Arrato. Fuente: López et al. (2005).
A continuación, la tabla resumen contiene los materiales utilizados en la fase montaje o
construcción de la planta regeneradora. Los datos de inventario detallados del proyecto de
la ETT aparecen en el anexo 5.4.
MATERIAL ETT
Hormigón (ton) 1.788,4
Arena (ton) 115,2
Acero (kg) 350
Hormigón armado (ton) 497,6
PVC (ton) 541,9
Aluminio (ton) 1,357
Tabla 4.8. Cantidad total de materiales para la construcción de la ETT de Arrato.
La tabla 4.9 recoge las características más significativas para la ETT en su fase de
operación. Una relación completa de las tablas de inventario donde se incluyen todas las
entradas y salidas (materias primas, emisiones al aire, agua, suelo y residuos) se encuentran
en el anexo 6.8.
ENTRADAS ETT
Agua a tratar (m 3/día) 34.500
Electricidad (kWh/m 3 agua tratada) 1,044
SALIDAS
Agua tratada (m 3/día) 34.500
Coagulante, policloruro de Al (g/m 3) 20
Floculante, electrolito anódico (g/m 3 agua tratada) 0,2
Hipoclorito sódico (g/m 3 agua tratada) 60
Tabla 4.9. Resumen de entradas y salidas en la operación de la ETT de Arrato.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 113

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
4.2.4 Análisis de inventario del proyecto del Trasvase del Ebro
Los datos de inventario detallados del proyecto del trasvase del Ebro aparecen en el anexo
5.6. A continuación aparece una tabla resumen con los materiales utilizados en la fase
montaje o construcción de la obra hidráulica.
MATERIAL Cantidad (kton)
Hormigón armado 8.400
Cemento 1.240
Grava 16.555
Arena 4.520
Acero 1.052
Polietileno 16
Tabla 4.10. Materiales necesarios para construir el canal del proyecto del Trasvase del Ebro.
Las tablas de inventario donde aparecen todas las sustancias de entrada y salida (materias
primas, emisiones al aire, agua, suelo y residuos) de la obra hidráulica, aparecen en el anexo
6.9. Se consideró un consumo energético promedio para el trasvase de 2,5 kWh/m 3 .
4.2.5 Ajuste de los límites de los sistemas
Los primeros análisis de los resultados muestran que los procesos de transformación de los
materiales hasta convertirlos en los componentes (bombas, caldera, etc…) de los sistemas
analizados, tienen poca relevancia ambiental en los sistemas analizados (según las reglas de
corte seleccionadas, deben quedar fuera los procesos que contribuyen menos del 0,1% al
análisis de inventario), por lo que la mayoría se han desestimado para el análisis final, lo
mismo ocurre con los procesos de transporte.
4.3 Evaluación de impactos del ACV de los sistemas analizados
Una vez definidos e inventariados todos los sistemas a analizar, se procede a realizar la
evaluación de impactos del ACV a través de la última versión disponible (7.1.8) del
programa SimaPro. Los métodos de evaluación seleccionados, como ya se ha explicado
anteriormente han sido el método CML baseline 2002, el Ecopuntos 97, el Eco-indicador
99 y el IMPACT 2002+.
Los resultados de la evaluación de impactos obtenidos con SimaPro para cada sistema se
presentan a través de:
• las emisiones atmosféricas y al agua que se han considerado más importantes al
considerarlas más fácilmente perceptibles y comprensibles (aire: CO 2, SO x, NO x, y
NMVOC -Compuestos orgánicos volátiles distintos del metano-; agua: DBO 5, nitratos,
fosfatos y sulfatos), que son obtenidas en la etapa de Clasificación del método de
evaluación, y que son las mismas sea cual sea el método seleccionado. En el anexo 6 se
muestran las listas completas y detalladas de materias primas y emisiones a los tres
medios (aire, agua y suelo) para cada uno de los sistemas analizados;
• las puntuaciones totales obtenidas en la etapa de ponderación para los métodos Eco 97
(versión Ecopuntos), EI 99 (perspectiva jerárquica media H/A), e IMPACT 2002+;
114 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
• y valores adimensionales obtenidos en la etapa de normalización para el método CML
(factores normalizados a nivel mundial de 1995).
Respecto a los efectos nocivos de las sustancias emitidas al aire que hemos considerado
para analizar los resultados tenemos que:
- El CO 2 es uno de los gases responsables del efecto invernadero.
- Los SO x son también uno de los gases responsables de la lluvia ácida, que es un
complejo fenómeno químico y atmosférico que ocurre cuando las emisiones de
compuestos de azufre y nitrógeno, y otras sustancias, son transformadas por
proceso químicos en la atmósfera, frecuentemente lejos de las fuentes
originales, y luego depositadas sobre la tierra en forma húmeda (lluvia, nieve o
niebla) o seca (gases ácidos o partículas).
- El NO x es el principal componente del smog fotoquímico, relacionado con la
capa de ozono y es también responsable de la lluvia ácida.
- Los NMVOC son compuestos formados principalmente por hidrocarburos y
alguno de los siguientes grupos químicos: alcoholes, aldehídos, alcanos,
aromáticos, cetonas y derivados halogenados. En función de su composición y
toxicidad, pueden ser extremadamente peligrosos para la salud humana (el
benceno es cancerígeno y produce efectos psicológicos adversos). Con respecto
a su incidencia en el medio ambiente, estos compuestos son precursores de
ozono, es decir, que al mezclarse con otros contaminantes atmosféricos, como
los NO x, y reaccionar con la luz solar, son capaces de formar ozono a nivel de
suelo, que es nocivo para el ser humano, y el principal agente que contribuye al
smog fotoquímico.
Y en relación a los efectos adversos de las emisiones al agua, tenemos que:
- La DBO 5 es un parámetro utilizado para medir la contaminación de tipo
orgánica de un cuerpo de agua o de un agua residual. A mayor DBO 5, mayor
grado de contaminación.
- Los nitratos son nutrientes y su aporte favorece el desarrollo de algas y por tanto
la eutrofización del agua. En concentraciones altas provocan sabores
desagradables en el agua. También pueden ser reducidos a nitritos y producir
metahemoglobinemia en los niños (> 10 mg/l), por oxidación del hierro de la
hemoglobina por lo que no se transporta el oxígeno a los tejidos. También se
pueden combinar con otros compuestos y producir otros compuestos, muchos
de ellos cancerígenos.
- Los fosfatos pueden también contribuir a la eutrofización de las aguas.
- Los sulfatos son uno de los aniones más abundantes en las aguas naturales y
contribuyen a su acidificación. Además, causa dos problemas asociados con el
manejo y tratamiento de aguas residuales: olor (resultante de la reducción de los
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 115

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
sulfatos a sulfuros de hidrógeno en condiciones anaerobias), y problemas de
corrosión de cañerías.
Estos resultados han sufrido variaciones desde los primeros análisis realizados debido al
cambio de versiones del programa SimaPro (de la 5.0 con la que se empezó a trabajar hasta
la 7.1.8 actual), que ha ido actualizando sus bases de datos o librerías y métodos
disponibles, así como incorporando otra(o)s nuevos. Sin embargo, se han unificado los
datos utilizados en todos los sistemas analizados para que provinieran de una única base de
datos, la Ecoinvent v1.3 [Pré Consultants, 2004b], que es la última librería que se ha
incorporado a SimaPro, tiene sus datos más actuales e incorpora nuevos procesos que otras
librerías no tenían (como por ejemplo datos relativos a las energías renovables y la
cogeneración).
Inicialmente de la evaluación de impactos se consideraron todas las categorías de impacto
incluidas en los métodos seleccionados, para no omitir posibles cuestiones ambientales
importantes. Pero estos primeros resultados mostraban que algunas categorías de impacto
tenían un porcentaje de impacto muy pequeño sobre el impacto global del sistema
analizado (por ejemplo la categoría toxicidad humana en el método CML, la categoría
emisiones de Hg al aire en el Eco 97, y la categoría orgánicos respirados en el EI 99), por lo
que se dejaron fuera para simplificar los análisis. Las categorías de impacto consideradas
para cada unos de los métodos elegidos quedan según la siguiente tabla:
EI 99 Ecopuntos 97 CML 2 baseline IMPACT 2002+
Cancerígenos NOx Agotamiento recursos abióticos Cancerígenos
Inorgánicos respirados SOx Acidificación No-cancerígenos
Cambio Climático NMVOC Calentamiento global Inorgánicos respirados
Ecotoxicidad Partículas PM10 Ecotoxicidad agua dulce Ecotoxicidad acuática
Acidificac./Eutrofización CO2 Ecotoxicidad acuática marina Ecotoxicidad terrestre
Uso de la tierra Residuos Ecotoxicidad terrestre Acidific/nitrificac. terrestre
Minerales LMRAD Formación fotoquímica Ocupación tierra
Combustibles fósiles HRAD Calentamiento global
Energía Energía no renovable
LMRAD: baja y media radiactividad; HRAD: alta radiactividad.
Tabla 4.11. Categorías de impacto medioambiental consideradas en los métodos.
En las secciones siguientes se muestran los resultados de las evaluaciones de impacto del
ACV obtenidos para cada grupo de tecnología del agua analizada, en primer lugar los
procesos de desalación, después los sistemas de depuración y reutilización de aguas
residuales, la estación de tratamiento terciario, y por último la obra hidráulica del proyecto
del trasvase del Ebro.
Para establecer un rango de incertidumbre en los resultados de la evaluación de impactos,
se ha utilizado el modelo de simulación estocástico Monte-Carlo que ya está implementado
en SimaPro, el cual reemplaza puntos estimados con variables aleatorias de funciones
densidad de probabilidad [Muñoz et al., 2007]. La clave del método es ejecutar la simulación
del inventario cientos o miles de veces para tener estadísticamente un número suficiente de
resultados. Cada vez que se ejecuta, se seleccionan nuevos valores de las variables
aleatorias, obteniendo un nuevo resultado para cada categoría de impacto. En este caso se
ejecutan 1.000 simulaciones con un intervalo de confianza del 95%. Los parámetros que
calcula el método Monte-Carlo son la media, la mediana, la desviación estándar media (DS),
116 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
el coeficiente de variabilidad (CV), y el error estándar de la media. En esta tesis reflejaremos
la media y el CV, éste último nos dará información sobre la dispersión de los resultados.
4.3.1 Tecnologías de desalación
Para establecer un nivel de referencia para la comparación entre los procesos de desalación,
primero se presentan los resultados individuales de la evaluación de impactos del ACV de
las tecnologías de desalación convencionales y con el estado actual del arte de la tecnología
(MSF, MED y OI), según los cuatro métodos de evaluación. En este caso “base”, el input
eléctrico para todos los sistemas corresponde al mix o escenario de producción de energía
europeo medio (cuyo origen de la energía es: 43,3% térmico; 40,3% nuclear y 16,4%
hidroeléctrico [Pré Consultants, 2004b]). El consumo térmico de la MSF y MED proviene
de una caldera convencional, con un 90% de eficiencia, la cual se ha considerado como un
componente más de la planta [Raluy, 2005a]. Posteriormente, se comparan las tres
tecnologías de desalación.
4.3.1.1 Evaluación de impactos de la MSF
La tabla de inventario detallada que incluye todas las entradas y salidas de sustancias
(materias primas, emisiones atmosféricas, al agua y al suelo, y residuos) de la planta de
destilación MSF considerada, se puede encontrar en el anexo 6.1. La tabla 4.12 muestra las
emisiones más relevantes producidas en las distintas fases en las que se ha dividido la planta
desaladora MSF.
Montaje MSF Operación MSF Desmant. MSF TOTAL
kg CO2/m 3 agua producida 0,081 24,38 358·10 -3 24,469
g NOx/m 3 0,306 18,3 4,7·10 -3 18,69
g NMVOC/m 3 0,054 6,107 1·10 -4 6,066
g SOx/m 3 2,86 18,72 2·10 -3 21,58
DBO5 (g/m 3) 0,264 3,84 0,689 4,788
Nitratos (g/m 3) 0,00088 0,483 0,104 0,153
Fosfatos (g/m 3) 0,0064 1,414 0,0012 1,422
Sulfatos (g/m 3) 0,983 77,716 0,117 78,816
Tabla 4.12. Emisiones relevantes producidas por las etapas de la MSF.
Entre las emisiones atmosféricas seleccionadas, la más destacable producida durante todo
el ciclo de vida del sistema MSF es el CO 2, seguida de SO x y NO x. En general, se puede
decir que durante la fase de operación de la MSF se producen las mayores emisiones
atmosféricas. La fase de desmantelamiento de la planta apenas genera emisiones a la
atmósfera.
Respecto a las emisiones al agua, al igual que en las emisiones atmosféricas, es en la etapa
de la operación de la planta MSF donde se produce la mayor difusión de sustancias. Sin
embargo y para distintas sustancias (DBO 5 y nitratos), la fase de desmantelamiento supera a
la del montaje.
A continuación se muestran gráficamente y según el método de evaluación aplicado, las
puntuaciones y valores parciales asociadas a cada etapa del ciclo de vida de la destiladora
MSF.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 117

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
7,E+08
6,E+08
5,E+08
4,E+08
3,E+08
2,E+08
1,E+08
0,E+00
4,E+12
3,E+12
3,E+12
2,E+12
2,E+12
1,E+12
5,E+11
0,E+00
8,8 MPtos
616,2 MPtos
563 Ptos
Montaje MSF Operación MSF Desmantelamiento MSF
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático
Ecotoxicidad Acidificación/ Eutrofización Uso tierra
Minerales Combustibles fósiles
Figura 4.3. Puntuaciones de la desaladora MSF según el método EI 99.
11 GPtos
3620 GPtos
4 GPtos
Montaje MSF Operación MSF Desmantelamiento MSF
NOx SOx NMVOC Partículas PM10 CO2 Residuos LMRAD HRAD Energía
Figura 4.4. Puntuaciones de la desaladora MSF según el método Eco 97.
Con el método EI 99 (figura 4.3) se aprecia la importancia de la fase operación o
producción de destilado MSF en todo el ciclo de vida de la planta, causando el 98,5% de
los impactos, sobre todo en la categoría de combustibles fósiles (83%) y cambio climático
(8%), debido principalmente al consumo directo de gas natural e indirecto de otras fuentes
de energía primaria para producir electricidad, que en su combustión emiten sustancias a la
atmósfera y contribuyen al cambio climático. El montaje apenas contribuye en un 1,4% del
118 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
impacto global, y tiene dos órdenes de magnitud menos en la puntuación total que la fase
operación. La etapa de desmantelamiento tiene una puntuación prácticamente despreciable
comparada con las otras dos fases.
Según el método Eco 97 (figura 4.4), la operación de la MSF causa el 96% de los impactos,
sobre todo en las categorías de impacto CO 2 (59%), NO x (15%) y SO x (12%), todas ellas
claramente relacionadas con emisiones atmosféricas. La fase montaje contribuye casi un
3% al total, su mayor impacto es un 57% en la categoría SO x, y obtiene una puntuación
total de dos órdenes de magnitud menor que la operación, mientras que el
desmantelamiento apenas afecta comparada con las otras dos etapas del ACV.
0,0025
0,002
0,0015
0,001
0,0005
0
1,6·10-4
0,0021
3,25·10-5
Montaje MSF Operación MSF Desmantelamiento MSF
Agotamiento abiótico Acidificación Calentam. Global
Ecot. acuática agua dulce Ecot. acuática marina Ecot. terrestre
Oxidac. fotoquímica
Figura 4.5. Valores de la desaladora MSF según el método CML.
La figura 4.5 muestra, según el método CML, que la operación de la desaladora MSF es la
etapa que tiene asociados los mayores impactos (cerca del 92% del total), mientras que la
aportación total de la fase montaje es casi un 7%, siendo la ecotoxicidad acuática marina la
categoría con mayor carga ambiental en ambas fases (un 58% para la operación y casi el
74% en el montaje). A dicha categoría contribuyen las emisiones a los tres medios, pero hay
una mayor presencia de sustancias emitidas al agua y al suelo. El montaje tiene un valor
final de dos órdenes de magnitud menor que la operación y el desmantelamiento apenas
tiene asociada carga ambiental.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 119

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
2,5E+06
2,0E+06
1,5E+06
1,0E+06
5,0E+05
0,0E+00
28,5 kPtos
2391 kPtos
242 Ptos
Montaje MSF Operación MSF Desmantelamiento MSF
Cancerígenos No-cancerígenos Inorgánicos respirados
Ecotoxicidad acuática Ecotoxicidad terrestre Acid/nutri terrestre
Ocupación tierra Calentam. global Energía no-renovable
Figura 4.6. Puntuaciones de la desaladora MSF según el método IMPACT.
Al igual que sucede con los 3 métodos anteriores, con el método IMPACT, se mantiene la
misma tendencia: la operación de la MSF tiene asignados la gran mayoría de los impactos
(casi el 99%), sobre todo en las categorías energía no-renovable (50%) y calentamiento
global (39%); el consumo de combustibles fósiles contribuye a la primera y las emisiones al
aire a la segunda categoría de impacto. La fase montaje participa con apenas un 1% al total,
su mayor carga ambiental es casi un 52% en la categoría inorgánicos respirados, y obtiene
una puntuación total de dos órdenes de magnitud menor que la operación, mientras que el
desmantelamiento sigue sin apenas afectar comparado con las otras dos fases del ACV de
la planta desaladora MSF.
4.3.1.2 Evaluación de impactos de la MED
La tabla de inventario completa que incluye todas las entradas y salidas de sustancias de la
planta de desalación térmica MED considerada en esta tesis se encuentra en el anexo 6.2.
La tabla 4.13 por su parte, muestra las emisiones producidas en las distintas fases en las que
se ha dividido la planta desaladora MED.
Montaje MED Operación MED Desmant. MED TOTAL
kg CO2/m 3 agua producida 0,11 18,66 5,5·10 -3 18,805
g NOx/m 3 0,64 13,41 4,4·10 -3 14,13
g NMVOC/m 3 0,117 4,643 9,4·10 -4 4,76
g SOx/m 3 11,881 11,508 1,88·10 -3 23,47
DBO5 (g/m 3) 0,378 2,518 0,654 3,551
Nitratos (g/m 3) 0,0021 0,022 0,098 0,123
Fosfatos (g/m 3) 0,0025 0,478 0,0012 0,482
Sulfatos (g/m 3) 3,419 27,757 0,111 31,288
Tabla 4.13. Emisiones relevantes producidas por las etapas de la MED.
120 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
El CO 2 es la emisión atmosférica más significativa producida durante todo el ciclo de vida
de la desaladora MED, seguida de los SO x y los NO x. Es durante la fase de operación de la
MED donde se producen las mayores emisiones atmosféricas, y como en el caso de la MSF
el desmantelamiento es una etapa de bajas emisiones a la atmósfera.
Respecto a las emisiones al agua, también en la etapa de la operación se obtienen los
mayores vertidos de sustancias al agua. En los DBO 5 y nitratos, la fase de
desmantelamiento supera en emisiones al montaje.
Las siguientes gráficas muestran, según el método aplicado, las puntuaciones y valores
parciales asociadas a cada etapa del ciclo de vida de la desaladora MED.
5,0E+08
4,5E+08
4,0E+08
3,5E+08
3,0E+08
2,5E+08
2,0E+08
1,5E+08
1,0E+08
5,0E+07
0,0E+00
15,2 MPtos
469,5 MPtos
587 Ptos
Montaje MED Operación MED Desmantelamiento MED
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático
Ecotoxicidad Acidificación/ Eutrofización Uso tierra
Minerales Combustibles fósiles
Figura 4.7. Puntuaciones de la desaladora MED según el método EI 99.
Al igual que sucede para la MSF, con el método EI 99 (figura 4.7) se aprecia la importancia
de la fase operación o producción de destilado en todo el ciclo de vida de la planta MED,
causando casi el 97% de la carga ambiental, sobre todo en la categoría de combustibles
fósiles (85%) y cambio climático (8,5%), a esta última contribuye la emisiones al aire y a la
primera, como ya indica su nombre, el consumo de combustibles fósiles. El montaje
contribuye en un 3% al impacto global (siendo un poco superior al 1% obtenido en la
MSF), y tiene dos órdenes de magnitud menos en la puntuación total que la fase operación;
la categoría con mayor carga ambiental son los inorgánicos respirados, con un 57%. La
etapa de desmantelamiento tiene una puntuación prácticamente despreciable comparada
con las otras dos fases.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 121

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
2,5E+12
2E+12
1,5E+12
1E+12
5E+11
0
312 GPtos
2540 GPtos
38 GPtos
Montaje MED Operación MED Desmantelamiento MED
NOx SOx NMVOC Partículas PM10 CO2 Residuos LMRAD HRAD Energía
Figura 4.8. Puntuaciones de la desaladora MED según el método Eco 97.
Según el método Eco 97 (figura 4.8), la operación de la MED causa el 88% de los
impactos, sobre todo en las categorías CO 2 (62%), NO x (14%) y SO x (10%). Las emisiones
atmosféricas contribuyen en todas estas categorías de impacto. La fase montaje participa
con casi un 11% al total (superando el 3% obtenido en la MSF), su mayor impacto es un
66% en la categoría SO x, y obtiene una puntuación total de un orden de magnitud menor
que la operación, mientras que el desmantelamiento es muy poco significativo si se
compara con las otras dos etapas del ACV.
La figura 4.9 muestra con el método CML, que la operación de la MED es la etapa que
tiene asociados los mayores impactos (cerca del 83% del total), mientras que la aportación
total de la fase montaje es de algo más de un 15% (para la MSF era del 7%), siendo la
ecotoxicidad acuática marina la categoría con mayor carga ambiental en la operación (56%)
y en el montaje (74%). El montaje tiene un valor final de dos órdenes de magnitud menor
que la operación y el desmantelamiento aporta una carga ambiental mínima (1%). Las
emisiones atmosféricas contribuyen a las categorías relacionadas con la ecotoxicidad.
122 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

0,0016
0,0014
0,0012
0,001
0,0008
0,0006
0,0004
0,0002
0
2,E+06
2,E+06
2,E+06
1,E+06
1,E+06
1,E+06
8,E+05
6,E+05
4,E+05
2,E+05
0,E+00
2,83·10-4
0,0015
Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
3,05·10-5
Montaje MED Operación MED Desmantelamiento MED
Agotamiento abiótico Acidificación Calentam. Global
Ecot. acuática agua dulce Ecot. acuática marina Ecot. terrestre
Oxidac. fotoquímica
Figura 4.9. Valores de la desaladora MED según el método CML.
56 kPtos
1604 kPtos
4,45 Ptos
Montaje MED Operación MED Desmantelamiento MED
Cancerígenos No-cancerígenos Inorgánicos respirados
Ecotoxicidad acuática Ecotoxicidad terrestre Acid/nitrif terrestre
Ocupación tierra Calentam. global Energía no-renovable
Figura 4.10. Puntuaciones de la desaladora MED según el método IMPACT.
De forma idéntica a los tres métodos anteriores, con el método IMPACT se mantiene la
misma tendencia observada: la operación de la desaladora MED tiene asignados la gran
mayoría de los impactos (casi el 97%), sobre todo en las categorías energía no-renovable
(51%) y calentamiento global (40%). A la energía no-renovable contribuye el consumo de
combustibles fósiles y al calentamiento global las emisiones atmosféricas. La fase montaje
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 123

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
causa apenas un 3,4% del total (superior al 1% en la MSF), su mayor carga ambiental es casi
un 68% en la categoría inorgánicos respirados (relacionada también con las emisiones
atmosféricas), y obtiene una puntuación total de dos órdenes de magnitud menor que la
operación, mientras que el impacto del desmantelamiento es prácticamente testimonial.
4.3.1.3 Evaluación de impactos de la OI
El anexo 6.3 incluye la tabla de inventario detallada que incluye todas las entradas y salidas
de sustancias de la planta de desalación OI considerada. Por otro lado, en la tabla 4.14
aneja se muestran las emisiones producidas en las distintas fases en las que se ha dividido la
planta desaladora de OI. En este caso, además del montaje, operación y desmantelamiento,
aparece una fase de membranas, al contar con un ciclo de vida distinto y más corto que el
elegido para la planta desaladora de OI (25 años).
Montaje OI Membranas Operación Desmant. TOTAL
OI
OI
kg CO2/m3 agua producida 0,012 0,008 1,935 2,25·10-3 1,958
g NOx/m3 0,036 0,0406 3,473 1,8·10-3 3,55
g NMVOC/m3 0,007 0,008 0,309 3,8·10-4 0,324
g SOx/m3 0,039 0,032 9,04 7,9·10-4 9,10
DBO5 (g/m3) 0,055 0,0264 1,334 0,054 1,708
Nitratos (g/m3) 9,28·10-5 0,0398 0,028 0,0098 0,078
Fosfatos (g/m3) 0,0024 4,79·10-4 0,080 2,33·10-4 0,084
Sulfatos (g/m3) 0,0295 0,045 14,517 0,036 14,627
Tabla 4.14. Emisiones relevantes producidas por las etapas de la OI.
El CO 2 es la emisión atmosférica más relevante, producida durante todo el ciclo de vida del
sistema OI, seguida de los SO x y los NO x. Al igual que sucedía con la destilación, es
durante la fase de operación de la OI donde se producen las mayores emisiones
atmosféricas. La etapa de desmantelamiento apenas genera emisiones a la atmósfera.
Respecto a las emisiones al agua, sigue siendo la etapa de la operación la que causa los
mayores vertidos de sustancias. En el DBO 5 y nitratos, la fase de desmantelamiento supera
en emisiones al montaje, como en otras desaladoras.
A continuación se presentan de forma gráfica y para los cuatro métodos analizados, las
puntuaciones y valores parciales asociadas a cada etapa del ciclo de vida de la desaladora de
OI.
Al igual que sucede para la destilación, en la evaluación de impactos con el método EI 99
(figura 4.11) se observa la importancia de la fase operación o producción de permeado en
todo el ciclo de vida de la planta de OI, causando casi el 97% de la carga ambiental, debido
principalmente a los combustibles fósiles (40%) y al cambio climático (13%), categorías a
las que contribuyen las emisiones atmosféricas. El montaje causa casi un 2% del impacto
global, y su puntuación total tiene tres órdenes de magnitud menos que la operación; la
categoría con mayor carga ambiental son los inorgánicos respirados, con un 31%. Las
membranas tienen un impacto asociado cercano al 1%, siendo los combustibles fósiles la
categoría más impactante. La etapa de desmantelamiento produce una carga de apenas el
0,7%.
124 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

4,E+07
3,E+07
3,E+07
2,E+07
2,E+07
1,E+07
5,E+06
0,E+00
0,6 MPtos
33,31 MPts
Montaje OI Operación OI Desmantelamiento
OI
Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
0,327 MPtos
Membranas
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático
Ecotoxicidad Acidificación/ Eutrofización Uso tierra
Minerales Combustibles fósiles
Figura 4.11. Puntuaciones de la desaladora OI según el método EI 99.
Según el método Eco 97 (figura 4.12), la operación de la OI causa el 97% de los impactos,
sobre todo en las categorías HRAD (35,5%), los SO x (21%) y el CO 2 (17%). La fase
montaje contribuye casi un 0,75% al total, su mayor impacto es casi un 20% en la categoría
partículas PM10, y obtiene una puntuación total de dos órdenes de magnitud menor que la
operación. La etapa de desmantelamiento produce un carga ambiental del 1,7%, superior al
reemplazo de membranas (con el EI 99 sucede lo contrario), que tienen un impacto
asociado del 0,5%, siendo los NO x la categoría más impactante.
1E+12
9E+11
8E+11
7E+11
6E+11
5E+11
4E+11
3E+11
2E+11
1E+11
0
6,85 GPtos
885,7 GPtos
Montaje OI Operación OI Desmantelamiento
OI
15,61 GPtos
Membranas
NOx SOx NMVOC Partículas PM10 CO2 Residuos LMRAD HRAD Energía
Figura 4.12. Puntuaciones de la desaladora OI según el método Eco 97.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 125

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
0,0004
0,00035
0,0003
0,00025
0,0002
0,00015
0,0001
0,00005
0
3,99·10-4
1,05·10-5 1,26·10-5
Montaje OI Operación OI Desmantelamiento
OI
Membranas
Agotamiento abiótico Acidificación Calentam. Global
Ecot. acuática agua dulce Ecot. acuática marina Ecot. terrestre
Oxidac. fotoquímica
Figura 4.13. Valores de la desaladora OI según el método CML.
Con el método CML la operación de la planta desaladora de OI sigue siendo la etapa que
tiene asociados los mayores impactos (93% del total), mientras que la aportación total del
desmantelamiento (2,9%) es ligeramente superior al montaje (2,43%) y a las membranas
(0,51%). La ecotoxicidad acuática marina (a la que contribuyen sustancias emitidas a los tres
medios: aire, agua y al suelo, aunque fundamentalmente a los dos últimos) es la categoría
con mayor carga ambiental en todas las fases del ciclo de vida de la OI. El montaje tiene un
valor final de dos órdenes de magnitud menor que la operación.
3,E+05
3,E+05
2,E+05
2,E+05
1,E+05
5,E+04
0,E+00
2,12 kPtos
255,7 kPtos
Montaje OI Operación OI Desmantelamiento
OI
1,24 kPtos
Membranas
Cancerígenos No-cancerígenos Inorgánicos respirados
Ecotoxicidad acuática Ecotoxicidad terrestre Acid/nutri terrestre
Ocupación tierra Calentam. global Energía no-renovable
Figura 4.14. Puntuaciones de la desaladora OI según el método IMPACT.
126 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
La gráfica anterior muestra, según el método IMPACT, que la operación de la OI tiene
asignados la gran mayoría de los impactos (casi el 98%), debido principalmente a las
categorías energía no-renovable (43%) y calentamiento global (29,5%). La primera se asocia
al consumo de combustibles fósiles y la segunda a las emisiones atmosféricas. La fase
montaje contribuye apenas un 0,8% al total, su mayor carga ambiental es de algo más de un
33% en la categoría inorgánicos respirados, y obtiene una puntuación total de dos órdenes
de magnitud menor que la operación. La etapa de desmantelamiento produce una carga
ambiental cercana al 0,5%, superior a la de membranas (y similar al método Eco 97), que
tienen un mínimo impacto asociado (0,02%).
4.3.1.4 Evaluación de impactos comparativo de las tecnologías de
desalación
A continuación y a modo de resumen, la tabla 4.15 comparativa recoge los porcentajes y
valores de las emisiones más relevantes producidas por los procesos de desalación a lo
largo de su ciclo de vida: recursos naturales requeridos, proceso de manufactura, la energía
consumida para la operación de las alternativas, etc.
MSF
Fase CO2 NOx NMVOC SOx DBO5 Nitratos Fosfatos Sulfatos
Montaje 0,33% 1,64% 0,90% 13,25% 5,52% 0,58% 0,45% 1,24%
Operación 99,64% 98,33% 99,08% 86,73% 80,08% 31,51% 99,46% 98,60%
Desmant. 0,024% 0,025% 0,016% 0,009% 14,40% 67,90% 0,09% 0,15%
g emisión/m 3 24,47·10 3 18,71 6,1 21,58 4,788 0,153 1,422 78,816
MED Montaje 0,60% 4,55% 2,45% 50,79% 10,66% 1,70% 0,51% 10,93%
Operación 99,38% 95,41% 97,53% 49,20% 70,92% 18,22% 99,24% 88,72%
Desmant. 0,03% 0,032% 0,02% 0,008% 18,42% 80,07% 0,25% 0,35%
g emisión/m3 18,05·103 14,132 4,76 23,47 3,551 0,123 0,482 31,288
OI
Montaje 0,64% 1,02% 2,19% 0,42% 3,26% 0,12% 2,94% 0,20%
Membranas 0,43% 1,14% 2,45% 0,35% 15,46% 51,12% 0,57% 0,31%
Operación 98,82% 97,78% 95,23% 99,21% 78,09% 36,16% 96,30% 99,25%
Desmant. 0,11% 0,05% 0,12% 0,009% 3,20% 12,60% 0,28% 0,24%
g emisión/m 3 1,957·10 3 3,553 0,324 9,103 1,708 0,078 0,084 14,627
Tabla 4.15. Porcentajes correspondientes a las emisiones relevantes producidas por las tecnologías de
desalación en cada fase del ciclo de vida.
Todas las emisiones son causadas mayoritariamente durante la operación de las
desaladoras, excepto los nitratos que se producen principalmente en el desmantelamiento o
disposición final para la destilación (MSF y MED), y en la fase de reemplazo de membranas
para la desaladora de OI.
Analizando los resultados de las secciones anteriores y la tabla 4.15, en los que la MSF y la
MED causan las mayores emisiones a la atmósfera (debido al importante consumo de
energía primaria) y al agua por m 3 de agua producida, queda clara la fuerte influencia del
consumo de energía en las emisiones atmosféricas. El consumo primario de energía es alto
en las plantas desaladoras MSF y MED y, de hecho, es de media 5-6 veces mayor en la
MED que en el caso de la planta desaladora de OI [Uche et al., 2004]. Tomando un valor
conservador para el consumo energético específico para la OI (4 kWh/m 3 ), es con mucho
la menos contaminante, y su carga ambiental (expresada tanto en emisiones y
puntuaciones) es un orden de magnitud menor que la desalación térmica [Raluy, 2003;
Raluy et al., 2005a].
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 127

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
La importancia de la energía puede ser entendida mejor cuando los resultados del ACV se
presentan en porcentaje según cada etapa del ciclo de vida, como aparece recogido en la
tabla 4.16. Las puntuaciones globales obtenidos por el ACV global, utilizando los 4
métodos de evaluación, revelan la misma tendencia con respecto a la energía que lo
obtenido con las emisiones atmosféricas. En todas las opciones analizadas, la etapa de
operación, en la que el consumo de energía es el factor más importante porque la
infraestructura y la planta ya están construidas, es claramente la fase más importante [Raluy
et al., 2006]. Este resultado revela que todas las tecnologías de desalación analizadas son
consumidores intensivos de energía. Así, los esfuerzos por reducir las cargas ambientales
deberían dirigirse hacia la reducción del consumo energético y/o utilización de sistemas de
producción de energía respetuosos con el medioambiente. Esta última opción, la
integración progresiva de la desalación con sistemas de producción de energía, se analizará
en el siguiente capítulo.
Proceso Fase ciclo vida EI 99 Eco 97 CML IMPACT
MSF Montaje 1,41% 2,93% 6,88% 1,18%
Operación 98,5% 96% 91,77% 98,81%
Desmantelamiento 0,09% 1,07% 1,38% 0,01%
Puntuación total 626 MPuntos 3.771 GPtos 2,358·10-3 2.420 kPtos
Puntuación total específica 1,65 Ptos/m3 9,94 kPtos/m3 6,22·10-12/m3 6,383 mPtos/m3 MED Montaje 3,13% 10,8% 15,56% 3,4%
Operación 96,8% 87,9% 82,76% 96,6%
Desmantelamiento 0,121% 1,32% 1,68% 0%
Puntuación total 485 MPtos 2.890 GPtos 1,182·10-3 1.660 kPtos
Puntuación total específica 1,29 Ptos/m3 7,93 kPtos/m3 4,85·10-12/m3 4,426 mPtos/m3 OI
Montaje 1,72% 0,75% 2,48% 0,817%
Membranas 0,95% 0,52% 0,52% 0,478%
Operación 96,62% 97,02% 94,03% 98,7%
Desmantelamiento 0,71% 1,71% 2,96% 0,02%
Puntuación total 34,48 MPtos 912,92 GPtos 4,25·10 -4 259,1 kPtos
Puntuación total específica 0,0899 Ptos/m 3 2,381 kPtos/m 3 1,108·10 -12/m 3 0,676 mPtos/m 3
Tabla 4.16. Porcentajes correspondientes a cada fase del ciclo de vida y cargas ambientales totales para las
tecnologías de desalación.
128 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

7,E+08
6,E+08
5,E+08
4,E+08
3,E+08
2,E+08
1,E+08
0,E+00
626 MPtos
485 MPtos
MSF MED OI
Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
34,48 MPtos
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático
Ecotoxicidad Acidificación/ Eutrofización Uso tierra
Minerales Combustibles fósiles
Figura 4.15. Puntuaciones totales de las tecnologías de desalación según el método EI 99.
Análisis de sensibilidad
Para cada tecnología de desalación se realizó la simulación del método Monte-Carlo en
1.000 pasos, estableciendo un intervalo de confianza del 95%, y se obtienen los resultados
que se muestran en las siguientes tablas (tabla 4.17 y tabla 4.18), tanto para las emisiones
como para los resultados de la evaluación de impactos.
CO2 NOx NMVOC SOx DBO5 nitratos fosfatos sulfatos
(kton) (kton) (kton) (kton) (kton) (ton) (ton) (kton)
MSF Valor final 9.278 7,094 2,301 8,185 1,815 58,108 539,318 29,887
Media 9.282 7,095 2,303 8,178 1,82 58,425 543 29,875
CV 9,95% 20,75% 34,57% 15,32% 21,15% 41,0% 32,52% 19,75%
MED Valor final 7.040 5,27 1,78 8,77 1,331 46,239 180,641 11,732
Media 7.031 5,28 1,79 8,76 1,335 46,4 181,5 11,725
CV 9,93% 22,3% 35,6% 15,2% 22,82% 49,23% 31,45% 22,0%
OI Valor final 750,87 1,361 0,12451 3,494 0,665 29,895 32,073 5,608
Media 751 1,365 0,1248 3,5 0,657 30,15 32,275 5,607
CV 13,32% 14,65% 27,52% 20,3% 22,75% 32,55% 37,28% 18,5%
CV: Coeficiente de Variabilidad.
Tabla 4.17. Resultados análisis de sensibilidad para las emisiones de las plantas de desalación.
MSF
MED
OI
EI 99 (MPtos) Eco 97 (GPtos) CML (1/m 3) IMPACT (kPtos)
Valor final 626 3.771 2,358·10 -3 2.420
Media 624 3.760 2,10·10 -3 2.430
CV 19,8% 8,39% 26,16% 13,9%
Valor final 485 2.890 1,182·10 -3 1.660
Media 484 2.880 1,381·10 -3 1.850
CV 20,3% 8,86% 29,27% 14,2%
Valor final 34,48 912,92 4,25·10 -4 259,1
Media 34,4 918 4,23·10 -4 262
CV 12,8% 15,2% 24,48% 14,7%
Tabla 4.18. Resultados análisis de sensibilidad para las puntuaciones de las plantas de desalación.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 129

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
Las emisiones al agua tienen, en general, unas desviaciones superiores a las emisiones
atmosféricas. Para todas las plantas desaladoras, los NMVOC y los nitratos son,
respectivamente, la emisión al aire y al agua que tienen mayor potencial de error. El método
CML es el que obtiene el mayor margen de error en todos los sistemas analizados.
Por lo tanto se puede afirmar que los resultados de las emisiones atmosféricas y las
puntuaciones de los métodos se pueden considerar como satisfactorios, pero las emisiones
al agua hay que tomarlas con cierta precaución.
4.3.2 Sistemas de depuración y reutilización de aguas residuales
A continuación se presentan los resultados individuales de la evaluación de impacto del
ACV de las tecnologías de tratamiento de aguas residuales (depuración y reutilización) con
el estado actual del arte de la tecnología, según los cuatro métodos de evaluación
seleccionados. En este caso “base”, la entrada de electricidad para todos los sistemas
corresponde al mix o escenario eléctrico español medio (cuyo origen es: 51% térmico; 30%
nuclear y 18% hidroeléctrico [Pré Consultants, 2004b]. Se ha elegido el mix español porque
los datos proceden de una planta que está localizada en territorio aragonés.
Las tablas de inventario completas incluyendo todas las sustancias de entrada y salida
(materias primas, emisiones al aire, al agua y al suelo y residuos) de todos los sistemas de
depuración de aguas residuales considerados en este análisis se pueden encontrar en los
anexos 6.4 a 6.7 (CAS, CAS-TF, MBRe, MBRs).
4.3.2.1 Evaluación de impactos de la CAS
La siguiente tabla muestra las emisiones atmosféricas y al agua más relevantes producidas
en las distintas fases en las que se ha dividido la EDAR con sistema convencional de
fangos activados, CAS.
Montaje CAS Operación CAS Desmantelam. CAS TOTAL
kg CO2/m 3 agua producida 0,4357 0,3796 0,098 0,913
g NOx/m 3 1,015 1,116 0,076 2,207
g NMVOC/m 3 0,241 0,094 0,016 0,352
g SOx/m 3 1,107 3,942 0,032 5,081
DBO5 (g/m 3) 0,739 0,151 11,667 12,557
Nitratos (g/m 3) 2,225·10 -3 16,210 1,755 17,967
Fosfatos (g/m 3) 9,07·10 -3 4,563 0,021 4,593
Sulfatos (g/m 3) 0,187 11,150 1,967 13,405
Tabla 4.19. Emisiones relevantes producidas por las etapas de la CAS.
La emisión atmosférica más importante producida durante todo el ciclo de vida del
tratamiento secundario CAS es el CO 2, seguida de los SO x y NO x. La operación y el
montaje producen las mayores emisiones atmosféricas, de NO x y SO x en la operación y de
CO 2 y NMVOC en el montaje. La fase de desmantelamiento de la planta no genera una
cantidad significativa de emisiones.
Respecto a las emisiones al agua, la fase que causa las mayores emisiones es la operación,
excepto los DBO 5 que se generan en mayor cantidad en el desmantelamiento, siendo la
etapa de montaje la menos impactante al agua.
130 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
A continuación se muestran gráficamente (figuras 4.16 a 4.19) y según el método aplicado,
las puntuaciones y valores parciales asociadas a cada etapa del ciclo de vida de la CAS.
8,0E+05
7,0E+05
6,0E+05
5,0E+05
4,0E+05
3,0E+05
2,0E+05
1,0E+05
0,0E+00
683,99 kPtos
543,58 kPtos
695,49 kPtos
Montaje CAS Operación CAS Desmantelamiento CAS
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático
Ecotoxicidad Acidificación/ Eutrofización Uso tierra
Minerales Combustibles fósiles
Figura 4.16. Puntuaciones de la CAS según el método EI 99.
Con el método EI 99 se aprecia la importancia de todas las fases del ACV del sistema,
siendo el desmantelamiento la que tiene mayor carga ambiental con algo más de un 36%,
seguida muy de cerca por el montaje. Las categorías cancerígenos (50%) y ecotoxicidad
(38%) para el desmantelamiento, y los combustibles fósiles (54%) y los inorgánicos
respirados (29%) en el montaje producen los mayores impactos. La operación es la etapa
con menores cargas, pero éstas son comparables a las otras etapas.
La categoría de impacto inorgánicos respirados está relacionada con las emisiones
atmosféricas, y los combustibles fósiles con el consumo de gas natural. Eso significa que el
desmantelamiento (todo va a vertedero, sin reciclar nada) se emiten sustancias muy
impactantes que no se recogen en la tabla de emisiones anterior, y que son cancerígenas
y/o causan ecotoxicidad, y que son por ejemplo la emisión al agua de los iones cadmio
(sustancia cancerígena) y cobre (sustancia que afecta a la ecotoxicidad).
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 131

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
1,6E+10
1,4E+10
1,2E+10
1,0E+10
8,0E+09
6,0E+09
4,0E+09
2,0E+09
0,0E+00
7,52 GPtos
14,39 GPtos
9,93 GPtos
Montaje CAS Operación CAS Desmantelam. CAS
NOx SOx NMVOC Partículas PM10 CO2 Residuos LMRAD HRAD Energía
Figura 4.17. Puntuaciones de la CAS según el método Eco 97.
Según el método Eco 97 (figura 4.17), la etapa con mayor carga ambiental es la operación
(46%), seguida del desmantelamiento (31%). Las categorías de impacto SO x y CO 2 son las
más importantes en la operación; mientras que en el montaje lo son las de CO 2 y NO x; y en
el desmantelamiento las de residuos y CO 2.
4,0E-05
3,5E-05
3,0E-05
2,5E-05
2,0E-05
1,5E-05
1,0E-05
5,0E-06
0,0E+00
2,81·10-6
6,7·10-6
3,62·10-5
Montaje CAS Operación CAS Desmantelam. CAS
Agotamiento abiótico Acidificación Calentam. Global
Ecot. acuática agua dulce Ecot. acuática marina Ecot. terrestre
Oxidac. fotoquímica
Figura 4.18. Valores de la CAS según el método CML.
132 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
Al igual que sucede con el EI 99 en el desmantelamiento, y en este caso debido a la
relevancia de la categoría residuos, y a que dicha categoría tiene un menor peso en la
ponderación que el resto de categorías, implica que potencialmente se emiten unas
sustancias que no se recogen en la tabla 4.19, y que en este caso se trata de transformación
de terreno en vertedero sanitario.
Según el método CML (figura 4.18), es claramente el desmantelamiento la etapa con mayor
carga ambiental (79%), seguida de la operación (14,6%), mientras que el montaje apenas
llega al 6%. La categoría ecotoxicidad acuática marina es la más importante en todas las
fases del tratamiento secundario convencional. En este método las sustancias
potencialmente más impactantes en el desmantelamiento son la emisiones al agua de los
iones cobre y níquel, que contribuyen a ambas ecotoxicidades acuáticas de manera
importante.
4,0E+03
3,5E+03
3,0E+03
2,5E+03
2,0E+03
1,5E+03
1,0E+03
5,0E+02
0,0E+00
3325,45 Ptos
3764,93 Ptos
145,78 Ptos
Montaje CAS Operación CAS Desmantelam. CAS
Cancerígenos No-cancerígenos Inorgánicos respirados
Ecotoxicidad acuática Ecotoxicidad terrestre Acid/nutri terrestre
Ocupación tierra Calentam. global Energía no-renovable
Figura 4.19. Puntuaciones de la CAS según el método IMPACT.
Y por último, y con el método IMPACT, que tiene una tendencia completamente dispar al
método anterior, es la operación la etapa con mayor carga ambiental (52%), seguida del
montaje (46%), mientras que el desmantelamiento apenas causa el 2%. Las categorías de
inorgánicos respirados y calentamiento global son las más importantes en todas las fases del
tratamiento secundario según este método, que tienen a las emisiones atmosféricas como
sus mayores contribuyentes.
Este método no considera la transformación de terreno (que es distinto a la categoría de
impacto ocupación), a ello se debe la escasa participación del desmantelamiento.
El análisis ACV presenta por un comportamiento diferente en los cuatro métodos
evaluados, sin visualizarse ninguna tendencia definitoria. Para el EI 99 y CML es el
desmantelamiento la etapa que tiene asociadas las mayores cargas, mientras que en el Eco
97 e IMPACT es la operación. Esta disparidad de resultados responde a que esta tecnología
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 133

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
tiene un bajo consumo energético (comparado con las desaladoras, en este caso es tan sólo
de media 0,5 kWh/m 3 ), que incrementa la importancia de los materiales y su disposición
final, y además porque los métodos a la hora de valorar las sustancias potenciales de
impacto, por ejemplo las emisiones a la atmósfera, siguen criterios diferentes, ver apartado
3.4 y anexo 4.
4.3.2.2 Evaluación de impactos de la CAS-TF
Se presentan en la tabla 4.20 las emisiones más destacables producidas en las distintas fases
en las que se ha dividido el sistema convencional de fangos activos incluyendo el
tratamiento terciario (CAS-TF). Este sistema principalmente se diferencia del anterior por
la introducción de una membrana y el aumento del consumo energético (de 0,5 a 1,2
kWh/m 3 de agua producida), ver tabla 4.6.
Montaje Operación Desmant. Membranas TOTAL
CAS-TF CAS-TF CAS-TF
kg CO2/m3 agua producida 0,443 0,718 0,098 0,014 1,275
g NOx/m3 1,036 2,42 0,076 0,122 3,66
g NMVOC/m3 0,244 0,116 0,016 0,153 0,529
g SOx/m3 1,136 7,655 0,0317 0,018 9,003
DBO5 (g/m3) 0,767 0,363 11,67 0,095 12,925
Nitratos (kg/m3) 0,023 9,857 1,759 0,010 9,859
Fosfatos (g/m3) 0,010 1,089 0,021 0,0032 1,12
Sulfatos (g/m3) 0,317 9,865 1,973 0,135 12,290
Tabla 4.20. Emisiones relevantes producidas por las etapas de la CAS-TF.
La emisión atmosférica más reseñable producida durante todo el ciclo de vida del sistema
CAS-TF es de nuevo el CO 2, tras ella van los SO x y NO x. La operación produce las
mayores emisiones atmosféricas de CO 2, SO x y CO 2; y el montaje de NMVOC.
En cuanto a las emisiones hídricas, la fase más penosa es de la operación, excepto los
DBO 5 que se producen en mayor cantidad en el desmantelamiento. La etapa menos
impactante al agua son las membranas (considerando que la sustitución de la membrana se
realizará cada 7 años).
En las siguientes gráficas (figura 4.20 a 4.23) se concentran las puntuaciones y valores
parciales asociadas a cada etapa del ciclo de vida del tratamiento terciario CAS-TF, según el
método aplicado.
134 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

1,2E+06
1,0E+06
8,0E+05
6,0E+05
4,0E+05
2,0E+05
0,0E+00
732,23 kPtos
1007,5 kPtos
697,43 kPtos
Montaje CAS-TF Operación CAS-TF Desmantelamiento
CAS-TF
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático
Ecotoxicidad Acidificación/ Eutrofización Uso tierra
Minerales Combustibles fósiles
Figura 4.20. Puntuaciones de la CAS-TF según el método EI 99.
Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
Membranas
Con el método EI 99 se aprecia la importancia de todas las fases del ACV del sistema,
siendo la que tiene asociada una mayor carga ambiental la operación, con algo más de un
40%, seguida por el montaje (29%) y el desmantelamiento (28%); las membranas causan
tan solo el 2%. Las categorías más impactantes dentro de cada etapa son: los inorgánicos
respirados (54%) y combustibles fósiles (21%) para la operación, las mismas categorías para
el montaje pero con casi un 29% y 51% respectivamente, mientras que para el
desmantelamiento los cancerígenos (50%) y la ecotoxicidad (38%).
El incremento del consumo energético con respecto al CAS hace la fase operación la más
impactante en este caso. En el desmantelamiento sucede lo mismo que para el CAS, al
emitirse el mismo tipo de sustancias que son cancerígenas y contribuyen a la ecotoxicidad.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 135

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
3,0E+10
2,5E+10
2,0E+10
1,5E+10
1,0E+10
5,0E+09
0,0E+00
9,95 GPtos
27,97 GPtos
7,87 GPtos
Montaje CAS-TF Operación CAS-TF Desmantelamiento
CAS-TF
Membranas
NOx SOx NMVOC Partículas PM10 CO2 Residuos LMRAD HRAD Energía
Figura 4.21. Puntuaciones de la CAS-TF según el método Eco 97.
Según el método Eco 97, la etapa del sistema CAS-TF que causa mayor carga ambiental es
la de operación, con algo más de un 60%, seguida por el desmantelamiento (21%) y el
montaje (17%), la reposición de membranas es también en este método la etapa con
menores cargas, casi el 1,7% restante. Dentro de cada etapa, las categorías más impactantes
son la emisión de SO x (casi del 37%) y HRAD (20%) para la operación, para el
desmantelamiento los residuos con un 78% y el CO 2 el 19%, mientras que para el montaje
son el CO 2 (29%) y los NO x (22%).
4,0E-05
3,5E-05
3,0E-05
2,5E-05
2,0E-05
1,5E-05
1,0E-05
5,0E-06
0,0E+00
4,01·10-6
1,17·10-5
3,63·10-5
Montaje CAS-TF Operación CAS-TF Desmantelamiento
CAS-TF
Agotamiento abiótico Acidificación Calentam. Global
Ecot. acuática agua dulce Ecot. acuática marina Ecot. terrestre
Oxidac. fotoquímica
Figura 4.22. Valores de la CAS-TF según el método CML.
Membranas
136 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
La figura anterior muestra según el método CML un cambio significativo. Ahora la etapa
de este tratamiento terciario con mayor carga ambiental es el desmantelamiento, con algo
más de un 69%, seguida por la operación (22%) y el montaje (7%), y el recambio de
membranas sigue siendo el menos impactante. Las categorías más impactantes para todas
las etapas son ambas ecotoxicidades acuáticas.
8,E+03
7,E+03
6,E+03
5,E+03
4,E+03
3,E+03
2,E+03
1,E+03
0,E+00
3443,8 Ptos
7322,1 Ptos
Montaje CAS-TF Operación CAS-TF Desmantelamiento
CAS-TF
Cancerígenos No-cancerígenos Inorgánicos respirados
Ecotoxicidad acuática Ecotoxicidad terrestre Acid/nutri terrestre
Ocupación tierra Calentam. global Energía no-renovable
Figura 4.23. Puntuaciones de la CAS-TF según el método IMPACT.
196,1 Ptos
Membranas
La operación del tratamiento terciario es, según el método IMPACT, y al igual que con los
métodos EI 99 y Eco 97, la etapa que provoca la mayor carga ambiental, con casi el 66%,
seguida por el montaje (31%), las membranas y el desmantelamiento se reparten tan solo el
1,7% y 1,3%, respectivamente. Las categorías más impactantes son los inorgánicos
respirados (40%) y energía no renovable (30%) para la operación, para el montaje el
calentamiento global (32%) y los inorgánicos respirados (29%), mientras que para el
desmantelamiento y las membranas son también estos últimos.
En este sistema tres métodos (EI 99, Eco 97 e IMPACT) tienen en la operación como la
fase a la que se le atribuyen los mayores impactos, mientras que con el CML es el
desmantelamiento la que tiene asociada la mayor carga ambiental. Como ya se ha analizado
en el sistema CAS, se emiten al agua una alta cantidad de iones que contribuyen de manera
importante a las ecotoxicidades acuáticas dentro del método CML.
4.3.2.3 Evaluación de impactos del MBR externo
La tabla 4.22 incorpora las emisiones más notables producidas en las distintas fases en las
que se ha dividido el sistema bioreactor de membranas externo (MBRe).
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 137

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
Montaje Operación Desmant. Membranas TOTAL
MBRe MBRe MBRe
kg CO2/m3 agua producida 0,265 0,592 0,068 0,035 0,959
g NOx/m3 0,615 2,007 0,053 0,269 2,944
g NMVOC/m3 0,142 0,096 0,011 0,324 0,574
g SOx/m3 0,81 6,293 0,022 0,398 7,523
DBO5 (g/m3) 0,589 0,302 8,043 0,207 9,142
Nitratos (kg/m3) 1,6·10-6 9,856 1,211·10-3 2,2·10-5 9,858
Fosfatos (g/m3) 0,0053 0,685 0,014 0,007 0,7124
Sulfatos (g/m3) 0,210 7,407 1,358 0,307 9,283
Tabla 4.21. Emisiones relevantes producidas por las etapas del MBR externo.
Como era previsible, la emisión atmosférica más significativa generada durante todo el ciclo
de vida del sistema MBR externo es el CO 2, seguida de SO x y NO x. La operación produce
las mayores emisiones atmosféricas de CO 2, SO x y NO x, y las membranas las de NMVOC.
La operación es también la fase que obtiene las mayores emisiones hídricas, excepto los
DBO 5 que se producen en mayor cantidad en la fase de desmontaje definitivo.
A continuación y siguiendo la misma secuencia para los procesos anteriores, las figuras 4.24
hasta la 4.27 presentan gráficamente las puntuaciones y valores parciales asociadas a cada
etapa del ciclo de vida del sistema, para los cuatro métodos analizados.
9,E+05
8,E+05
7,E+05
6,E+05
5,E+05
4,E+05
3,E+05
2,E+05
1,E+05
0,E+00
489,4 kPtos
827,9 kPtos
479,7 kPtos
Montaje MBRe Operación MBRe Desmantelamiento
MBRe
Membranas
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático
Ecotoxicidad Acidificación/ Eutrofización Uso tierra
Minerales Combustibles fósiles
Figura 4.24. Puntuaciones del MBR externo según el método EI 99.
Con el método EI 99 se observa la importancia de todas las fases del ACV del sistema,
siendo la que causa mayor carga ambiental la operación, con algo más de un 43%, seguida
por el montaje (26%) y el desmantelamiento (25%), el cambio de membranas es la etapa
con menores cargas, cercana al 6%. Las categorías más impactantes son los inorgánicos
respirados y combustibles fósiles para la operación, montaje y membranas, mientras que
para el desmantelamiento los cancerígenos (50%) y la ecotoxicidad (38%).
138 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

2,5E+10
2,0E+10
1,5E+10
1,0E+10
5,0E+09
0,0E+00
5,02 GPtos
23,1 GPtos
6,85 GPtos
Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
Montaje MBRe Operación MBRe Desm antelam iento
MBRe
Membranas
NOx SOx NMVOC Partículas PM10 CO2 Residuos LMRAD HRAD Energía
Figura 4.25. Puntuaciones del MBR externo según el método Eco 97.
Según el método Eco 97, la etapa del sistema donde se producen las mayores cargas
ambientales es en la operación, con algo más de un 62%, seguida por el desmantelamiento
(18%) y el montaje (13%), la etapa de reemplazo de membranas es también en este método
la de menor carga, con menos del 5% restante. Las categorías más impactantes son la
emisión de SO x (casi del 37%) y HRAD (20%) para la operación, para el desmantelamiento
los residuos con un 78% y el CO 2 el 19%, para el montaje son el CO 2 (28%) y los NO x
(21%) y para las membranas los SO x (29%) y los NO x (25%).
3,0E-05
2,5E-05
2,0E-05
1,5E-05
1,0E-05
5,0E-06
0,0E+00
3,03·10-6
9,55·10-6
2,5·10-5
Montaje MBRe Operación MBRe Desmantelamiento
MBRe
Membranas
Agotamiento abiótico Acidificación Calentam. Global
Ecot. acuática agua dulce
Oxidac. fotoquímica
Ecot. acuática marina Ecot. terrestre
Figura 4.26. Valores del MBR externo según el método CML.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 139

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
La figura anterior indica, y al igual que para el sistema CAS-TF, según el método CML, que
la etapa del sistema MBRe que tiene mayor carga ambiental es el desmantelamiento, con
algo más de un 65%, seguida por la operación (casi el 25%) y el montaje (casi el 8%),
dejando muy escaso peso al reemplazo de membranas. Para todas las etapas las categorías
más impactantes son las dos ecotoxicidades acuáticas.
7,E+03
6,E+03
5,E+03
4,E+03
3,E+03
2,E+03
1,E+03
0,E+00
2189,8 Ptos
6029,6 Ptos
Montaje MBRe Operación MBRe Desmantelamiento
MBRe
460 Ptos
Membranas
Cancerígenos No-cancerígenos Inorgánicos respirados
Ecotoxicidad acuática Ecotoxicidad terrestre Acid/nutri terrestre
Ocupación tierra Calentam. global Energía no-renovable
Figura 4.27. Puntuaciones del MBR externo según el método IMPACT.
La operación del sistema MBR es con el método IMPACT, y al igual que con los métodos
EI 99 e Eco 97, la etapa que tiene asociada la mayor carga ambiental, con casi el 69%,
seguida por el montaje (casi el 25%), las membranas y el desmantelamiento se reparten algo
más del 5% y el 1% respectivamente. Las categorías más impactantes son los inorgánicos
respirados (40%) y energía no renovable (30%) para la operación, para el montaje los
inorgánicos respirados (33%) y el calentamiento global (30%), mientras que para el
desmantelamiento y las membranas son de nuevo los inorgánicos respirados.
Al igual que para el sistema CAS-TF, los métodos EI 99, Eco 97 e IMPACT tienen a la
operación como la fase a la que se le asignan los mayores impactos, mientras que con el
CML es el desmantelamiento la que tiene asociada la mayor carga ambiental.
4.3.2.4 Evaluación de impactos del MBR sumergido
En la tabla 4.22 se representan las emisiones más importantes producidas en las distintas
etapas en las que se ha dividido el sistema bioreactor de membranas sumergido (MBRs).
Este sistema se diferencia del anterior en su menor consumo eléctrico (de 1 a 0,8 kWh/m 3
de agua tratada, ver tabla 4.6) provocado por el cambio en la ubicación de la membrana
(ver anexo 2).
140 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
Montaje MBRs Operación Desmant. Membranas TOTAL
MBRs MBRs
kg CO2/m3 agua producida 0,257 0,472 0,067 0,035 0,831
g NOx/m3 0,594 1,607 0,052 0,269 2,523
g NMVOC/m3 0,138 0,063 0,011 0,324 0,538
g SOx/m3 0,781 5,081 0,022 0,398 6,281
DBO5 (g/m3) 0,561 0,242 8,011 0,206 9,0208
Nitratos (kg/m3) 1,5·10-5 9,8565 2,5·10-5 2,25·10-5 9,858
Fosfatos (g/m3) 0,0043 0,683 0,007 0,0069 0,709
Sulfatos (g/m3) 0,179 6,410 0,307 0,307 8,250
Tabla 4.22. Emisiones relevantes producidas por las etapas del MBR sumergido.
El CO 2 es la emisión atmosférica más destacable generada durante todo el ciclo de vida del
sistema MBR sumergido, seguida de los SO x y NO x. La operación produce las mayores
emisiones atmosféricas de CO 2, SO x y CO 2, y las membranas las de NMVOC.
Respecto a las emisiones hídricas, excepto los DBO 5 que se producen en mayor cantidad
en el desmantelamiento, la fase que causa las mayores emisiones hídricas es la operación.
En las siguientes figuras aparecen, según el método aplicado, las puntuaciones y valores
parciales asociadas a cada etapa del ciclo de vida del sistema.
7,E+05
6,E+05
5,E+05
4,E+05
3,E+05
2,E+05
1,E+05
0,E+00
441,2 kPtos
661 kPtos
477,8 kPtos
Montaje MBRs Operación MBRs Desmantelamiento
MBRs
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático
Ecotoxicidad Acidificación/ Eutrofización Uso tierra
Minerales Combustibles fósiles
Figura 4.28. Puntuaciones del MBR sumergido según el método EI 99.
Membranas
Con el método EI 99 se aprecia la importancia de todas las fases del sistema MBRs, siendo
la que causa mayor carga ambiental la operación, con algo más de un 39%, seguida por el
desmantelamiento (28%), el montaje (26%), siendo la sustitución de membranas la etapa
menos lesiva, con el 6,5% restante. Para las fases de operación, montaje y membranas las
categorías más impactantes son los inorgánicos respirados y combustibles fósiles, mientras
que para el desmantelamiento son los cancerígenos y la ecotoxicidad.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 141

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
2,0E+10
1,8E+10
1,6E+10
1,4E+10
1,2E+10
1,0E+10
8,0E+09
6,0E+09
4,0E+09
2,0E+09
0,0E+00
4,67 GPtos
18,7 GPtos
6,82 GPtos
Montaje MBRs Operación MBRs Des m antelam iento
M BRs
Membranas
NOx SOx NMVOC Partículas PM10 CO2 Residuos LMRAD HRAD Energía
Figura 4.29. Puntuaciones del MBR sumergido según el método Eco 97.
La etapa del sistema donde se producen las mayores cargas ambientales, según el método
Eco 97, es la de operación, con algo más de un 58%, seguida por el desmantelamiento
(21%) y el montaje (más del 14%), el cambio de membranas es también en este método la
etapa con menores cargas, con algo más del 5,5% restante. Las categorías más impactantes
para la operación son la emisión de SO x (36%) y HRAD (20%), para el desmantelamiento
los residuos con un 78% y el CO 2 el 19%, para el montaje son el CO 2 (28%) y los NO x
(22%), y para las membranas los SO x (29%) y los NO x (25%).
2,5E-05
2,0E-05
1,5E-05
1,0E-05
5,0E-06
0,0E+00
1,58·10-6
7,16·10-6
2,49·10-5
Montaje MBRs Operación MBRs Desmantelamiento
MBRs
Membranas
Agotamiento abiótico Acidificación Calentam. Global
Ecot. acuática agua dulce Ecot. acuática marina Ecot. terrestre
Oxidac. fotoquímica
Figura 4.30. Valores del MBR sumergido según el método CML.
142 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
La figura anterior indica, según el método CML (sucede lo mismo para los sistemas CAS-
TF y MBR externo), que la etapa del sistema MBR sumergido que tiene mayor carga
ambiental es el desmantelamiento, con más de un 72%, seguida por la operación (casi el
21%) y el montaje (4,5%). El reemplazo de membranas es también en este método la etapa
con menores cargas, y para todas las etapas las categorías más impactantes son la
ecotoxicidad acuática marina y la de agua dulce.
5,E+03
5,E+03
4,E+03
4,E+03
3,E+03
3,E+03
2,E+03
2,E+03
1,E+03
5,E+02
0,E+00
2071,4 Ptos
4833,1 Ptos
Montaje MBRs Operación MBRs Desmantelamiento
MBRs
460 Ptos
Membranas
Cancerígenos No-cancerígenos Inorgánicos respirados
Ecotoxicidad acuática Ecotoxicidad terrestre Acid/nutri terrestre
Ocupación tierra Calentam. global Energía no-renovable
Figura 4.31. Puntuaciones del MBR sumergido según el método IMPACT.
La operación del MBRs es, según el método IMPACT, y al igual que sucede con los
métodos EI 99 y Eco 97, la etapa que tiene asociada la mayor carga ambiental, con casi el
65%, seguida por el montaje (casi el 28,5%), las membranas intercambiadas y el
desmantelamiento se reparten algo más del 6% y el 1% respectivamente. Para la operación
y las membranas, las categorías que causan mayores cargas ambientales son los inorgánicos
respirados (40% y 46%, respectivamente) y la energía no renovable (30% y 32%), mientras
que para el montaje y el desmantelamiento son los inorgánicos respirados y el
calentamiento global.
Recapitulando, al igual que para los sistemas CAS-TF y MBRe, en este sistema los
métodos EI 99, Eco 97 e IMPACT tienen a la operación como la fase a la que se le asignan
los mayores impactos, mientras que con el CML es el desmantelamiento la que tiene
asociada la mayor carga ambiental, justificado por sus singulares categorías de impacto y los
correspondientes factores de caracterización que asigna a cada sustancia.
4.3.2.5 Evaluación de impactos comparativo de las tecnologías de
tratamiento y regeneración de aguas residuales
Tras este párrafo, la evaluación comparativa de las principales emisiones y puntuaciones
globales para los tratamientos de aguas residuales analizados (tablas 4.23 y 4.24,
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 143

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
respectivamente) se presenta en forma tabulada. La potencia eléctrica consumida en las
plantas depuradoras analizadas, se recuerda generada según el modelo de producción
eléctrico medio español [PRé Consultants, 2004b].
CAS
Fase CO2 NOx NMVOC SOx DBO5 Nitratos Fosfatos Sulfatos
Montaje 47,70% 46,00% 68,60% 21,79% 5,88% 0,01% 0,19% 2,13%
Operación 41,55% 50,56% 26,80% 77,59% 1,20% 90,22% 99,34% 83,18%
Desmant. 10,74% 3,43% 4,64% 0,62% 92,91% 9,77% 0,45% 14,68%
g. emisión/m 3 0,913 2,207 0,352 5,081 12,557 17,967 4,593 13,40
CAS-TF
Montaje 34,79% 28.35% 46,14% 12,62% 5,93% 2,33% 0,90% 2,58%
Membranas 1,09% 3,35% 28,84% 2,00% 0,74% 0,00% 0,29% 1,09%
Operación 56,41% 66,22% 21,93% 85,02% 2,81% 99,98% 96,94% 80,27%
Desmant. 7,72% 2,08% 3,09% 0,35% 90,52% 0,02% 1,88% 16,05%
g. emisión/m 3 1,275 3,66 0,529 9,003 12,925 9,859 1,12 12,29
MBRe
Montaje 27,57% 20,89% 24,77% 10,77% 6,44% 0,00% 0,74% 2,67%
Membranas 3,68% 9,16% 56,51% 5,29% 2,25% 0,00% 0,97% 3,31%
Operación 61,69% 68,17% 16,76% 83,65% 3,31% 9,99% 96,24% 79,79%
Desmant. 7,05% 1,77% 1,96% 0,29% 87,98% 0,01% 2,04% 14,63%
g. emisión/m 3 0,959 2,944 0,574 7,523 9,142 9.857,7 0,7124 9,283
MBRs
Montaje 30,88% 23,54% 25,81% 12,43% 6,22% 0,00% 0,61% 2,18%
Membranas 4,24% 10,69% 60,30% 6,34% 2,29% 0,00% 0,98% 3,73%
Operación 56,77% 63,71% 11,8% 80,89% 2,68% 99,99% 96,37% 77,70%
Desmant. 8,10% 2,06% 2,09% 0,35% 88,80% 0,01% 2,04% 16,39%
g. emisión/m 3 0,831 2,523 0,538 6,281 9,0208 9.857,7 0,709 8,25
Tabla 4.23. Porcentajes correspondientes a las emisiones relevantes producidas en cada fase del ciclo de vida
y valores totales, para las tecnologías de aguas residuales.
La tecnología CAS-TF presenta las mayores emisiones a la atmósfera, le sigue el MBRe.
Éstos son los sistemas con mayor consumo energético en la fase de operación (1,2
kWh/m 3 y 1 kWh/m 3 de agua producida, respectivamente). Respecto a las emisiones
hídricas, no hay una tecnología que obtiene las mayores emisiones en todas las sustancias,
para el DBO 5 es el sistema CS-TF, los nitratos son los MBR y para los fosfatos sulfatos es
el CAS.
Según la tabla 4.24, el tratamiento terciario CAS-TF es el mayor demandante de energía, y
es por ello que es el sistema con mayores puntuaciones globales en todos los métodos,
excepto en el CML, donde es el CAS el sistema con mayores cargas (específicas). La etapa
del ciclo de vida donde se generan los porcentajes más altos de impactos en todos los
métodos de evaluación es la operación, excepción hecha por el método CML, donde es la
disposición final.
Según el método EI 99, la operación obtiene los porcentajes más altos de carga ambiental
en todas las tecnologías, excepto el tratamiento secundario CAS, donde lo es la disposición
final. Las fases de montaje y disposición final presentan unos porcentajes similares en el
impacto total en todos los sistemas. En la figura 4.32 se aprecia el orden decreciente de
cargas de las tecnologías, que es: terciario (CAS-TF), secundario (CAS), MBR externo
(estos dos con puntuaciones similares) y MBR sumergido.
Con el Eco 97, la operación es la fase que se lleva las mayores cargas en todos los sistemas,
seguida de la disposición final. Este método junto con el IMPACT presentan similitud en la
secuencia de puntuación de los sistemas analizados, siendo el de mayores cargas el
144 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
tratamiento terciario, seguido del MBR externo, MBR sumergido y tratamiento secundario,
que a su vez coincide con la secuencia de consumos eléctricos de las distintas tecnologías.
Respecto al método CML, en todas las tecnologías es la fase de disposición final la que
provoca los mayores impactos, seguida de la operación. El mayor peso asignado por éste a
las ecotoxicidades, y a la emisión considerable de sustancias que contribuyen a ese impacto,
explica esta desviación encontrada con respecto al resto de métodos. La tecnología con más
cargas asociadas es el secundario, seguida del terciario, MBR externo y MBR sumergido.
Para todos los casos y con el método IMPACT, la operación también tiene asociados las
mayores cargas, seguida del montaje, mientras que es el único método de evaluación donde
el impacto de la disposición final es muy pequeño comparado con las otras fases, al no
incluir ninguna categoría de impacto que considere la transformación del terreno.
Proceso Fase EI 99 Eco 97 CML IMPACT
CAS Montaje 35,57% 23,61% 6,14% 45,96%
Operación 28,27% 45,21% 14,66% 52,03%
Desmantelam. 36,17% 31,18% 79,29% 2,01%
Puntuación total 1.923 kPtos 31,83 GPtos 4,574·10-5 7.236 Ptos
Puntuación total específica 76,92 mPtos/m3 1,273 kPtos/m3 2,094·10-12/m3 0,2894 mPtos/m3 CAS-TF
Montaje 29,46% 16,89% 7,65% 31,00%
Operación 40,53% 60,04% 22,35% 65,92%
Membranas 1,95% 1,69% 0,60% 1,76%
Desmantelam. 28,09% 21,37% 69,40% 1,32%
Puntuación total 2.485,5 kPts 46,58 GPtos 5,24·10 -5 11.108 Pts
Puntuación total específica 99,42 mPtos/m 3 1,863 kPtos/m 3 1,829·10 -12/m 3 0,4443 mPtos/m 3
MBR
externo
Montaje 25,66% 13,65% 7,90% 24,94%
Operación 43,41% 62,84% 24,94% 68,67%
Membranas 5,78% 4,87% 1,97% 5,24%
Desmantelam. 25,15% 18,63% 65,30% 1,14%
Puntuación total 1.907,3 kPts 36,77 GPtos 3,835·10 -5 8.780 Ptos
Puntuación total específica 7629 mPtos/m 3 1,471 kPtos/m 3 1,534·10 -12/m 3 0,3522 mPtos/m 3
MBR
sumergido
Montaje 26,04% 14,61% 5,21% 27,68%
Operación 39,26% 58,43% 21,85% 64,82%
Membranas 6,52% 5,6% 2,14% 6,15%
Desmantelam. 28,17% 21,35% 70,79% 1,34%
Puntuación total 1.690,3 kPts 31,9 GPts 3,518·10 -5 7.664,8 Pts
Puntuación total específica 67,61 mPtos/m 3 1,278 kPtos/m 3 1,407·10 -12/m 3 0,2986 mPtos/m 3
Tabla 4.24. Porcentajes correspondientes a cada fase del ciclo de vida y cargas medioambientales totales,
para las tecnologías de aguas residuales.
Respecto a la etapa de reemplazo de membranas de UF, su porcentaje de impacto es mayor
en las tecnologías MBR que en el sistema CAS-TF. Ello se debe a que el modelo de
membrana en CAS-TF (ZeeWeed 500) tiene mayor diámetro que el modelo de membrana
en los MBR (ZeeWeed 1000), debido a su refuerzo interno [Ortiz et al., 2007].
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 145

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
Ptos
3,0E+06
2,5E+06
2,0E+06
1,5E+06
1,0E+06
5,0E+05
0,0E+00
CAS CAS-TF MBRe MBRs
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático
Ecotoxicidad Acidificación/ Eutrofización Uso tierra
Minerales Combustibles fósiles
Figura 4.32. Método EI 99: Puntuaciones totales de los sistemas de tecnologías de tratamiento de aguas
residuales.
Análisis sensibilidad
Los resultados de los análisis de sensibilidad de cada sistema, tanto para las emisiones como
para los resultados de la evaluación de impactos, se presentan sucesivamente en las tablas
4.25 y 4.26.
CO2 NOx NMVOC SOx DBO5 Nitratos Fosfatos Sulfatos
(kton) (ton) (ton) (ton) (ton) (ton) (ton) (ton)
CAS Valor 22,83 55,28 8,79 127,02 313,92 449,184 114,823 335,13
Media 22,88 55,33 8,813 127,1 312,25 449,25 115 335
CV 26,1% 16,35% 25,48% 12,65% 79,1% 5,88% 1,29% 14,72%
CAS-TF Valor 31,88 91,42 13,25 225 323,12 246.479 28,1 307,247
Media 31,97 91,6 13,33 225,8 325,25 246.000 28,3 307,25
CV 22,29% 15,12% 17,7% 12,5% 77,47% 0,011% 32,12% 24,12%
MBRe Valor 23,99 73,61 14,35 187,07 228,55 246.443 17,81 232,07
Media 24 73,68 14,35 187,9 230,5 246.000 17,80 232
CV 20,89% 13,95% 8,21% 12,4% 77,65% 0,007% 8,4% 23,82%
MBRs Valor 20,79 63,085 13,44 157,04 225,52 246.443 17,723 206,258
Media 20,79 62,88 13,43 156,7 232,75 246.000 17,7 207,5
CV 20,9% 13,23% 8,23% 11,73% 80,37% 0,007% 8,1% 23,82%
Tabla 4.25. Resultados análisis de sensibilidad para las emisiones de las tecnologías de tratamiento de aguas
residuales.
Al igual que en análisis anteriores, las emisiones al agua tienen mayor incertidumbre que las
emisiones al aire. El CO 2 y la DBO 5 son respectivamente, en las emisiones al aire y al agua,
las que obtienen mayor porcentaje de error en todos los sistemas de tratamiento de aguas
residuales, y para el caso de la DBO 5 alcanzando más del 77%. Respecto a los métodos
(tabla 4.26), es el CML el que presenta mayor dispersión en todas las tecnologías, seguido
del EI 99.
146 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

CAS
CAS-TF
MBRe
MBRs
Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
EI 99 (kPtos) Eco 97 (GPtos) CML IMPACT (Ptos)
Valor final 1.923 31,83 4,574·10 -5 7.236
Media 1.920 31,8 4,61·10 -5 7.120
CV 29,3% 12,4% 28,73% 14%
Valor final 2.485,50 46,58 5,24·10 -5 11.108
Media 2.470 46,7 5,11·10 -5 11.100
CV 21,4% 11,5% 28,11% 13,8%
Valor final 1.907,30 36,77 3,835·10 -5 8.780
Media 1.890 36,9 3,92·10 -5 8.810
CV 23,8% 10,7% 26,84% 13,5%
Valor final 1.690,30 31,9 3,518·10 -5 7.664,80
Media 1.690 31,9 3,508·10 -5 7.410
CV 22,6% 11,1% 30,76% 11,5%
Tabla 4.26. Resultados análisis de sensibilidad para las puntuaciones de las tecnologías de tratamiento de
aguas residuales.
Por todo ello se debe tomar con mucha precaución algunas categorías en las emisiones al
agua y considerar como aceptables los resultados el resto de emisiones y puntuaciones de
los métodos.
4.3.2.6 Estación de tratamiento terciario completa
A continuación se presentan los resultados de la evaluación de impacto del ACV de la
Estación de Tratamiento Terciario ETT de Arrato (Álava), según los cuatro métodos de
evaluación. El consumo eléctrico se corresponde con el mix o escenario eléctrico español
medio (cuyo origen era en 2003 según este reparto: 51% térmico; 30% nuclear y 18%
hidroeléctrico [Pré Consultants, 2004b]).
El anexo 6.8 contiene las tablas de inventario completas, incluyendo todas las sustancias de
entrada y salida (materias primas, emisiones al aire, al agua y al suelo, y residuos) de la ETT
analizada. Por otra parte, la tabla 4.27 incorpora las emisiones más relevantes producidas en
las distintas fases en las que se ha dividido la ETT, y sus correspondientes porcentajes.
Montaje Operación Desmantelamiento Total
kg CO2/m3 agua producida 0,0248
0,589
0,0014
0,616
4,03%
95,73%
0,24%
g NOx/m3 0,100
2,009
0,0019
2,111
4,75%
95,16%
0,09%
g NMVOC/m3 0,023
0,080
0,0004
0,103
22,26%
77,43%
0,40%
g SOx/m3 0,082
6,058
0,0007
5,140
1,33%
98,66%
0,01%
DBO5 (g/m3) 0,018
18,376
0,352
18,747
0,1%
98,02%
1,88%
Nitratos (g/m3) 1,028·10-4 1·10-4% 90,013
0,023
90,037
99,97%
0,026%
Fosfatos (g/m3) 9,26·10-4 0,015
2,74·10
5,66%
92,66%
-4
0,016
1,68%
Sulfatos (g/m3) 0,0356
5,112
0,046
5,194
0,69%
98,42%
0,89%
Tabla 4.27. Emisiones asociados a la ETT de Arrato y porcentajes de cada una de las etapas de su ACV.
La emisión atmosférica más destacable producida durante todo el ciclo de vida de la ETT
es el CO 2, seguida de los SO x y NO x. La etapa de operación produce las mayores emisiones
atmosféricas, mientras que la fase de desmantelamiento apenas genera emisiones a la
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 147

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
atmósfera. Las mayores emisiones al agua también tienen lugar en la operación, sin
embargo, el desmantelamiento tiene asociadas mayores emisiones al agua que el montaje.
Continuando con el esquema seguido hasta ahora, se incluye la información gráfica para
cada método aplicado, las puntuaciones y valores parciales asociadas a cada etapa del ciclo
de vida de la ETT (figuras 4.33 a 4.36).
3,00E+06
2,50E+06
2,00E+06
1,50E+06
1,00E+06
5,00E+05
0,00E+00
5,94 %
92,84 %
1,22 %
Montaje Operación Desmantelamiento
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático
Ecotoxicidad Acidificación/ Eutrofización Uso tierra
Minerales Combustibles fósiles
Figura 4.33. Puntuaciones de la ETT según el método EI 99.
Según la figura anterior, con el método EI 99 la fase que tiene mayor carga ambiental es la
operación, con algo más del 93%, el montaje obtiene una contribución cercana al 6% y el
desmantelamiento supera apenas el 1%. Las categorías inorgánicos respirados y
combustibles fósiles producen los mayores impactos en la operación (54% y 28%,
respectivamente) y también en el montaje (23% y 60%, respectivamente). Para el
desmantelamiento, los cancerígenos tienen el mayor porcentaje con el 54%. La categoría de
impacto inorgánicos respirados está íntimamente relacionada con las emisiones
atmosféricas y los combustibles fósiles con el consumo de los mismos.
148 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

7,E+10
6,E+10
5,E+10
4,E+10
3,E+10
2,E+10
1,E+10
0,E+00
2,30 %
96,74 %
Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
0,95 %
Montaje Operación Desmantelamiento
NOx SOx NMVOC Part. PM10 CO2 Residuos LMRAD HRAD Energía
Figura 4.34. Puntuaciones de la ETT según el método Eco 97.
Con el método Eco 97 de SimaPro, es claramente la operación la etapa con mayor carga
ambiental (cercana al 97%), mientras que el montaje supera el 2% y el desmantelamiento
apenas roza el 1%. Las emisiones de SO x y HRAD son las más importantes en la
operación, mientras que en el montaje lo son las de CO 2 y NO x y en el desmantelamiento
las de residuos y CO 2.
3,5E-05
3,0E-05
2,5E-05
2,0E-05
1,5E-05
1,0E-05
5,0E-06
0,0E+00
1,15 %
89,25 %
9,60 %
Montaje Operación Desmantelamiento
Agotamiento abiótico Acidificación Calentam. Global
Ecot. acuática agua dulce Ecot. acuática marina Ecot. terrestre
Oxidac. fotoquímica
Figura 4.35. Valores de la ETT según el método CML.
Con el método CML, la operación es de nuevo la etapa con mayor carga ambiental (89%),
el desmantelamiento provoca una carga cercana al 10%, mientras que el montaje apenas
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 149

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
supera el 1%. La categoría ecotoxicidad acuática marina es la más importante en todas las
fases de la ETT, a la que contribuyen las emisiones a los tres medios (agua, aire y suelo),
pero con mayor presencia de sustancias al aire y suelo.
2,0E+04
1,5E+04
1,0E+04
5,0E+03
0,0E+00
3,68 %
96,25 %
0,06 %
Montaje Operación Desmantelamiento
Cancerígenos No-cancerígenos Inorgánicos respirados
Ecotoxicidad acuática Ecotoxicidad terrestre Acid/nutri terrestre
Ocupación tierra Calentam. global Energía no-renovable
Figura 4.36. Puntuaciones de la ETT según el método IMPACT.
Y por último, con el método IMPACT, con respuesta similar al EI 99 y Eco 97, asocia a la
operación la etapa de la mayor carga ambiental (96%), seguida la del montaje (cercana al
4%), mientras que el desmantelamiento apenas llega al 0,1%. Las categorías de inorgánicos
respirados y energía no renovable son las más importantes en todas las fases del sistema
ETT según este método, siendo ésta última una relación directa del gasto de combustibles
fósiles.
La siguiente tabla recoge la contribución de cada una de las etapas de la ETT y las
puntuaciones globales obtenidas con cada uno de los métodos.
EI 99 Eco 97 CML 2 IMPACT
Montaje/construcción 5,93% 2,30% 1,15% 3,68%
Operación 92,84% 96,74% 89,25% 96,25%
Desmantelamiento 1,22% 0,95% 9,59% 0,06%
Puntuación total 2800,5 kPtos 72,25 GPtos 3,40·10 -5 19,36 kPtos
Puntuación total específica 36,077 mPtos/m 3 0,930 kPtos/m 3 4,39·10 -13/m 3 0,249 mPtos/m 3
Tabla 4.28. Puntuaciones globales y contribución de las etapas del ciclo de vida asociadas a la ETT de
Arrato.
En este sistema, todos los métodos obtienen en la etapa de operación las mayores cargas
ambientales, seguida del montaje, excepto en el método CML, donde el desmantelamiento
tiene una contribución superior al montaje.
150 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
Análisis de sensibilidad
Se obtienen los siguientes resultados, tanto para las emisiones como para las puntuaciones
de la evaluación de impactos. Las tablas 4.29 y 4.30 incluyen tan sólo el CV obtenido con la
simulación del método Monte-Carlo con 1.000 iteraciones.
Emisión Valor final Media CV
CO2 (kton) 47,82 48,51 9,07%
NOx (ton) 163,9 164,0 0,90%
NMVOC (ton) 8,036 8,038 4,42%
SOx (ton) 476,6 476,8 2,42%
DBO5 (kton) 1,455 1,460 1,085%
Nitratos (ton) 6.989 6.990 0,016%
Fosfatos (ton) 1,270 1,267 24,87%
Sulfatos (ton) 403,2 403 1,36%
Tabla 4.29. Resultados análisis de sensibilidad para las emisiones de la ETT.
Método Valor final Media CV
EI 99 (kPtos) 2800,5 2800 1,92%
Eco 97 (GPtos) 72,25 72,2 1,28%
CML 3,40·10 -5 3,395·10 -5 1,26%
IMPACT (kPtos) 19,36 19,3 6,51%
Tabla 4.30. Resultados análisis de sensibilidad para la Evaluación de impactos de la ETT.
Las emisiones atmosféricas obtienen una desviación estándar media del 4,8%; siendo los
CO 2 los que presentan una mayor incertidumbre, en todo caso muy razonable. Las
emisiones al agua obtienen una desviación cercana al 6,9%, siendo los fosfatos los que
presentan un mayor error. Respecto a los métodos, el método IMPACT es el que obtiene
un mayor margen de error, resultando cercano al 3% la desviación estándar media de todos
los métodos. En todo caso, los resultados son muy satisfactorios en este caso dado la
escasa variabilidad obtenida en la simulación aleatoria realizada.
4.3.3 Grandes obras hidráulicas: el proyecto del Trasvase del Ebro
En este punto se muestra una síntesis de los resultados de la evaluación de impacto del
ACV del proyecto de Trasvase del Ebro, según los métodos de evaluación seleccionados.
Se considera como escenario de producción de energía eléctrica el reparto atribuible al caso
español [PRé Consultants, 2004b].
La tabla de inventario detallada incluyendo todas las sustancias de entrada y salida (materias
primas, emisiones al aire, al agua y al suelo, y residuos) del proyecto del trasvase se puede
encontrar para este proyecto en el anexo 6.9. Las emisiones principales y puntuaciones
globales obtenidas con cada método, así como la contribución de las etapas del ciclo de
vida del proyecto del trasvase se muestran en las tablas 4.31 y 4.32 respectivamente:
Se puede apreciar, según la tabla 4.31, que la fase que tiene asociada las mayores emisiones
atmosféricas e hídricas es la operación, siendo respectivamente, el CO 2 y los sulfatos las
sustancias que se emiten en más cantidad en dichos medios. El montaje causa mucha
DBO 5 y emite principalmente NMVOC. El desmantelamiento apenas produce emisiones.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 151

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
Montaje/construcción Operación Desmantelam. Total
kg CO2/m3 agua producida 0,12
1,39 4,12·10
7,95%
92,05%
-5 1,51
0,003%
g NOx/m3 0,68
3,09 6,38·10
18,04%
81,96%
-5
1,69·10-3% 3,77
g NMVOC/m3 0,18
0,63 2,88·10
22,22%
77,78%
-5
3,56·10-3% 0,81
g SOx/m3 0,32
7,28 1,67·10
4,22%
95,92%
-4 7,59
0,002%
DBO5 (mg/m3) 1,36
0,141 3,06·10
90,67%
9,4%
-6 1,50
0%
Nitratos (mg/m3) 0,44
10,8
8,7·10
3,89%
95,58%
-3 11,30
0,08%
Fosfatos (mg/m3) 1,74
23,6
1,37·10
6,85%
92,91%
-6 25,40
0%
Sulfatos (g/m3) 0,152
3,40 8,62·10
4,27%
95,51%
-6
2,4·10-4% 3,56
Tabla 4.31. Emisiones asociadas al proyecto del Trasvase del Ebro y porcentajes de cada una de las etapas de
su ACV.
EI 99 Eco 97 CML 2 baseline
Montaje/construcción 35,3% 38,09% 3,9%
Operación 64,7% 61,91% 96,1%
Desmantelamiento 0% 0% 0%
Puntuación total 70,8 mPtos/m3 1,176 kPtos/m3 1,096·10-12/m3 Tabla 4.32. Puntuaciones globales y contribución de las etapas del ciclo de vida asociadas al proyecto del
Trasvase del Ebro.
Respecto a las puntuaciones, con los métodos EI 99 y Ecopuntos 97, la etapa de
construcción o montaje tiene una mayor importancia (más del 35%) que con el método
CML (no llega al 5%), por lo que la fase de operación en este último método causa
prácticamente la gran mayoría de los impactos. Para todos los métodos, la fase de
desmantelamiento se puede considerar despreciable. El proyecto del trasvase tiene por
tanto un alto consumo de materiales de construcción y por eso el alto porcentaje de carga
asociado a la etapa inicial [Raluy et al., 2005b]. El método CML se desmarca debido a que
las sustancias que forman parte de sus categorías de impacto tienen asignados diferentes
factores de caracterización y normalización que los otros métodos, y dan mayor
importancia a las emisiones generadas durante la operación que a las del montaje [Pré
Consultants, 2008b].
4.4 Conclusiones
En este capítulo se ha aplicado el ACV a las tecnologías del agua consideradas (procesos de
desalación, sistemas de depuración y reutilización de aguas residuales, estación de
tratamiento terciario única y gran obra hidráulica de transporte), utilizando el programa
SimaPro 7.1.8 en la fase de evaluación de impactos. A través de los resultados alcanzados,
reflejados en emisiones y en puntuaciones o valores totales (según el método), se concluye
para todas las tecnologías, que la fase de operación tiene asociadas las mayores cargas
ambientales potenciales, debido al uso intensivo de energía (sobretodo para la desalación),
seguido de los materiales necesarios en la etapa de montaje o construcción de la
infraestructura de cada sistema.
152 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
Entre los procesos de desalación, la ósmosis inversa tiene una contribución
significativamente mucho menor al impacto ambiental que la destilación (MSF y MED).
Este hecho se justifica rápidamente por la mayor eficiencia energética de la desalación por
OI. Asimismo, en la comparación entre la MSF y MED, el proceso con menor carga
ambiental asociada se corresponde con el que menos consumo energético requiere, es decir
el proceso MED, al tener un diseño similar en cuanto al consumo de materias primas para
los evaporadores.
Respecto a los sistemas de depuración y reutilización de aguas residuales, es el sistema de
fangos activados con tratamiento terciario CAS-TF el que provoca las mayores cargas
medioambientales, por ser el mayor consumidor de energía. Los sistemas de bioreactores
de membranas MBR externo y sumergido tienen impactos similares, aunque en la
tecnología MBR externa el impacto es mayor. El uso de las energías renovables (solar y
eólica) o la reducción de consumo con el biogás digestado anaeróbicamente y quemado in
situ, son formas de reducir las cargas ambientales asociadas al consumo de energía.
Una estación de tratamiento terciario (de simple tratamiento pero completa) no incorpora
en este caso cargas ambientales muy diferentes a los tratamientos terciarios integrados con
el secundario como hemos visto en apartados anteriores y revisado en el párrafo anterior.
Finalmente, una gran obra hidráulica como el Trasvase del Ebro valorada según el ACV le
da el peso relativo de la fase de construcción dentro de las cargas ambientales de todo su
ciclo de vida, constatando su desventaja con obras mucho más ligeras como la desalación y
regeneración.
Aunque han quedado fuera de los límites del sistema, la calidad del agua desalada y el uso
final de la misma son aspectos que no deben olvidarse. Con la OI se obtiene un permeado
de menor calidad que con el agua destilada (en el sentido de menor salinidad), aunque
según los requerimientos del destino u uso final del agua (humano, industrial, agrícola,…),
se aceptaría cualquiera de ellos, sin necesidad de un tratamiento posterior.
Para los sistemas de depuración y reutilización es importante comentar que también se
obtienen diferentes calidades en los efluentes; siendo el MBR el que tiene la descarga más
estricta, por lo que a menudo son adecuados para la reutilización directa, aparte de otras
ventajas técnicas adicionales (excepto sus costes de operación e instalación [Amor et al.,
2004]).
Pensando en una posible extrapolación de los resultados a otras plantas de desalación, la
OI es totalmente modular (formada por agrupación de módulos de membranas), por lo que
su extrapolación a otras plantas sería posible de forma sencilla. Sin embargo, las plantas de
destilación MSF y MED son algo más complejas en su infraestructura y no son tan
fácilmente modulables. En todo caso, y al estar tan influenciadas por el consumo de
energía, sería posible extrapolar los resultados aquí obtenidos, siempre considerando las
condiciones de operación (calidad del agua de entrada, capacidad de producción,…). En el
caso de la depuración, la calidad de referencia son las aguas residuales recogidas en Tauste
(Zaragoza, 13.200 habitantes equivalentes, he), en las que se cimenta nuestro análisis, y esa
calidad depende de las costumbres de la población y actividades agrícolas e industriales
alrededor de la villa taustana. Si se estudian otras tipologías de plantas de tratamientos
(principalmente clasificadas por el número de población equivalente, he) y tamaños de
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 153

Desarrollo del Análisis de ciclo de vida
planta, en el caso de que los niveles de calidad exigidos impusieran algún tratamiento
específico de depuración no analizado aquí, será necesario un nuevo inventario para el
análisis riguroso de ACV. El análisis de una infraestructura única como el Trasvase es
difícilmente extrapolable, pero unos ratios por km. de traza y cotas de elevación a superar
puede ser muy ilustrativo para analizar procesos de transporte de agua entre
Demarcaciones Hidrográficas a través del ACV.
Como colofón, se puede decir que en este capítulo ya se dispone de información ambiental
objetiva más que suficiente (4 métodos de evaluación en todos casos, análisis de
sensibilidad incluido) para poder realizar una comparación ambiental estratégica de las
técnicas de tratamiento de aguas que proporcionan en la actualidad los nuevos usos del
agua: desalación, reutilización (depuración) y trasvase.
154 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

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Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 155

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156 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

5 INTEGRACIÓN ENERGÉTICA DE LAS
TECNOLOGÍAS DE DESALACIÓN:
DESCRIPCIÓN Y EVALUACIÓN DE
IMPACTOS
Los resultados de la evaluación de impactos de los ACV individuales de los sistemas
analizados (desalación, depuración y reutilización, tratamiento terciario y obra hidráulica),
reflejan la fase de operación como la de mayores cargas potenciales ambientales, dado el
elevado consumo energético (sobretodo para la desalación), seguida de la de los materiales
de la infraestructura. En el capítulo 4, el input energético mostraba su origen actual,
repartido entre las diversas tecnologías de generación. El consumo de energía y sus efectos
medioambientales inducidos se puede reducir sensiblemente con una integración
apropiada.
Por ello, en las siguientes secciones se estudia a fondo ese aspecto, analizando alternativas
coherentes y apropiadas en el origen de la energía, para alcanzar una posible reducción de
efectos medioambientales negativos sobre los procesos de desalación (el más intensivo en
consumo), que por otra parte admite diversas formas de energía para alimentarla. Respecto
a los materiales, como no se puede reducir su cantidad para disminuir su impacto, la única
posibilidad sería utilizar otros materiales, pero se convierte en una tarea muy compleja fuera
del ámbito de conocimiento de esta tesis, y costosa por la variedad de materiales utilizados,
y además la reducción conseguida no sería tan significativa como la alcanzada si actuamos
sobre la adecuada integración energética. Así, en primer lugar se describirán brevemente las
tecnologías de generación energética (convencionales y renovables) que pueden ser
integrados con los procesos de desalación, y posteriormente se mostraran los resultados
alcanzados con el ACV, aplicando la integración energética a los sistemas de desalación
analizados en el capítulo 4 (MSF, MED y OI).
5.1 Aporte de energía de origen convencional
La dependencia casi total de los combustibles fósiles en la desalación, hace que sistemas
alternativos a los combustibles fósiles, desde la energía solar a incluso la nuclear, podrían
ser pronto más rentables y podrían reducir las emisiones de efecto invernadero y las
contribuciones locales al cambio climático [Cooley et al., 2006]. Las barreras hacia un mayor
uso de estas alternativas energéticas son raramente técnicas, ya que a pesar de que en
muchos casos la energía es gratuita (la renovable), sus elevados costes de inversión hacen
todavía el coste del agua desalada mucho mayor que el obtenido con combustibles fósiles,
haciendo esta opción sólo francamente interesante en lugares remotos o aislados de las
redes.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 157

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
La primera integración posible en las técnicas de destilación es plantear un esquema de
cogeneración o producción combinada de energía eléctrica y agua. En este caso, se
denominan plantas duales. Este acoplamiento se realiza con plantas de destilación (MSF o
MED) extrayendo vapor de la central térmica, sin embargo con plantas de OI el
acoplamiento no es tal, y la integración consiste en evitar las pérdidas del alternador y de
transporte en la red eléctrica, si la energía mecánica para el bombeo es obtenida
directamente del eje de dicha central eléctrica convencional.
Las plantas duales ofrecen varias ventajas además del uso de la energía térmica de las
plantas de potencia (cogeneración): minimiza los costes de transmisión y reduce los costes
de la electricidad debido al consumo térmico en horas valle, además de los de inversión
dada la utilización compartida de las infraestructuras de entrada y salida de agua de mar y la
descarga de salmuera. Además, la construcción de la planta desaladora junto una planta de
potencia puede evitar impactos en otras localizaciones, si ambas unidades se instalaran por
separado, y el vertido hipersalino de las destiladoras puede diluirse fácilmente con el agua
de refrigeración de la planta de potencia, minimizándose ese impacto local [Cooley et al.,
2006].
Las plantas duales son muy comunes en el Golfo Pérsico y Norte de África, lugares con
vastos recursos de combustibles fósiles y altos ritmos de crecimiento económico, con
demandas por tanto muy crecientes de agua y energía. Tres tipos de centrales térmicas
alimentan las plantas duales: turbina de vapor (TV), turbina de gas (TG) y ciclo combinado
(CC). Muchas de ellas están acopladas térmicamente de forma poco flexible a la planta de
potencia, tan sólo una gestión conjunta adecuada podría conseguir ahorros significativos y
por tanto induciría menos impactos ambientales [Uche, 2000]. Todas ellas se van analizar
en los siguientes apartados excepto la TG, ya que las relativamente bajas temperaturas de
uso de la MSF/MED permiten acoplar a la TG un CC sin merma de capacidad productiva
para la desalación, y dado el mayor rendimiento global y mayor producción de la CC frente
a la TG, no tendría mucho sentido estudiar dicha opción.
5.1.1 Ciclo Rankine de turbina de vapor
Un Ciclo Rankine convencional contiene una turbina de vapor (TV), donde el calor útil es
obtenido directamente de los gases producidos en la combustión. La figura 5.1 muestra un
ciclo Rankine ideal de TV y su diagrama termodinámico T-s (Temperatura-entropía).
La bomba (punto 1) recoge condensado o agua líquida a baja presión y temperatura, y
comprime el agua hasta la presión de la caldera (punto 2). Este condensado, a menor
temperatura que la de saturación a su presión, es inyectado en la caldera. Allí primero se
calienta a presión constante hasta el punto 3, formándose gradualmente vapor hasta
alcanzar su completa saturación (punto 4), y luego se inicia el recalentamiento de ese vapor
(hasta el punto 4’). Después, se extrae el vapor de la caldera y se conduce a la turbina donde
se expande (haciéndola girar rápidamente, generando energía mecánica que acoplada a un
generador se convierte en energía eléctrica) hasta la presión asociada a la temperatura de
condensación (punto 5), limitada por las condiciones ambientales. El vapor que descarga la
turbina entra al condensador donde se enfría (a presión y temperatura constante) y se
convierte en agua al entrar en contacto con las paredes de tubos que están refrigerados en
su interior (típicamente por agua). El condensado se recoge en el fondo del condensador,
158 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
donde se extrae prácticamente como líquido saturado (punto 1). Este líquido ya puede ser
de nuevo bombeado para elevar su presión, volviendo al estado marcado con el punto 2, y
prosiguiendo así el ciclo.
Figura 5.1. Ciclo Rankine sencillo con sobrecalentamiento: diagrama termodinámico y esquema del ciclo.
Fuente: García-Galindo et al. [2008].
Respecto a este ciclo termodinámico ideal, algunas ideas básicas son éstas:
• El trabajo neto realizado por el ciclo corresponde con el área interior del ciclo en el
diagrama T-s de la figura 5.1, por haberse supuesto reversible. Por lo tanto interesa que
en el condensador haya la menor presión posible de trabajo, y que se bombee hasta la
presión más alta.
• El rendimiento del ciclo, ηciclo, depende de las temperaturas (en K) en las que opera el
ciclo, es decir, la temperatura media de absorción de calor del foco caliente o caldera
( T c ) y la temperatura a la que cede el calor al foco frío, en este caso constante en el
condensador (TF), a través de la siguiente ecuación.
η
ciclo
= 1−
TF Wturb
−W
=
T Q
C
Trabajo
de bomba
donde Q cald es el calor extraído del combustible que se ha transferido al fluido de
trabajo, y W turb es la potencia mecánica desarrollada por la turbina, a la que habrá que
descontar el consumo auxiliar de la bomba, W bomb. Por lo tanto interesa calentar a las
más altas temperaturas y presiones en la caldera antes de expandir en la turbina.
• El límite máximo para el punto 4’ depende de la resistencia de los materiales en caldera
y turbina para tales condiciones, y de las condiciones termodinámicas de la sustancia de
trabajo del ciclo, en este caso el agua. Si el calentamiento en la caldera se realiza a
presión y temperatura mayores que las del punto crítico, el proceso de ebullición no
existe como tal (ver figura 5.1) y el manejo del fluido es más complicado en este caso,
requiriendo diseños especiales en la central pero con mayor rendimiento global (ciclos
supercríticos).
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 159
cald
2
bomb
1
Q caldera
Q
condensador
4’
5
Trabajo de
turbina

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
• Cuando el ciclo representado no es ideal, los procesos de bombeo y turbinado reales no
son realmente adiabáticos reversibles (isentrópicos), y existen pérdidas de carga en las
tuberías y procesos de transferencia de calor.
La figura 5.2 presenta el esquema de una planta de generación termoeléctrica de ciclo
Rankine más cercana a una real, con extracciones de vapor de la turbina al tren de
precalentadores y recalentamiento. El objetivo de todas esas medidas es aumentar la
temperatura media de absorción de calor en caldera, o bien aumentar el trabajo neto por
unidad de flujo másico circulando por ella (potencia específica), y con ello el rendimiento
global del ciclo. La expansión en la turbina se realiza en varias etapas (desde el punto 3
hasta el punto 7), alcanzándose presiones de vacío elevadas en el condensador que hacen
aumentar el rendimiento del ciclo, dado su incremento de potencia específica.
Figura 5.2. Esquema simplificado del ciclo de potencia de una central termoeléctrica. Fuente: García-
Galindo et al. [2008].
Tomando como partida el punto 1, se tiene el agua a la entrada de la caldera. El agua de
alimentación llega al economizador (zona de la caldera a menor temperatura) como líquido
subenfriado a la presión de trabajo de la caldera (1). En el hogar o circuito de evaporación
se produce el aporte de calor necesario para que el agua se evapore. El vapor saturado sale
del hogar y pasa a los sobrecalentadores (2), donde se alcanza la temperatura necesaria
antes de que el vapor (vivo) sea llevado a la turbina de alta presión AP (3). Una vez allí, el
vapor se expande hasta una cierta presión intermedia (4); posteriormente vuelve a la
caldera, donde se aumenta su temperatura de nuevo en el recalentador, generalmente hasta
la temperatura de sobrecalentado. El vapor recalentado (5) se expande entonces en los
160 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
cuerpos de turbina de media MP (5) y baja presión BP (6). A la salida de la turbina de baja
(7) el vapor exhaustado entra en el condensador, donde se condensa, cediendo su calor
latente al agua de refrigeración. El agua de ciclo sale del condensador (8) como líquido
saturado (o ligeramente subenfriado) a baja presión y cae a su parte inferior (pozo), donde
es impulsada por la bomba de condensado (o bomba de baja presión) a través de una serie
de calentadores. Este precalentamiento se realiza con parte del vapor extraído desde las
turbinas de media y baja, con ello se consigue aumentar el rendimiento del ciclo, aunque se
pierda algo de potencia específica. Posteriormente el agua llega a la bomba de alimentación
de la caldera (o bomba de alta presión, tras pasar por un desgasificador que elimina los
inconfensables que pudieran formarse en el ciclo), donde alcanza la presión de trabajo y
recorre otra serie de precalentadores que calientan el líquido antes de llegar a la caldera
(gracias al vapor de media presión extraído de la turbina). Finalmente, el líquido a alta
presión entra en la caldera, a elevadas temperaturas también, comenzando su paso por el
economizador (1).
En la inmensa mayoría de las centrales de ciclo Rankine se emplean este tipo de ciclos
regenerativos, donde el agua de ciclo se precalienta en 6/7 precalentadores con vapor de las
distintas etapas de turbina, ganando así rendimiento energético en las plantas (además,
reduce las pérdidas en el escape de la turbina de baja presión al reducirse su caudal de
vapor). La presión y temperatura tanto del vapor vivo sobrecalentado como del recalentado
caliente deben ser lo más altas posible, así como una menor presión de condensador lo más
baja posible. En la práctica, los límites vienen impuestos por la posibilidad de construir
equipos que soporten condiciones de trabajo más exigentes a un coste razonable, que es
altamente dependiente del coste del combustible consumido.
5.1.2 Ciclo Combinado de turbina de gas
Un ciclo combinado (CC) es un sistema termodinámico formado por dos o más ciclos de
potencia en cascada que utilizan diferentes fluidos de trabajo (cada uno de ellos el
apropiado para altas y bajas temperaturas de trabajo respectivamente), cuya integración
conduce a un ciclo de eficiencia neta más alta que si operaran cada uno de ellos de forma
independiente. Debido a los avances producidos en la tecnología de turbinas de gas, los
ciclos combinados más comunes son los compuestos por un ciclo de turbina de gas (TG) o
ciclo Brayton, y un ciclo de vapor o ciclo Rankine, el cual aprovecha el calor residual (gases
de escape) de la TG a través de una caldera de recuperación (CR).
En un ciclo combinado (ver figura 5.3), el gas combustible se quema en la TG (ciclo de
cabeza o de alta) generando trabajo mecánico que mueve un grupo generador de
electricidad. Los gases de escape son gases a alta temperatura, que pueden ser utilizados
como fuente de calor para generar vapor en un ciclo Rankine de TV (ciclo de cola o de
baja). Es decir, que con el combustible utilizado se mueve una turbina de gas, cuyos gases
de escape poseen suficiente temperatura como para ser el foco de calor para evaporar el
fluido de trabajo del ciclo Rankine en una caldera de recuperación.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 161

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
Figura 5.3. Esquema de una central eléctrica de ciclo combinado. Fuente: García-Galindo et al. [2008].
El ciclo de TG es de alta temperatura, con temperaturas de entrada al expansor (la máxima
del ciclo) de entre 1.100 y 1.300ºC y cesión de calor en torno a los 600ºC. Por otro lado, el
ciclo de vapor es de baja temperatura, con una temperatura máxima del vapor vivo de
alrededor de 500ºC, y con cesión de calor a temperatura ambiente. Como elemento de
unión entre los dos ciclos se dispone de la caldera de recuperación.
La figura 5.4 muestra un esquema de ciclo y un diagrama T-s con los ciclos
termodinámicos de la aire-gas y de agua-vapor superpuestos. Puede apreciarse cómo la
etapa de refrigeración de la turbina de gas (estados 8 a 9) sirve como foco de calor de
entrada para el ciclo Rankine (estados 2 a 3).
Figura 5.4. Esquema de un ciclo combinado y diagrama T-s. Fuente: García-Galindo et al. [2008].
162 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
El hecho de introducir en el ciclo combinado una caldera de recuperación (CR) supone una
pequeña pérdida de rendimiento, principalmente debido a diversas razones técnicas:
• Los intercambiadores de la CR no puede ser de superficie infinita, por razones
económicas.
• Debido a lo anterior, el salto térmico de la corriente gases-agua/vapor debe mantenerse
elevado, lo cual conduce a irreversibilidades térmicas.
• La composición de los gases de combustión (que depende del combustible empleado)
hace imposible el enfriamiento en la CR de los gases hasta la temperatura ambiente,
para evitar condensaciones ácidas.
La ubicación de los intercambiadores que configuran la caldera de recuperación está
marcado por la temperatura de salida de los gases de la turbina de gas. Primero los gases
más calientes se hacen pasar por la zona de recalentadores a contracorriente, después por
los evaporadores para el ciclo Rankine, esta vez con flujos paralelos. Finalmente, los gases a
menor temperatura se utilizan para precalentar el agua a contracorriente (economizadores).
El salto térmico en una CR puede reducirse con la introducción de distintos niveles de
presión en la caldera de recuperación.
El rendimiento de un ciclo combinado, η CC, es el cociente entre la potencia total generada
en los dos ciclos (W TG y W TV) y el calor (único) absorbido en el ciclo de turbina de gas, Q abs
liberado en la quema del combustible
η
cc
W&
+ W&
=
TG TV
Q&
abs
Teniendo en cuenta que el calor cedido por el ciclo superior (gas) es igual al calor
absorbido por el ciclo inferior (vapor) y no se ha evacuado por la chimenea de la CR, la
expresión del rendimiento se puede reagrupar en función de los rendimientos de cada uno
de los dos ciclos y de la CR:
Q
η
+ Q
( 1−
η )
abs TG abs TG TV CR
ηcc = = ηTG
+ −
Q&
1
abs
η
( ηTG
) ηTVηCR
Por otro lado, el rendimiento del ciclo combinado depende de la relación de compresión y
la temperatura de entrada de los gases a la turbina. Con respecto a esta última, hay que
decir que el rendimiento del ciclo combinado está limitado en gran medida por los
exigentes materiales a emplear y por la refrigeración requerida en los álabes de la turbina de
gas. Estos factores son críticos para el desarrollo de la tecnología. Así, actualmente las
temperaturas se encuentran en torno a 1.300ºC para la mayoría de turbinas, aunque se
espera en la próxima década alcanzar temperaturas de 1.500ºC [Moran y Shapiro, 2006].
Los ciclos combinados se aplican fundamentalmente a la generación de energía eléctrica y a
la cogeneración (generación conjunta de calor y electricidad). Los ciclos combinados
pueden contar con post-combustión (si se requieren altas temperaturas de entrada del gas a
la CR), y según el número de niveles de presión del vapor en la CR, se pueden encontrar
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 163
η

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
ciclos de uno, dos o tres niveles de presión, con cada vez mejor rendimiento pero también
mayor coste y complejidad.
El acoplamiento en plantas duales a las plantas destiladoras MSF o MED aprovecha el
trabajo mecánico producido por la turbina de vapor (en ambos ciclos) y/o la turbina de gas
(en el ciclo combinado) para mover las bombas de circulación, y la energía térmica de baja
calidad ya exhausta previamente como aporte energético de la propia planta desaladora (a
través de una extracción de vapor si es un ciclo de TV o un CC, o bien con una CR
intermedia si tenemos un ciclo de TG). La figura 5.5 muestra un esquema típico de una
planta de desalación MED integrada con un ciclo Rankine de TV, en la cual la MED
funciona como el condensador final del ciclo, a presiones de vacío por tanto no muy
elevadas. Esta opción presenta ventajas competitivas (ahorro de un condensador a la
central térmica) pero reduce la flexibilidad de la producción de destilado al estar
fuertemente conectada a la producción de electricidad y condiciones ambientales externas.
Si la planta de OI se acopla a un ciclo Rankine o a un ciclo combinado, aumenta la
flexibilidad de su operación al eliminar la dependencia de ésta de la red eléctrica.
Figura 5.5. Esquema típico de una planta dual Ciclo de Rankine - Planta MED.
Un ejemplo similar lo podemos encontrar en [Chacartegui et al., 2009], donde se ha
estudiado adaptar el vapor (5,5 kg/s) de baja temperatura emitido por el sistema de
enfriamiento del ciclo combinado, que actualmente se usa para precalentar el agua de mar
en una piscifactoría cercana española, hacia la producción de agua desalada en una MED de
tan sólo tres efectos (0,3 hm 3 /año).
5.1.3 Plantas híbridas: destilación más OI
La configuración híbrida es otra forma de integración de dos procesos de desalación en la
planta dual. Consiste en combinar una planta de OI con una planta de destilación MSF o
MED. Dicha planta dual puede tener como sistema de producción de energía bien un ciclo
Rankine o un ciclo combinado.
Los sistemas de desalación híbrida han surgido en los países del Golfo como respuesta
económicamente factible a sus singulares perfiles de demanda eléctrica (que baja hasta un
40% en invierno) y de agua (prácticamente constante y máxima durante todo el año),
164 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
donde la planta OI consume en invierno el exceso de energía eléctrica no demandada,
permitiendo en dicha época mantener las condiciones nominales de operación en la planta
de potencia, sin mermar su rendimiento. Otras ventajas técnicas significativas con respecto
a la desalación individual son [IAEA, 1998; Al-Mutaz, 2003]:
• misma entrada de agua de mar y post-tratamientos comunes para obtener una adecuada
calidad del agua producto,
• control de la calidad del agua, a través de la mezcla de agua destilada y permeada,
• operación de la OI a presiones moderadas, alargando la vida de las membranas de OI.
Su previsible mayor salinidad del permeado se reducirá con el blending del destilado.
• reducción del consumo eléctrico específico. Por ejemplo, en el caso de una MSF
acoplada en serie a una OI, la recirculación para la MSF podría provenir de la salmuera
producida en la OI, con la consecuente reducción de demanda eléctrica para el bombeo
[Cardona et al., 2002],
• optimización de las temperaturas de agua producto. En el caso de una integración OI-
MSF, la salmuera de la OI puede ser utilizada para enfriar el agua producto de la MSF
[Al-Mutaz, 2003]. A su vez los rechazos de agua de mar precalentada de la MSF (ver
anexo 1.1) o del condensador de la MED se pueden utilizar como agua de entrada de la
OI, aumentando su producción un 3% por cada grado centígrado [Hamed, 2005].
5.1.4 Poligeneración (trigeneración y agua)
El término trigeneración consiste en la producción integrada de energía eléctrica, calor y
frío. Un caso típico puede ser el acople de un ciclo combinado que produce electricidad y
calor, éste ultimo consumido en el generador de un ciclo de absorción en verano y
produciendo así frío. De esta forma, una de las mayores deficiencias que a menudo hacen
que la cogeneración sea no rentable, como es la ausencia de un requerimiento térmico
adecuado a lo largo de todo el año completo, se compensa con la transformación de la
demanda de frío en demanda térmica [Chicco y Mancarella, 2007]. Estos sistemas pueden
por tanto un mejor rendimiento energético y ambiental global, con unas estrategias de
regulación y diseño adecuadas, redundando en menores tiempos de retorno de la inversión.
Por supuesto, son necesarias unas adecuadas demandas de frío en verano y de calor en
invierno. Ejemplos potenciales para su aplicación pueden ser hospitales, hoteles, la
industria alimentaria, escuelas, grandes almacenes, edificios comerciales, oficinas, zonas
residenciales, hasta incluso aeropuertos [Chicco y Mancarella, 2007].
Aunque algunos hablan de tetrageneración cuando se produce electricidad, agua, frío, calor,
con éstos dos últimos disponibles incluso a diferentes niveles de entalpía
(temperatura/presión), en este trabajo hablamos de poligeneración si al sistema de
trigeneración le añadimos la producción de agua desalada [Rubio y Uche, 2008]. No
obstante, es necesario recordar que el concepto de poligeneración puede englobar la
producción de otros servicios distintos al agua como cuarta oferta simultánea, tales como la
producción de hidrógeno, la deshidratación, u otras sustancias químicas utilizadas en
procesos específicos [Chicco y Mancarella, 2007]. En todo caso, la adopción de sistemas de
multi-generación combinada puede conducir a importantes beneficios en términos de alta
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 165

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
eficiencia energética, reducción de emisiones, mejoras económicas, y fiabilidad y calidad de
los servicio proporcionados al usuario.
5.1.5 Destilación con calores residuales
El calor requerido para los procesos de destilación térmica MSF y MED es de baja
temperatura (< 110ºC). Por tanto su integración, con un proceso industrial (por ejemplo las
cementeras) con calores residuales disponibles, puede ser su fuerza motriz con costes
económicos y ambientales (sólo los derivados de su consumo energético) nulos.
En Domingo [2003], se estudió el aprovechamiento de calor residual procedente de los
hornos cerámicos de cocción monocapa, y su acoplamiento con una planta MED. El
horno cerámico expulsa por dos chimeneas los gases de combustión de sus quemadores de
gas natural (de alta velocidad, a 200-300ºC), y el caudal de aire de enfriamiento de la pasta
previamente cocida (a 150-180ºC). Ambos gases se llevaron a una caldera de recuperación
para conseguir el vapor de aporte al primer efecto de la MED.
5.1.6 Desalación nuclear
La desalación nuclear se define como la producción de agua desalada procedente del agua
del mar en una infraestructura en la que un reactor nuclear se usa como fuente de energía
(eléctrica o térmica) para el proceso de desalación. La infraestructura puede estar centrada
únicamente a la producción de agua desalada, o bien compartiendo la producción de
energía eléctrica y de agua. En cualquier caso, hablamos de una instalación integrada en la
cual el reactor y la planta de desalación están acoplados a través de un intercambiador de
calor, y la energía se produce in-situ para el consumo del proceso de desalación. En la tabla
5.1 aparecen los países (no significativos en el mercado de la desalación) que han
desarrollado la integración de la energía nuclear con la desalación de agua de mar [Khamis,
2007].
Todos los tipos de reactores nucleares pueden dar la energía requerida para la desalación
(ver Tabla 5.1), ya sean enfriados con agua o con gas. Los reactores pequeños y medianos
(SMRs) son importantes para la desalación en estos países, ya que las limitaciones en sus
infraestructuras industriales y redes de suministro eléctrico hacen que la mayor unidad que
se puede integrar a la red eléctrica sea de alrededor del 10-20% de la propia capacidad de la
red. Así, los grandes reactores existentes diseñados y desarrollados principalmente para
América del Norte, Europa Occidental, la antigua URSS o Japón, son menos compatibles
con las redes eléctricas en muchos países en vías de desarrollo [El-Genk, 2008]. Los
reactores pequeños son también más apropiados para áreas remotas sin conexión a la red:
una vez que estén comercialmente disponibles y sean económicamente competentes, serán
una opción franca para la desalación.
El diseño y las condiciones de operación, son esencialmente las mismas que las
correspondientes a los típicos reactores nucleares. Sin embargo, para la desalación nuclear
debe haber requerimientos adicionales de seguridad para evitar ningún elemento
radioactivo se introduzca en el circuito del agua desalada. Otras consideraciones que deben
tenerse en cuenta en la seguridad son el impacto potencial de recursos compartidos como
las estructuras de entrada y salida (salmuera) y la localización de la planta (más alejada a
núcleos de población que una planta de desalación convencional).
166 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
Tipo de reactor País Proceso desalación Estado
LMFR Kazajstán MED, MSF Reactor para 150 años
PWRs Japón MED, MSF, OI Reactor para 100 años
Corea, Argentina MED, OI En diseño
Rusia MED, OI En diseño
PHWR India MSF, OI Asignado
Canadá OI En diseño
Pakistán MED Construcción
BWR Japón MSF Instalado
HTGR Sudáfrica MED, MSF, OI En diseño
NHR China MED En diseño
LMFR: reactor rápido de metal líquido; PWR: reactor de agua a presión; PHWR: reactor de agua pesada;
BWR: reactor de agua en ebullición; HTGR: reactor de alta temperatura refrigerado con gas; NHR: reactor de
calefacción nuclear.
Tabla 5.1. Varios tipos de sistemas de desalación nuclear. Fuente: Khamis [2007].
Hay dos tipos de integración según la tecnología de desalación, el acople térmico a los
sistemas de destilación (MSF o MED) y el acople mecánico/eléctrico a los sistemas de
membranas (OI y CV). En el primer caso, para desacoplar las variaciones operacionales de
la planta nuclear, se requiere en muchos diseños un dispositivo intermedio de transferencia
de calor que sirve como circuito aislado (circuito de condensación y enfriamiento). Sin
embargo, para el acoplamiento con desaladoras que sólo tienen consumo eléctrico, éste se
extrae de la red o con una conexión directa a la planta nuclear a través de una conexión
auxiliar a la red, por tanto la interacción entre ambos sistemas es mínima.
5.2 Aporte energético de origen renovable
El término energía renovable se refiere a las fuentes de energía que pueden reemplazar al
carbón, gas y petróleo o sus derivados, y a la energía nuclear, es decir, son fuentes
alternativas de energía que no están basadas en la combustión de los combustibles fósiles o
la división de átomos [de Juana et al., 2002]. El nuevo interés en este campo de estudio
viene por los indeseables efectos de la contaminación provenientes de la combustión de los
combustibles fósiles y porque éstos no son renovables. Afortunadamente hay varias formas
de energía limpia, la cual tiene impactos menos perjudiciales en nuestro medioambiente.
Algunas de estas posibles alternativas están incluidas en este estudio, y son:
Energía solar: es virtualmente una fuente ilimitada de todas las fuentes de energía
conocidas, es por ello que tiene un gran futuro. La energía total que recibimos cada año del
Sol es alrededor de 10.000 veces mayor [Bayod, 2009] que la energía primaria total
consumida por el hombre. Sin embargo, ya un tercio de dicha energía es o bien absorbida
por la atmósfera exterior o reflejada hacia el espacio. Hay varios tipos de sistemas de
aprovechamiento de la energía solar, los más comunes a escala doméstica pueden ser el
calentamiento directo en las casas (apreciamiento pasivo a través de la arquitectura
bioclimática), el uso de colectores solares para el consumo de agua caliente sanitaria y los
pequeños sistemas fotovoltaicos en zonas aisladas de la red. A nivel de centrales eléctricas
de generación, actualmente ya son factibles las plantas termosolares basadas en la
concentración de la irradiación solar y su posterior conversión con ciclo de potencia
Rankine, o los parques fotovoltaicos (o huertos solares).
Energía eólica: es otra fuente de energía renovable (proveniente del Sol indirectamente),
casi inagotable y sin efectos aparentemente perjudiciales a la naturaleza. Sin embargo, el
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 167

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
aprovechamiento del viento es por su naturaleza meteorológica mucho más impredecible
que la energía solar, aunque hay localizaciones geográficas especialmente adecuadas para su
explotación [Kiranoudis et al., 1997; Lenzen et al., 2002].
En un aerogenerador de eje horizontal, sus palas (normalmente 3 a 120º) se orientan en el
plano vertical perpendicular al viento, que se orienta con una veleta. Cuando una ráfaga de
viento incide sobre sus palas, éste es forzado a rotar, obteniéndose en el eje un par motor
que se transforma en energía eléctrica. Los aerogeneradores de eje vertical no necesitan de
mecanismos de orientación al viento, pero son menos efectivos que los anteriores.
Energía hidroeléctrica: proviene de la energía potencial obtenida de forma natural por el
ciclo hidrológico del agua, donde el agua almacenada en altura en una presa transfiere la
energía cinética de su salto a los alabes de una turbina hidráulica, obteniéndose después
electricidad. Estos sistemas tienen cada vez mayores reticencias medioambientales, pero sus
nulos costes de operación y muy bajos costes de mantenimiento la hacen verdaderamente
atractiva cuando el recurso está disponible.
Las fuentes de energía renovable son las consideradas sostenibles para el futuro de la
energía, y su incorporación en el sector energético se está realizando a una tasa de
crecimiento anual superior al 25% [AQUA, 2007]. Sin embargo, estas fuentes alternativas
de energía se enfrentan a dos retos importantes. El primer gran reto tiene que ver con su
naturaleza aleatoria en el tiempo (la solar es algo más predecible). Muchos de los usos de la
energía, particularmente en el caso de la desalación, requieren un aporte de energía
constante. Por tanto el diseñador deberá estimar primero la disponibilidad de esa energía
renovable, dar los medios técnicos adecuados para capturar dicha energía y almacenarla
cuando sea necesario, para tenerla disponible en el momento necesario.
El segundo gran reto se refiere al aspecto económico. Las tecnologías renovables son
todavía más caras que las convencionales, dado el uso consuntivo de materiales nobles para
la captación del recurso renovable y su transformación y almacenamiento. Sin embargo, la
competencia de suministradores y la economía de escala están haciendo dicha diferencia
cada vez menor, hasta el punto de ser francamente rentables con el apoyo institucional con
primas por la generación eléctrica “verde”.
Los elevados precios del petróleo y las limitaciones de CO 2 impuestas han despertado un
creciente interés por la aplicación de energías renovables a la desalación, especialmente en
relación con las energías eólica y solar. Son conocidas en un inventario de finales de 2004,
unas 100 unidades de plantas de desalación solar y eólica [Wangnick/GWI 2005]. Muchas
de ellas son instalaciones piloto con capacidades menores de 50 m 3 /día, aunque
recientemente se construyó en Cabo Verde una planta de 300 m 3 /día con energía eólica. La
mayor planta de desalación con energía renovable conocida a finales de 2005 era una planta
de 2.000 m 3 /día en Libia, operando con energía eólica. Se construyó también en Libia, y en
la misma localización, otra planta de 1.000 m 3 /día que funciona con fotovoltaica. Ambas
plantas están operativas desde 1992 y desalan agua salobre con OI [Cooley et al., 2006].
En España, el Instituto Tecnológico de Canarias (ITC) es un referente en la integración
agua-energía con EERR, ya que durante los últimos 10 años ha desarrollado 11 proyectos
de desalación con energías renovables (eólica y fotovoltaica) a pequeña y mediana escala.
De ellos, dos se instalaron físicamente en el Norte de África [Subiela et al., 2008]: en Túnez
168 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
se construyó una desaladora de 50 m 3 /día que funciona con paneles fotovoltaicos, y en
Marruecos se instalaron 4 módulos de membranas de 24 m 3 /día de capacidad total
funcionando también con fotovoltaica. Con aerogeneradores se desarrollaron varios
proyectos, con unas capacidades de desalación entre 18 y 250 m 3 /día.
No se considera desalación con energías renovables el consumo de energía de la red
eléctrica, con su porción parcial o total de generación renovable (argumentado en el
Programa A.G.U.A). Para que se pueda evaluar efectivamente la desalación con energía
renovable, es necesario que la producción de tales energías forme parte del mismo proyecto
in-situ.
Y no siempre la desalación con energías renovables debe consumir energía eléctrica. Es
posible desalar con energía solar térmica aplicada directamente para la evaporación del
agua, o con energía mecánica aplicada directamente a partir de determinados recursos
energéticos limpios como la energía eólica, biomasa, de las olas, mareomotriz, etc… En
estos casos siempre se puede proclamar que se realiza ‘desalación con energías renovables’,
pues se capta energía in situ (mecánica o térmica), que sustituye a otros consumos que
debería aportar el sistema energético global.
5.2.1 Desalación eólica
Si la energía renovable es de origen eólico, normalmente la localización del parque eólico
será distinta a la de la planta de desalación (dado el impacto visual de los aerogeneradores
en primera línea de costa), y la energía producida será transportada hasta ella a través de la
red eléctrica general. La sustitución del consumo eléctrico por energía renovable podrá ser
por tanto total o parcial. Según Estevan [2008], para una capacidad de desalación de 1
hm 3 /año se requiere una potencia instalada media de entre 1,2 y 1,5 MW eólicos,
considerando una ubicación relativamente favorable para los aerogeneradores.
La irregularidad del suministro eólico se puede compensar a través de la red eléctrica. Así,
en los momentos de baja producción energética, el sistema toma energía de la red, y en
momentos de excedente de producción energética el sistema devuelve a la red la energía
prestada. El inconveniente de esta alternativa es que el potencial eólico de un determinado
sistema eléctrico viene determinado por el más pequeño de estos dos límites:
• La disponibilidad de localizaciones favorables y ecológicamente asumibles para la
instalación de parques eólicos.
• El límite técnico de generación eólica, conocido como ‘techo eólico’ de un sistema
eléctrico, es decir, la máxima potencia eólica que el sistema puede asumir sin
comprometer la estabilidad de la red eléctrica general. Su valor depende de la estructura
de la red y de la composición relativa de las unidades de producción eléctrica, así como
de la curva de la demanda.
Al instalar cierta potencia eólica en un sistema eléctrico, consume una parte del techo
eólico. Sin embargo, al ser la desalación una demanda estable y perfectamente previsible, su
presencia en un sistema contribuye a estabilizarlo, y por tanto, eleva su techo eólico.
Además, las plantas desaladoras son susceptibles de interrumpibilidad con cierto tiempo de
preaviso, y por tanto aportan una capacidad adicional de estabilización del sistema.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 169

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
Alternativas técnicas de desalación capaces de optimizar la elevación del techo eólico, que
ya han sido estudiadas en detalle en el proyecto RED-Lanzarote (OI con agua de mar, 56
m 3 /día), ya que el sistema eléctrico Lanzarote/Fuerteventura fue el primer sistema eléctrico
español en alcanzar el techo eólico en la década de los 90.
Según indica Estevan [2008], en España sería necesario instalar una potencia global eólica
entre 1.000-1.200 MW para impulsar todas las plantas de desalación previstas a medio plazo
en el plan A.G.U.A., con una capacidad global de 825 hm 3 /año. Esta cifra representa algo
menos del 6% del parque eólico ya instalado en la actualidad, que ronda los 19.000 MW (el
vigente Plan de Energías Renovables contempla 20.155 MW eólicos instalados en 2010) en
horizontes aproximadamente coincidentes con los del programa de desalación. Las diversas
estimaciones del potencial eólico peninsular terrestre y marino multiplican varias veces las
potencias actualmente instaladas y programadas, por lo que el desarrollo del parque eólico
español deberá venir acompañado de un refuerzo de las medidas de estabilización del
sistema, para mantener siempre la potencia instalada por debajo del techo eólico.
En García [2002, 2003] aparece un listado de plantas piloto y comerciales de OI con eólica
existentes en todo el mundo. Una nueva opción prometedora en este campo son las plantas
de desalación con eólica offshore, que aunque no es representativa en la actualidad por sus
problemas técnicos asociados, se ha elegido como una posible integración con la
desalación, al contar la base de datos Ecoinvent v1.3 con un parque offshore de estas
características. Esta tecnología estaría montada sobre una plataforma marina de superficie
adecuada para albergar los módulos de OI y la instalación eléctrica. Esta disposición
permite disminuir las pérdidas energéticas entre el parque eólico y la planta de desalación.
También permite una captación del agua de mar más eficiente y una impulsión del agua
desalada a la costa menos costosa en el caso de plantas de desalación en tierra. Es
importante emplear aerogeneradores de potencia superior a 1 MW en parques offshore, ya
que los altos costes asociados a la construcción en el mar hacen que éstos resulten más
rentables que aerogeneradores de menor potencia. Las plataformas flotantes fondeadas
pueden ser instaladas a distancias de entre 4 y 5 km. de la costa y en aguas de entre 40 y 80
m. de profundidad [Estevan, 2008].
5.2.2 Desalación solar
La energía solar ha sido usada ya desde hace siglos para destilar de agua salobre y de mar.
El ejemplo más simple de este tipo de procesos es el destilador solar, donde el agua salada
retenida en una bandeja se calienta y se evapora por la entrada de radiación solar, y
posteriormente condensa en un vidrio inclinado que cubre la placa. Cuando al final del
siglo XIX las placas empezaron a fabricarse, los destiladores solares se desarrollaron. La
primera instalación de este tipo documentada fue construida en Las Salinas (Chile), en un
área francamente ávida de agua dulce [Cooley et al., 2006].
Por otra parte, el potencial de la energía solar térmica de concentración supera en varios
órdenes de magnitud a la demanda energética global mundial. Los impactos
medioambientales se consideran aceptables, puesto que los colectores solares de
concentración están construidos principalmente con materiales abundantes y reutilizables
como el acero, el cemento y el cristal. Con sistemas de almacenamiento, pueden proveer
energía las 24 horas del día, facilitando la operación continua de las desaladoras. Por todo
170 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
ello, la energía solar térmica de concentración se considera uno de los recursos ‘naturales’
para la desalación de agua marina [AQUA, 2007].
El CIEMAT, en sus instalaciones de la PSA (Plataforma Solar de Almería) situadas en
Tabernas, está realizando considerables avances en el diseño de sistemas de desalación
térmica en procesos multietapa MED, alimentadas exclusiva o parcialmente por energía
solar. Aunque por el momento los resultados obtenidos no alcanzan parámetros de
eficiencia comercial, este enfoque resulta bastante prometedor, especialmente si se combina
con fuentes renovables complementarias, como la biomasa, que permitirían salvar la
irregularidad de la energía solar en el caso de no optar por sistemas de almacenamiento
(que inciden en un sobredimensionamiento del campo solar por otra parte).
En García [2002, 2003], aparece un listado de plantas piloto de destilación solar (MED y
MSF); y plantas piloto o comerciales de OI con fotovoltaica existentes en todo el mundo.
Las capacidades de estas instalaciones van, para la destilación solar, desde los 0,1 m 3 /día
(planta de destilación con colectores solares situada en Túnez) a los 6.000 m 3 /día (planta
MED con colectores PTC situada en el Golfo Pérsico); y desde 1 m 3 /día (para agua salobre
con 0,45 kWp, situada en La India) a los 50 m 3 /día (para agua salobre con 20,5 kWp, en
Egipto) para la OI acoplada a un campo fotovoltaico.
Respecto a la energía hidroeléctrica para desalar, los grandes sistemas hidráulicos son
sistemas fácilmente interrumpibles, y por tanto pueden adaptarse mejor que otros sistemas
a la irregularidad del suministro eléctrico e incluso pueden contribuir a estabilizar el sistema
eléctrico general. Su integración mixta en sistemas eólicos con el bombeo a balsas en altura
en periodos de viento y su turbinado en períodos de calma, es una alternativa cada vez más
rentable [Schallenberg, 2006].
Energía renovable MSF MED OI
Solar Térmica Colectores solares
73,5-185
Producción electricidad
a 8,6b 37d -
3,5-7c 8,5-24e Solar Fotovoltaica Área de captadores - - 26-32e 23f Eólica Superficie parque eólico - - 0,5g a) simulación de una planta MSF en Libia de 1.000 m3 /día de capacidad y diversos PR (4-10) [Agha, 2008].
b) simulación de una planta MED en Australia de capacidad entre 4-20 m3 /día [Burgess et al., 2006]
c) simulación de una planta de OI en Australia de capacidad entre 5-50 m3 /día [Burgess et al., 2006]
d) planta solar MED de la PSA de Almería de 3 m3 /h de capacidad, campo solar sobredimensionado [Burgess
et al., 2006].
e) simulación de una planta de OI en Madrid y Almería de 15 m3 /día de capacidad [Bruno et al., 2008].
f) planta piloto de OI en Grecia de capacidad 12 m3 /día [Mohamed y Papadakis, 2004].
g) proyecto de planta de OI en Canarias de 32.000 m3 /día de capacidad y 10 MW eólicos offshore (5
aerogeneradores, a 4 km. de la costa y 400 m entre aerogenerador).
Tabla 5.2. Superficie necesaria en m2 por m3 /día de agua producida, según el tipo de integración EERRdesalación.
Como resumen, la discontinuidad de las fuentes de energía renovables no las hace viables
para atender grandes demandas o producciones de agua desalada, aunque bien se han
desarrollado proyectos piloto con resultados positivos en plantas muy pequeñas que ya
proveen agua desalada a complejos turísticos. En el caso de la solar, la dificultad esencial
reside en la gran cantidad de superficie que requiere (ver tabla 5.2) y en el caso de la energía
eólica, en la discontinuidad de su suministro.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 171

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
5.3 Análisis de inventario de las integraciones energéticas de los
procesos de desalación
En las secciones anteriores se han comentado las posibles integraciones energéticas de la
desalación. Para llevar a cabo el ACV de estas integraciones, en primer lugar se define y
describe el inventario, tanto los sistemas de producción de energía como los sistemas
resultantes de las integraciones. Así, primero tenemos la desalación con energías
convencionales (ciclos Rankine y combinado, y energía nuclear), después con calores
residuales y energías renovables (solar fotovoltaica, solar térmica, eólica y minihidráulica) y
por último un sistema de poligeneración.
5.3.1 Análisis de Inventario de las desaladoras integradas con energías
convencionales
1- Ciclo Rankine y Ciclo Combinado. Las tecnologías de desalación se integran
con diferentes sistemas de producción de energía, como son:
- sistemas de cogeneración basados en ciclos de potencia de turbina de vapor
convencionales,
- extracción de vapor para plantas de destilación en ciclos combinados,
- plantas híbridas (OI combinada con destilación) basada en plantas de potencia
de vapor convencionales o ciclos combinados,
- flujos de calores residuales aptos para la destilación (MSF o MED), en este caso
el agua destilada podría ser producida con una muy importante reducción del
consumo de combustibles fósiles.
Se analizan los procesos de desalación considerando que toda la energía (térmica y
mecánica) se produce en un mismo sistema, bien en un ciclo Rankine (CR) o en un ciclo
combinado (CC). Esta producción conjunta de energía mecánica o eléctrica y térmica para
la MSF y MED se denomina cogeneración. Así, se analizan un Ciclo Rankine convencional
(con unas rendimientos del 90% para la energía térmica y del 34% para la eléctrica) [Uche,
2000] y un ciclo combinado (con unas eficiencias del 90% y del 55% para la energía térmica
y eléctrica respectivamente) [Lachén, 2001], además se consideraron tres posibles
combustibles fósiles: carbón, gas natural y petróleo para ambos sistemas de producción de
energía. En términos de los consumos de energía primaria, se ha considerado por tanto y
para la MSF un consumo de 264 kWh/m 3 de agua destilada cuando la MSF opera en modo
cogeneración con un ciclo de vapor convencional [Uche, 2000], y un valor de 142 kWh/m 3
en cogeneración con ciclo combinado [Lachén, 2001]. Para el caso de la MED el consumo
de energía primario analizado para la unidad de destilación es de 196 kWh/m 3 en
cogeneración con un ciclo de vapor convencional y 105 kWh/m 3 integrada con ciclo
combinado [Raluy et al., 2004].
172 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
MSF MSF dual MSF dual MED MED dual MED dual OI
ENTRADAS
con CR con CC
con CR con CC
Agua de mar (m3/h) Energía eléctrica
19.900 6.250 4.260
(kWh/kg dest.) 0,004 0,004 0,004 0,002 0,002 0,002 0,004
(kJ/kg destilado)
Energía térmica
42,30 (*) 25,92 (**)
21,15 (*) 12,96 (**)
(kJ/kg destilado)
ENERGÍA TOTAL
333 221,67 116,3 263 175,21 91,92 -
(kJ/kg dest.)
SALIDAS
264 142
196
105
Salmuera (m3/h) 4.917
4.375
2.343
(ppm)
53.000
50.000
63.300
Destilado (m3/h) 1.896
1.875
1.917
(ppm)
10
10
400
(*) Rdto. eléctrico CR 34%. (**) Rdto. eléctrico CC 55%. (Ver anexo 5.2.4).
Tabla 5.3. Resumen de entradas y salidas en la operación de las plantas desaladoras integradas con sistemas
de producción de energía convencional.
Para la desalación con OI se puede realizar también un análisis de integración. La carga
ambiental provocada por la OI es diferente según el nivel de integración con el sistema de
producción de energía. Se han considerado tres casos distintos (todos con gas natural como
combustible):
- ciclo de vapor convencional con una eficiencia eléctrica del 34%,
- motor de combustión interna con una eficiencia eléctrica del 45%,
- ciclo combinado con una eficiencia eléctrica del 55%.
2- Energía nuclear. Para el mix eléctrico europeo UCPTE elegido en la base de
datos Ecoinvent v1.3 [Pré Consultants, 2004b] con presencia de origen nuclear, se ha
considerado la producción de electricidad en plantas nucleares de Suiza en el periodo 1995-
1999, con un porcentaje del 90% con reactores de agua a presión, PWR, y el 10% con
reactores de agua a alta temperatura, BWR.
Ambos tipos de reactores incluyen: los elementos requeridos de fuel, compuestos químicos
y diesel, así como los requerimientos de transporte relevantes. Se incluye el uso del agua
(dulce y descarbonizada) para el enfriamiento. Los flujos de residuos radiactivos
considerados son: gasto de fuel para reproceso y acondicionamiento; residuos
operacionales de baja actividad para el acondicionamiento en el depósito intermedio, y
residuos contaminados del desmantelamiento. Se consideran también los residuos no
radiactivos.
Se asume que el consumo medio de 48,6 MWdía/kg de metal pesado para el BWR y de 45
para el PWR del año 2000, es representativo para todo el periodo de vida de la planta
modelada (40 años). Los requisitos de material y transporte se han extrapolado con el ratio
de los factores de capacidad ponderados por la producción de energía.
Para el BWR, el consumo medio corresponde a un enriquecimiento medio del 3,8% U 235
para los elementos fuel de uranio limpios. El factor de utilización de la infraestructura es la
inversa del total de la energía eléctrica generada en sus 40 años de vida; la producción de
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 173

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
BWR suizos se ha ajustado con los factores de capacidad específica media por país, entre
1997 y 2002, ponderados por la producción de energía.
Para el reactor PWR se asume que, durante su ciclo de vida, aproximadamente el 8% de la
energía será producida por los elementos fuel MOX (Mixed OXide fuel, combustible de
óxido mezclado). Del total de los elementos fuel, se asume que el 92% viene del Uranio
limpio (cargado para toda la cadena del proceso), y el 13% de MOX (cargado para
reprocesamiento). Los datos de las emisiones radioactivas son ponderados de las emisiones
medias de los reactores PWR en Alemania, España, Francia, Bélgica, Holanda y Suiza entre
1995 y 1999 [Pré Consultants, 2004b].
5.3.2 Análisis de inventario de las desaladoras integradas con energías
renovables
Las tecnologías de desalación se integran con diferentes energías renovables, como son
energía fotovoltaica, colectores de solar térmica, energía eólica e hidroeléctrica. Se
considera que las energías renovables proveen ambas energías, la térmica y la eléctrica:
• La energía eléctrica requerida para operar las bombas de las plantas de desalación
térmica (MSF y MED) al igual que la requerida en las plantas de OI.
• La energía térmica requerida (calor de baja temperatura del rango de 70 a 100ºC) para
llevar a cabo la evaporación del agua de mar en las primeras etapas de la MSF y MED.
A continuación se presenta una descripción de los sistemas de producción energía
renovable, los cuales proceden de la base de datos Ecoinvent v1.3 de SimaPro [Pré
Consultants, 2004b] y de la Plataforma Solar de Almería (PSA).
1- Energía solar fotovoltaica. La electricidad procedente de la energía solar viene
de una pequeña planta solar fotovoltaica con una capacidad de 3 kWp, situada en Suiza,
según la base de datos Ecoinvent v1.3 [Pré Consultants, 2004b]. El tipo de célula para la
producción de electricidad es una mezcla de células de silicio mono y poli-cristalino; con
unas dimensiones de la célula de 125x125 cm 2 . Las tablas de inventario incluyen el proceso
de obtención del cuarzo, la sílice, la producción de las obleas de silicio, los paneles
laminados, la fabricación de convertidores y la estructura soporte, asumiendo 30 años de
operación. Además, se consideran el transporte de materiales, los productos semi-acabados
y la planta completa, y los procesos de tratamientos de residuos y su destino final. También
se incluyen los contaminantes específicos al aire y al agua de los procesos [Pré Consultants,
2004b]. En estas plantas no se consideran sistemas de almacenamiento de energía.
Las plantas fotovoltaicas operativas en Suiza dan una producción media anual de 819
kWh/kWp. En España, dicha producción alcanza de media los 1.290 kWh/kWp. Se han
analizado ambos casos, para obtener una estimación de las cargas medioambientales en
diferentes localizaciones europeas.
2- Energía solar térmica. Se han considerado tres proveedores de energía solar,
dos están en el sistema de ensayos de colectores y son los Captadores Parabólico
Compuestos o captadores solares estáticos (CPC) y los Captadores Cilindro Parabólicos
(CCP o PTC) situados en la PSA, que tienen asociado un sistema de almacenamiento
174 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
térmico y están integrados a una planta de destilación vertical MED, y el otro el
suministrado por la propia base de datos Ecoinvent v1.3 [Pré Consultants, 2004b] del
programa SimaPro, correspondiente una planta solar localizada en Suiza.
2.1- Planta de destilación solar térmica
La planta MED solar térmica analizada consta de cinco subsistemas principales: destiladora
MED, campo solar, sistema de almacenamiento térmico basado en agua, caldera de gas
pirotubular y bomba de calor de absorción (LiBr-H 2O) de doble efecto. Los datos
proceden de las instalaciones reales de la Plataforma Solar de Almería (PSA) en Tabernas,
Almería [Alarcón, 2007]. La planta de desalación MED consta de 14 etapas en disposición
vertical, siendo el consumo térmico de la planta de 200 kW para una producción nominal
de 3 m³/h de destilado, con una productividad (número de kg de destilado producidos por
cada kg de vapor producido de energía aportada) mayor de 9. El campo solar está
compuesto por 252 captadores solares estáticos de tipo CPC, agrupados en 4 filas de 63
colectores en cada fila. La superficie total de captación solar es de 500 m 2 , con un
rendimiento global del 48%, una potencia pico de 1,3 MWt para una radiación solar directa
de unos 800 W/m 2 , que suministra diariamente una media de 6,5 MWh de energía térmica.
El sistema de almacenamiento térmico basado en agua, está formado por 2 tanques con
una capacidad individual de 12 m 3 . La bomba de calor consta de cinco componentes
principales: absorbedor, condensador, evaporador y 2 generadores, y suministra 200 kW de
energía térmica a 65ºC a la planta MED, para ello consume 90 kW mientras que recupera
110 kW a 35ºC. Así, el consumo térmico global de desalación (MED/bomba de calor) se
reduce de los 200 kW a los 90 kW, incrementando con ello su productividad hasta un valor
de 21.
La instalación tiene un consumo térmico específico de unos 65 kWh/m 3 , con un consumo
eléctrico de unos 3 kWh/m 3 y una vida útil de 25 años. El esquema de funcionamiento de
la planta de desalación MED solar térmica situada en la PSA de Tabernas, Almería, se
muestra en la figura 5.6.
El sistema opera con agua como fluido caloportador, la cual es calentada cuando circula a
través de los colectores solares. La energía solar se convierte así en energía térmica en
forma de calor sensible en el agua, y así se almacena luego en el tanque de agua primario. El
agua caliente del sistema de almacenamiento le da a la planta MED la energía térmica que
necesita. Sin radiación solar, la caldera de gas alimenta a la bomba de absorción de calor de
doble efecto (DEAHP), que también se alimenta con vapor de baja temperatura del último
efecto de la MED, para así calentar el agua que viene del primer efecto desde los 63,3ºC a
los 66,5ºC en condiciones nominales.
El sistema de almacenamiento consta de dos tanques de agua interconectados para
almacenar la energía excedente proveniente del campo solar, unir los flujos de entrada y
salida de los diferentes subsistemas y permitir la operación a carga parcial de la bomba de
calor.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 175

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
Figura 5.6. Esquema general de la planta de desalación solar térmica MED. Fuente: Alarcón [2007].
La caldera quema gas propano almacenado en un tanque instalado fuera del edificio de la
planta de destilación, y cuenta una autonomía estimada de 143 horas a plena carga. El flujo
de condensado devuelto debe ser enfriado para evitar el flasheado, por lo que se instaló un
intercambiador de calor, transfiriendo la energía a la corriente que conecta la bomba de
calor con el tanque de almacenamiento térmico [Alarcón et al., 2007].
Los datos de inventario detallados aparecen en el anexo 5.5. En la tabla que aparece a
continuación se muestra la cantidad de material empleado en el montaje de los principales
componentes de la planta MED-PSA.
MATERIAL Desaladora MED Colectores CPC Colectores Bomba calor
CCP/TPC DEAHP
Hierro fundido (kg) - - - 6.250
Hormigón (kg) 34.372 - - -
Hormigón armado (kg) 35.172 - - -
Acero (kg) - 168 52.480 5.225,1
Acero inoxidable (kg) 7.531,3 2.205 - 3.961,9
Acero baja aleación (kg) - - - 1.038,2
Aleación Cu-Zn (kg) - - - 933,7
Aleación de Ni-Cu (kg) 500 2.537,9 - -
Cemento (kg) 36.960 - - -
Aluminio (kg) - 1260 - -
Acero galvanizado (kg) 280 - - -
Poliéster (kg) 3.940 1.275,7 - -
EPDM (kg) - - - 3
Vidrio templado (kg) - 4.439,5 32.800 -
Lana de vidrio (kg) - - - 110
Tabla 5.4. Materiales necesarios para la construcción de la destiladora solar MED.
176 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
Se analizan cuatro modos de operación diferentes [Alarcón, 2007], dependiendo del origen
de la energía que se suministra a la unidad de destilación:
- Modo convencional: la caldera es la que le suministra al primer efecto de la
MED todo el calor que necesita para funcionar, y la red le proporciona la
electricidad.
- Modo sólo-solar: la energía que se proporciona al primer efecto de la planta
MED procede exclusivamente de la energía térmica procedente del campo
solar. Se dispone de energía proveniente de dos campos de colectores, los
CCP/TPC (colectores cilindro parabólicos, de único giro) y los CPC
(captadores parabólico compuestos, estáticos).
- Modo sólo-fósil: la bomba de calor de doble efecto (DEAHP) proporciona
toda la energía térmica requerida por la unidad de destilación, estando
interconectados por dos depósitos de agua. La DEAHP está accionada con
caldera.
- Modo híbrido: la energía procede tanto de la bomba de calor como del campo
solar. La bomba de calor opera con carga mínima (30%), siendo su
contribución por debajo del 17%. En este caso también tendremos 2
integraciones posibles, según el tipo de colector.
Las tablas de inventario completas donde aparecen todas las sustancias de entrada y salida
(materias primas, emisiones al aire, agua, suelo y residuos) de todas las plantas depuradoras
consideradas, aparecen en el anexo 6.10. No obstante, en la tabla 5.5 se recogen las
características principales de las entradas y salidas para los distintos modos de operación del
esquema flexible de la MED en la PSA.
MED modo MED modo MED modo MED modo
ENTRADAS
convencional solar (1) fuel (2) híbrido (1) (3)
Agua de mar (m3/h) 8
Energía eléctrica (kWh/m3 dest.) 3,86 5,64 8,36 9
Energía térmica (MJ/m3 destilado) 222,33 231,01 (S) 87,66 20,42(F)+213,43(S)
(kW)
173 179,67 (S) 68,18 15,89(F) +166(S)
Energía solar (MJ/m3 destilado)
- 631,59
- 583,52
(kW)
SALIDAS
491,24
453,85
Salmuera (m3/h) 5,2
Destilado (m3/h) 2,8
(1) Factor conversión energía térmica a solar: 0,762. Rendimiento paneles solares: 0,48%.
(2) COP HEAHP: 2,2 (Nominal).
(3) COP HEAHP: 2,14 (carga mínima 30%).
Tabla 5.5. Resumen de entradas y salidas en la operación de la planta destiladora solar MED según distintos
modos de operación. Basada en Alarcón (2007).
2.2- Planta de referencia de SimaPro
El esquema solar térmico incluye la producción de calor con un sistema de captadores,
incluyendo los usos auxiliares necesarios para las operaciones de calentamiento,
mantenimiento y electricidad. La planta está situada en Suiza y proviene de la base de datos
Ecoinvent v1.3 [PRé Consultants, 2004b]. La tecnología consiste en un sistema de
colectores solares planos en combinación con una caldera auxiliar de gas natural. El
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 177

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
volumen total de calor solar producido por el campo de colectores de la planta a examen
fue de 37 TJ en 2001.
Para el ACV de los colectores solares se incluyen: la producción y disposición del sistema
solar completo (sin el calentamiento auxiliar), incluyendo diferentes componentes, el fluido
de intercambio de calor, la instalación de tuberías de cobre, el transporte de cada parte a
Suiza, y transporte y montaje. Para la caldera de gas natural incluida en la base de datos,
incluye los procesos de entrada de fuel desde la red de alta presión europea, la aparamenta
de la propia caldera, el equipo eléctrico, el uso de energía para la producción y disposición
de la instalación, las emisiones y electricidad necesarias para la operación; no se incluye la
distribución. La caldera tiene una vida útil de 20 años. Aunque son datos de plantas suizas y
alemanas, se extrapolan a Europa.
3- Energía eólica. El sistema de energía eólica es el producido en dos tipos de
parques eólicos, uno de ellos es de tecnología offshore (sobre plataforma marina) con 20
aerogeneradores de 2 MW de capacidad, y el otro está en tierra firme, con un único
aerogenerador con una capacidad de 150 kW, situadas respectivamente en Middelgrunden
(Dinamarca) y Grenchenberg (Suiza). Se las considera representativas para las condiciones
medias europeas. Para el ACV, se incluye la operación de los parques eólicos con el cambio
de aceite en el engranaje (cada 2 años), según la base de datos Ecoinvent v1.3 [PRé
Consultants, 2004b]. También incluye el factor de capacidad de producción de electricidad
(10,5% para el aerogenerador de 150 kW y 30% para el parque de 2 MW) según las
condiciones del viento. El tiempo de vida de las partes móviles y fijas se asume que son de
20 y 40 años respectivamente. La eficiencia de los parques eólicos, según la Ecoinvent v1.3
[PRé Consultants, 2004b], se asume que es del 25%.
Los procesos incluidos en el ACV para las partes fijas y móviles son: materiales usados para
la torre y la base y su disposición; procesamiento, transporte, energía requerida y área
necesaria para la propia instalación; también la conexión a la red en tierra. Se asume una
producción eléctrica anual de 5,6 GWh para el parque offshore y de 125 MWh para el
aerogenerador de 150 kW. La obra civil (cemento y acero reforzado) se asume que
permanecen en el suelo después de la demolición del aerogenerador de 150 kW.
4- Energía hidroeléctrica minihidráulica. La hidroelectricidad se produce en
centrales fluyentes (46%) y el resto (54%) con centrales a pie de presa, según la base de
datos Ecoinvent v1.3 [PRé Consultants, 2004b].
Las centrales hidroeléctricas fluyentes aprovechan la caída o salto de los ríos para producir
electricidad. Tienen sólo un almacenamiento pequeño o nulo y la electricidad se produce
continuamente. La base de datos contiene un mix representativo de 4 centrales fluyentes
suizas y una australiana, con su área ocupada, consumo de aceite del lubricante, y flujo de
agua que pasa a través de las turbinas. Se asume un tiempo de vida de 80 años. La eficiencia
media neta, incluyendo las pérdidas en las canalizaciones, es del 82% (la mejor eficiencia
sería 88%), según la base de datos Ecoinvent v1.3 [PRé Consultants, 2004b].
Las centrales hidroeléctricas de pie de presa suelen almacenar en ella la reserva hídrica
proveniente de las montañas. Una derivación de la presa, bien con túnel o bien por canal
abierto y la posterior tubería forzada, hasta la turbina en la parte inferior del salto
hidráulico, componen el aprovechamiento. Estas plantas producen electricidad
178 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
intermitentemente según las fluctuaciones de la demanda instantánea, e incluso pueden ser
reversibles y bombear el agua hasta el embalse en periodos valle o de baja demanda
eléctrica en el sistema. La base de datos describe la operación media de los mayores
embalses suizos con más de 30 metros de altura de coronación, y en su ACV se incluyen el
área ocupada, una estimación preliminar de las emisiones de efecto invernadero en el
almacenamiento de agua (como metano biogénico), aceite del lubricante, volumen
almacenado, y flujo de agua que pasa a través de las turbinas. Se asume un tiempo de vida
de 150 años para la parte estructural y 80 años para las turbinas. En este caso, la eficiencia
media neta, incluyendo las pérdidas de la tubería forzada, es del 78% (la mejor eficiencia
sería 84%), según la Ecoinvent v1.3 [PRé Consultants, 2004b].
5.3.3 Análisis de inventario de la poligeneración
La configuración que se va a analizar en esta tesis, ver figura 5.7, está formada por 3
equipos principales (equipos auxiliares como intercambiadores de placas para el suministro
de ACS en condiciones de servicio no se consideran en el análisis), destinados a cubrir las
demandas de electricidad, agua caliente, frío y agua potable de un hotel del sector
residencial durante un año:
• un motor alternativo de combustión interna (MACI), donde se quema gas natural y se
produce calor (del cual una parte se va para agua caliente sanitaria ACS y calefacción y el
ciclo de absorción) y electricidad, con unos rendimientos respectivos del 42% y 34%,
• un ciclo de absorción (CA), donde se produce frío con parte del calor procedente del
motor, con un coeficiente de operación de 0,7 cuya escasa potencia eléctrica requerida
también proviene del MACI
• una planta de destilación MED donde se obtiene agua desalada con parte del calor y la
electricidad (para bombeos) que produce el MACI.
F1 (G.N.)
Motor
P1-F5-F6 (ELECTRICIDAD)
P1 (Elect)
SP1 (Calor)
F2
F32
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 179
CA
F5
Rdto 70%
MED
GOR 13
Figura 5.7. Diagrama de bloques y flujos de la poligeneración.
F6
P2 (FRÍO)
P3 (AGUA DESALADA)
DH (ACS+Calefacc) = P4
QHo (Calor disipado)

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
Las tabla 5.6 muestra las demandas anuales medias de los distintos productos. Respecto a
las demandas lógicamente fluctúan según su grado de ocupación y según sea mes de verano
(mayor demanda de frío y agua) o de invierno (mayor demanda de calefacción y menor de
agua). Para el estudio del diseño del esquema de poligeneración óptimo para este complejo
hotelero real [Rubio, 2009], el cálculo de dichas demandas se desagregó mensualmente.
PRODUCTO DEMANDA anual
Electricidad (MWhe) 2.210,67
Agua caliente (MWht) 1.587,11
ACS 477,44
Calefacción 1.109,67
Frío (MWhf) 1.974,84
Agua desalada (m 3) 63.153,04
Tabla 5.6. Demandas anuales de los productos de la poligeneración. Fuente: Rubio [2009].
El diseño óptimo del esquema de poligeneración, es decir, el tamaño y tipo de equipo
finalmente seleccionados como esquema integrando para cubrir dichas demandas, puede
verse resumido en la tabla 5.7. Es necesario recordar aquí que el modo de operación del
MACI (a plena carga en continuo, OPC; o bien regulando su carga para cubrir
instantáneamente la demanda térmica total del hotel, SDT) implica valores de diseño
diferentes, como puede verse también en los distintos valores alcanzados por los flujos
principales del sistema de poligeneración analizado, descritos en la figura 5.7 y
representados en la tabla 5.8.
Capacidades nominales anuales
modo OPC Modo SDT
Motor MACI (kWe) 633,83 831,17
CA (kWf) 205,70 350
MED (m 3/h) 6,93 7,43
OPC: modo de operación a plena carga; SDT: modo de operación siguiendo demanda térmica.
Tabla 5.7. Capacidades nominales en el diseño de poligeneración resultante. Fuente: Rubio [2009].
Corriente Definición Origen/destino OPC SDT
F1 (MWh) GAS NATURAL hacia motor 21.415 12.994
P1 (MWh)e ELECTRICIDAD salida motor 7.281 4.758
F5 (MWh)e ELECTRICIDAD hacia CA 100 212
F6 (MWh)e ELECTRICICAD hacia MED 173,42 173,42
SP1 (MWh)t=QHo+DH+F2+F32 CALOR salida motor 8.994 5.878
QHo (MWh)t CALOR DISIPADO perdido 2.291 0
DH=P4 (MWh)t DEMANDA CALOR hacia ACS+Calef. 1.587 1.587
F2 (MWh)t DEMANDA CALOR hacia CA 2.225 1.589
P2 (MWh)f FRÍO salida CA 1.557 1.112
F32 (MWh)t DEMANDA CALOR hacia MED 2.890 2.701
P3 (m 3) AGUA DESALADA salida MED 57.807,6 54.032
Tabla 5.8. Valores anuales de los flujos principales de la poligeneración. Fuente: Rubio [2009] y elaboración
propia.
El sistema está diseñado de manera que en los casos en que la planta MED no sea capaz de
aportar toda la demanda de agua desalada para el hotel, se abastecerá de la red municipal de
aguas, cuya evaluación no entra en el sistema. Además, siempre se produce más electricidad
de la que necesita el sistema para autoabastecerse (demanda interna, CA y planta desaladora
MED), para así venderla a la red.
180 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
MATERIAL Motor MACI Desaladora MED CA
Hierro fundido (ton) 23 - 12,5
Hormigón (ton) - 68,744 -
Hormigón armado (ton) - 70,344 -
Acero (ton) 3 - 10,45
Acero inoxidable (ton) 1 15,06 7,924
Acero baja aleación (ton) 4 - 2,07
Aleación Cu-Zn (ton) - - 1,8674
Aleación de Ni-Cu (ton) - 1 -
Cemento (ton) - 73,92 -
Acero galvanizado (kg) - 280 -
Aluminio (kg) 980 - -
Poliéster (ton) - 3,94 -
EPDM (kg) - - 3
Lana de vidrio (kg) - - 110
Tabla 5.9. Materiales necesarios para los equipos de la poligeneración.
En la tabla 5.9 anterior aparece la cantidad de materiales necesaria en la etapa de montaje
de los equipos principales del esquema de poligeneración analizado. Los datos de los
materiales y operación de la planta desaladora y el CA parten de la información disponible
en la desaladora térmica MED y la bomba de calor DEAHP, ambos de la PSA de Almería.
Así, considerando las capacidades de producción de agua desalada (3 m 3 /h) y frío (200
kWf) de los componentes de la planta solar térmica de la PSA (ver sección 2 del apartado
5.3.2), y comparándolas con las capacidades nominales necesarias de los equipos principales
de este esquema de poligeneración, se considera que es necesario disponer de una bomba
de calor y una desaladora de doble capacidad a las disponibles en la PSA, para así poder
cubrir las demandas medias anuales. Las características constructivas del motor MACI
proceden de un fabricante holandés de motores de gas de 610-825 kWe [Waukesha, 2003].
En todos los sistemas analizados anteriormente, se asignaba la totalidad de los impactos
ambientales potenciales al agua, único producto. Pero con el sistema de la poligeneración
tenemos 4 productos simultáneos: electricidad, calor, frío y agua desalada (ver figura 5.7), y
lo que queremos saber es cuánta carga ambiental se lleva cada uno de ellos, y en especial la
producción del agua en forma integrada, no la carga del sistema global. Por lo tanto se debe
analizar cada producto individualmente, pero como todos ellos provienen del mismo
motriz primario, es necesario hacer una asignación de cargas previa.
Después de varias pruebas de asignación de las cargas en este esquema multiproducto en el
software SimaPro, el reparto final se llevó a cabo en base al contenido energético de cada
uno de los productos, y considerando que las pérdidas de calor en el motor (para ambos
modos de operación, suponiendo el 24% de la energía aportada por el combustible, F1), y
el exceso de calor producido en el modo OPC cuando no se ajusta finamente a la demanda
térmica DH (descrito como QHo, y corresponde con el 25,48% del calor total producido
por el motor, SP1). Así, las pérdidas correspondientes al motor se reparten entre los dos
productos del mismo, la electricidad (P1) y el calor total (SP1), resultando respectivamente
el 44,74% y el 55,26% de las cargas potenciales totales asociadas a F1. Para el modo OPC,
el reparto de calor no útil se hace entre la demanda de agua Caliente (DH); el calor
derivado para la enfriadora del CA (F2); y el calor que va hacia la desaladora MED (F32);
obteniendo respectivamente el 23,68%, 33,20% y el 43,12% de los impactos obtenidos por
SP1.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 181

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
5.4 Evaluación de impactos de la integración energética de los
procesos de desalación
Las siguientes secciones muestran los resultados de la evaluación de impactos de los
sistemas resultantes de las distintas integraciones energéticas de la desalación, que han sido
previamente descritos a través de su inventario. En este punto es necesario recordar que en
los casos básicos o de referencia de las plantas desaladoras analizados en el apartado 4.3, el
calor necesario para las plantas térmicas proviene de una caldera, donde se quema el
combustible (gas natural) y que la electricidad (también para el caso de la OI) es
suministrada por la red eléctrica, según el mix europeo medio dado por la base de datos
Ecoivent v1.3 [Pré Consultants, 2004b].
Al introducir los sistemas de producción de energía como input energético en la fase de
operación de los procesos resultantes de la integración (por ejemplo en una integración OI-
FV), estamos incluyendo los montajes o materiales de los sistemas de producción de
energía (paneles FV) en la fase operación del sistema global (OI-FV), y por lo tanto
imputando las cargas del montaje de los sistemas de producción de energía a la operación
de la integración más o menos adecuada del proceso de desalación. El análisis se va a
centrar en comparación de diversas integraciones, por lo tanto no se va a incidir
especialmente en el porcentaje asociado a cada fase del ciclo de vida para cada caso.
5.4.1 Evaluación de impactos de los procesos de desalación integrados con
sistemas de producción de energía convencionales
Esta sección presenta los resultados más importantes de la evaluación del ACV de las
tecnologías de desalación cuando se integran con diferentes sistemas de producción de
energía, como por ejemplo plantas de potencia convencionales (ciclo de vapor), ciclo
combinado, plantas híbridas, etc. Se analizan los procesos de desalación considerando que
toda la energía se produce en un mismo sistema, bien en un ciclo Rankine o en un ciclo
combinado. Así, se analizan un ciclo Rankine convencional (con unas eficiencias del 90%
para la energía térmica y del 34% para la eléctrica) [Uche, 2000] y un ciclo combinado (con
unas eficiencias del 90% y del 55% para la energía térmica y eléctrica respectivamente)
[Lachén, 2001], y tres posibles combustibles: carbón, gas natural y petróleo para ambos
sistemas de producción de energía [Raluy et al., 2004]. Adicionalmente, los resultados se
presentan para diferentes escenarios de producción de energía, considerando también la
tendencia futura de la evolución de la tecnología, la cual incrementará la eficiencia
energética y reducirá del consumo de combustibles fósiles.
De los resultados obtenidos en el capítulo anterior (ver tabla 4.25), es obvio que las cargas
ambientales asociadas a las tecnologías de desalación pueden ser drásticamente reducidas si
la energía consumida durante la fase de operación se reduce, particularmente en el caso de
la destilación. Esto se puede comprobar con los resultados de la integración de la
desalación con sistemas de producción de energía o procesos industriales comunes, como
por ejemplo:
- sistemas de cogeneración basados en ciclos de potencia convencionales (TV o TG),
- extracción de vapor para plantas de destilación en ciclos combinados,
182 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
- plantas híbridas (OI más destilación) basada en plantas de potencia de vapor
convencionales o ciclos combinados,
- calores residuales recuperados para destilación (MSF o MED), en este caso el agua
podría ser producida con una drástica reducción del consumo de combustibles fósiles.
La tabla 5.10 para la MSF y la 5.11 para la MED muestran las emisiones atmosféricas
evaluadas en la fase de inventario del ACV correspondiente a los 4 escenarios de
integración analizados, considerando 3 combustibles diferentes (gas natural, carbón y
petróleo):
- modo cogeneración con ciclo de vapor convencional (CV)
- modo cogeneración con ciclo combinado (CC)
- planta híbrida (OI y destilación) con ciclo de vapor convencional
- planta híbrida con ciclo combinado
kg CO2/m3 agua producida
g NOx/m3 g NMVOC/m3 g SOx/m3 GAS NATURAL
MSF (sin integración) 24,47 18,71 6,1 21,58
MSF (cogeneración con CV) 17,97 12,39 4,54 12,37
MSF (cogeneración con CC) 9,79 6,99 2,49 9,11
MSF (planta híbrida con CV) 10,41 7,23 2,67 7,58
MSF (planta híbrida con CC) 5,79 4,18 1,5 5,74
MSF (calores residuales)
CARBÓN
2,09 3,92 0,39 12,64
MSF (sin integración) 42,56 105,37 3,09 235,86
MSF (cogeneración con CV) 32,32 81,13 2,21 182,33
MSF (cogeneración con CC) 17,52 44,03 1,24 100,67
MSF (planta híbrida con CV) 18,7 46,96 1,31 105,8
MSF (planta híbrida con CC)
PETRÓLEO
10,35 26,03 0,75 59,74
MSF (sin integración) 32,95 53,96 10,62 188,23
MSF (cogeneración con CV) 24,7 40,35 8,09 144,55
MSF (cogeneración con CC) 13,06 16,25 6,46 23,88
MSF (planta híbrida con CV) 14,29 23,39 4,76 83,97
MSF (planta híbrida con CC) 7,75 10,18 3,68 19,68
CV: Ciclo de Vapor; CC: Ciclo Combinado.
Tabla 5.10. MSF: Emisiones atmosféricas con diferentes posibilidades de integraciones de los sistemas de
energía y utilizando diferentes combustibles.
El rendimiento energético considerado en la caldera fue del 90%, y del 34% y del 55%
respectivamente para el CV y CC. En términos de los consumos de energía primaria
(combustible fósil consumido en la planta) se ha considerado, como aparece recogido en el
apartado 5.3.1 de inventario de los sistemas analizados y detallado en el anexo 5.2.4, para la
MSF un consumo de 264 kWh/m 3 de agua producida cuando la MSF opera en modo
cogeneración con un ciclo de vapor convencional de TV y un valor de 142 kWh/m 3 en
cogeneración con ciclo combinado. Para el caso de la MED el consumo de energía primaria
analizado para la unidad de destilación es de 196 kWh/m 3 en cogeneración con un ciclo de
vapor convencional y 105 kWh/m 3 integrada con ciclo combinado. Además, los resultados
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 183

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
obtenidos con los diferentes escenarios de integración se comparan con respecto a los
casos límite:
- sin integración, en este caso el calor es producido en una caldera convencional (90% de
eficiencia energética),
- completamente integrado, cuando la energía necesaria en los procesos de desalación
térmica es calor residual y no hay ningún consumo térmico de energía.
kg CO2/m3 agua
producida
g NOx/m3 g NMVOC/m3 g SOx/m3 GAS NATURAL
MED (sin integración) 18,8 14,13 4,69 23,47
MED (cogeneración con CV) 13,39 9,54 3,43 18
MED (cogeneración con CC) 7,24 5,48 1,9 15,55
MED (planta híbrida con CV) 8,1 5,79 2,11 10,34
MED (planta híbrida con CC) 4,51 3,42 1,19 8,91
MED (calores residuales)
CARBÓN
1,125 2,45 0,278 16,41
MED (sin integración) 33,1 82,62 2,38 192,8
MED (cogeneración con CV) 24,06 60,68 1,7 144,43
MED (cogeneración con CC) 12,94 32,8 0,97 83,07
MED (planta híbrida con CV) 14,54 36,65 1,04 86,64
MED (planta híbrida con CC)
PETRÓLEO
8,05 20,38 0,61 50,82
MED (sin integración) 25,5 41,99 8,23 155,17
MED (cogeneración con CV) 18,39 30,34 6,07 116,32
MED (cogeneración con CC) 9,91 16,6 3,31 68,06
MED (planta híbrida con CV) 11,11 18,34 3,73 69,68
MED (planta híbrida con CC) 6,18 10,32 2,09 41,5
CV: Ciclo de Vapor; CC: Ciclo Combinado; CR: Calores Residuales.
Tabla 5.11. MED: Emisiones atmosféricas con diferentes posibilidades de integraciones de los sistemas de
energía y utilizando diferentes combustibles.
Estos resultados muestran el alto potencial de reducción de las emisiones atmosféricas y
cargas ambientales provocadas por las tecnologías de desalación cuando las integramos con
sistemas de producción de energía. Las tablas 5.10 y 5.11 muestran que el carbón es el
combustible más contaminante: emite mucho CO 2 y NO x, y tiene el mayor contenido en
sulfuros. El gas natural es el combustible más limpio, excepto en partículas NMVOC
donde es el carbón el que menos emite; el resto de sus emisiones a la atmósfera son las mas
bajas, particularmente en el caso de las emisiones de SO x. La menor diferencia del gas
natural con los otros dos combustibles se da en términos de emisiones de CO 2, siendo más
de un 40% (MED) y de un 60% (MSF) menor que en el caso del carbón. Estos resultados
muestran la importancia del combustible utilizado para suministrar energía al proceso de
desalación. Otro resultado muy interesante es que cuando la eficiencia de los sistemas de
producción aumenta, las emisiones asociadas se reducen, debido a la menor energía
primaria consumida en la desalación. Así, las mayores emisiones corresponden a los casos
no integrados, reduciéndose cuando la eficiencia de los sistemas globales aumenta,
comprobándose en el ciclo combinado, con mayor eficiencia que la planta de potencia
convencional. En el caso de la planta híbrida, las emisiones globales por m 3 de agua
producida se reducen con respecto a la producción única de agua destilada, al introducirse
un porcentaje significativo de agua desalada por OI. Cabe destacar que en todos los
sistemas analizados las diferencias son significativas incluso sin modificar la tecnología de
desalación. Esto es, una apropiada integración de la desalación con el sistema de
184 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
producción de energía permite reducir en una muy importante cantidad las cargas
ambientales [Raluy et al., 2004], en algunos casos más que cuando se alcanza una mejora
tecnológica del propio proceso de desalación, como se explica en el apartado 5.1. En
definitiva, estos resultados muestran la suma importancia de una apropiada integración de
los sistemas de producción de agua y energía.
EI 99
(Pts/m 3)
Eco 97
(kPts/m 3)
CML
(10-12/m3) IMPACT
(mPts/m 3)
GAS NATURAL
MSF (sin integración) 1,65 9,94 6,22 6,383
MSF (cogeneración con CV) 1,26 6,26 4,431 4,591
MSF (cogeneración con CC) 0,7 3,64 2,855 2,539
MSF (planta híbrida con CV) 0,73 3,66 2,582 2,662
MSF (planta híbrida con CC) 0,41 2,18 1,693 1,505
MSF (calor residual) 0,121 2,749 1,903 0,766
CARBÓN
MSF (sin integración) 1,55 34,94 15,70 12,588
MSF (cogeneración con CV) 1,18 26,09 11,95 9,513
MSF (cogeneración con CC) 0,66 14,32 6,908 5,191
MSF (planta híbrida con CV) 0,68 15,12 6,929 5,507
MSF (planta híbrida con CC) 0,39 8,48 4,083 3,069
PETRÓLEO
MSF (sin integración) 2,67 24,94 36,51 10,796
MSF (cogeneración CV) 2,06 18,16 28,45 8,092
MSF (cogeneración con CC) 0,86 5,99 3,74 3,357
MSF (planta híbrida con CV) 1,19 10,54 2,58 4,685
MSF (planta híbrida CC) 0,53 3,94 3,33 2,986
Tabla 5.12. Puntuaciones totales con diferentes posibilidades de integraciones de la MSF con diferentes
sistemas de energía utilizando diferentes combustibles.
1,E+09
1,E+09
8,E+08
6,E+08
4,E+08
2,E+08
0,E+00
MSF GN
MSF Cogen CV
GN
MSF Cogen CC
híbrida CV
híbrida CC
MSF CR
MSF carbón
MSF Cogen CV
Carbón
MSF Cogen CC
híbrida CV
híbrida CC
MSF Petroleo
MSF Cogen CV
MSF Cogen CC
Petróleo
híbrida CV
híbrida CC
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático Ecotoxicidad
Acidificación/ Eutrofización Uso tierra Minerales Combustibles fósiles
GN: Gas Natural; Cogen: Cogeneración; CV: Ciclo de Vapor; CC: Ciclo Combinado; CR: Calores Residuales.
Figura 5.8. Puntuaciones totales con diferentes posibilidades de integraciones de la MSF con diferentes
sistemas de energía utilizando diferentes combustibles, según el método EI 99.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 185

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
Los resultados de la evaluación de impactos de las tablas 5.12 y 5.13 muestran una
tendencia similar, pero con algunas diferencias dependiendo del método de evaluación
utilizado. En el método EI 99 (figuras 5.8 y 5.9), los sistemas de producción de energía con
carbón y petróleo tienen asociados respectivamente, las menores y mayores cargas
ambientales. En los métodos Eco 97 e IMPACT, el gas natural y el carbón son
respectivamente, las alternativas menor y mayor contaminantes. En cambio, con el método
CML, son el gas natural y el petróleo, la menos y la más contaminantes. La razón se debe a
los diferentes valores y peso asociados a las categorías de impacto para cada sustancia en las
diferentes fases de evaluación del ACV [Pré Consultants, 2008b]. Es decir, en el EI 99, la
categoría de impacto combustibles fósiles, la cual contiene carbón, gas natural y petróleo,
tiene un mayor peso que las otras categorías de impacto, mientras, en el Eco 97, IMPACT
y CML, las categorías de impacto asociadas a los combustibles fósiles (energía, energía no
renovable y agotamiento de recursos para el Eco 97, IMPACT y CML, respectivamente)
tienen menores pesos y consecuentemente, el impacto en la puntuación global es menor
[Pré Consultants, 2008b].
EI 99
(Pts/m 3)
Eco 97
(kPts/m 3)
CML
(10-12/m3) IMPACT
(mPts/m 3)
GAS NATURAL
MED (sin integración) 1,294 7,706 4,848 4,937
MED (cogeneración con CV) 0,94 5,171 3,536 3,498
MED (cogeneración con CC) 0,529 3,198 2,352 1,956
MED (planta híbrida con CV) 0,573 3,108 2,129 2,111
MED (planta híbrida con CC) 0,328 1,957 1,438 1,211
MED (calores residuales) 0,088 2,027 1,436 0,502
CARBÓN
MED (sin integración) 1,217 27,46 12,34 9,841
MED (cogeneración con CV) 0,891 19,92 9,132 7,159
MED (cogeneración con CC) 0,499 11,076 5,341 3,912
MED (planta híbrida con CV) 0,538 12,009 5,506 4,321
MED (planta híbrida con CC) 0,308 6,845 3,293 2,425
PETRÓLEO
MED (sin integración) 2,099 19,561 28,78 8,425
MED (cogeneración con CV) 1,55 14,022 21,4 6,102
MED (cogeneración con CC 0,85 7,926 11,9 3,348
MED (planta híbrida con CV) 0,936 8,45 12,91 3,682
MED (planta híbrida con CC) 0,527 7,706 73,62 2,074
Tabla 5.13. Puntuaciones totales con diferentes posibilidades de integraciones de la MED con diferentes
sistemas de energía utilizando diferentes combustibles.
Al igual que en el caso de las emisiones atmosféricas, las puntuaciones globales (tablas 5.12
y 5.13) de los diferentes métodos de evaluación descienden cuando la eficiencia de los
sistemas generadores de energía aumentan. Así, las puntuaciones correspondientes a la
integración con ciclo combinado son menores que las correspondientes con el ciclo de
vapor convencional. Al mismo tiempo, las puntuaciones también descienden cuando los
sistemas de destilación se conjuntan con la OI para formar una planta híbrida.
186 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

9,E+08
8,E+08
7,E+08
6,E+08
5,E+08
4,E+08
3,E+08
2,E+08
1,E+08
0,E+00
MED GN
MED Cogen CV
GN
MED Cogen CC
híbrida CV
Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
híbrida CC
MED CR
MED carbón
MED Cogen CV
MED Cogen CC
Carbón
híbrida CV
híbrida CC
MED Petroleo
MED Cogen CV
MED Cogen CC
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático Ecotoxicidad
Petróleo
híbrida CV
Acidificación/ Eutrofización Uso tierra Minerales Combustibles fósiles
híbrida CC
Figura 5.9. Puntuaciones totales con diferentes posibilidades de integraciones de la MED con diferentes
sistemas de energía utilizando diferentes combustibles, según el método EI 99.
Para la desalación de OI se puede realizar también un análisis de integración. La carga
ambiental provocada por la OI es diferente según el nivel de integración con el sistema de
producción de energía. Se han considerado tres casos distintos (todos con gas natural como
combustible):
- ciclo de vapor convencional con una eficiencia eléctrica del 34%
- motor de combustión interna con una eficiencia eléctrica del 45%
- ciclo combinado con una eficiencia eléctrica del 55%
Los resultados tras la simulación (ver tablas 5.14 y 5.15, y figura 5.10), muestran un ligero,
pero significativo descenso en las emisiones atmosféricas y puntuaciones totales cuando los
sistemas de producción de energía son más eficientes. Se aprecia una tendencia diferente en
el método EI 99 respecto a otros métodos: la OI conectada directamente a la red es el
sistema menos contaminante con el método EI 99, sin embargo, tiene las mayores
puntuaciones con los métodos Eco 97 y CML, mientras que con el IMPACT es la segunda
integración más contaminante por detrás de la integración de la OI con ciclo de vapor. La
razón es la misma que en el caso de la integración de la destilación con los sistemas de
producción de energía: en el EI 99 la categoría de impacto combustibles fósiles se
considera más impactante que en los métodos Eco 97, IMPACT y CML.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 187

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
kg CO2/m3 agua
producida
g NOx/m3 g NMVOC/m3 g SOx/m3 OI (electricidad modelo europeo) 1,957 3,553 0,324 9,103
OI (con ciclo vapor ) 2,933 2,168 0,761 2,871
OI (con motor combustión interna) 2,237 1,709 0,585 2,594
OI (con ciclo combinado) 1,846 1,45 0,486 2,437
Tabla 5.14. Emisiones atmosféricas de la OI (4 kWh/m3 ) considerando diferentes integraciones con sistemas
de producción de energía.
EI 99 (Pts/m 3) Eco 97 (kPts/m 3) CML (10 -12/m 3) IMPACT (mPts/m 3)
OI (ME) 0,0899 2,381 1,437 0,676
OI (con CV) 0,206 1,099 0,7586 0,758
OI (con MACI) 0,159 0,856 0,6246 0,583
OI (con CC) 0,132 0,75 0,5492 0,485
CV: Ciclo de Vapor; MACI: Motor de Alternativo de Combustión Interna; CC: Ciclo Combinado.
Tabla 5.15. Puntuaciones totales de la OI (4 kWh/m 3 ) considerando diferentes integraciones con sistemas
producción de energía.
8,E+07
7,E+07
6,E+07
5,E+07
4,E+07
3,E+07
2,E+07
1,E+07
0,E+00
OI EU 4kWh OI CC GN OI CV GN OI MCI GN
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático Ecotoxicidad
Acidificación/ Eutrofización Uso tierra Minerales Combustibles fósiles
Figura 5.10. Puntuaciones totales con diferentes posibilidades de integraciones de la OI con diferentes
sistemas de energía, según el método EI 99.
5.4.1.1 Análisis de la reducción del consumo de energía en la OI
Durante los últimos años, la desalación por OI ha reducido considerablemente su consumo
de energía, principalmente debido al desarrollo de sistemas de recuperación de energía
[MacHarg, 2001a; Paulsen y Hensel, 2007]. Con la tecnología actual, ya hay plantas que
consumen 2-2,5 kWh/m 3 de agua desalada [MacHarg, 2001b] en el proceso y alrededor de
3 kWh/m 3 en toda la planta, incluyendo bombeos a la red de alta de suministro y la
captación marina. En la tabla 5.16 se muestran que las emisiones atmosféricas más
relevantes asociadas a la OI para diferentes consumos de energía (en el escenario europeo)
se reducen sobre un 44% cuando el consumo de energía se reduce desde los 4 kWh/m 3
hasta los 2 kWh/m 3 . La tabla 5.17 muestra también los resultados globales considerando
diferentes consumos, con los distintos métodos las puntuaciones se reducen también en un
44%.
188 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
Si estos resultados se combinan con los obtenidos en previas subsecciones, el potencial de
reducción de la carga ambiental de la desalación se puede reducir drásticamente [Raluy et al.,
2006].
MSF (cal. MED (cal. resid.) OI
resid.)
(4 kWh/m3) OI
(3 kWh/m3) OI
(2 kWh/m3) kg. CO2 /m3 2,09 1,125 1,957 1,489 1,022
g. NOx/m3 3,92 2,45 3,553 2,737 1,921
g. NMVOC/m3 0,39 0,278 0,324 0,253 0,182
g. SOx/m3 12,64 16,41 9,103 7,261 5,419
Tabla 5.16. Emisiones relevantes producidas por para MSF y MED (sin consumo térmico) y diferentes
consumos de la OI.
EI 99
(Pts/m3) Eco 97 (kPts/m3) CML
IMPACT
(10-12/m3) (mPts/m3) MSF (CR) 0,121 2,749 1,90 0,766
MED (CR) 0,0877 2,027 1,43 0,502
OI (4 kWh/m3) 0,0899 2,381 1,11 0,676
OI (3 kWh/m3) 0,067 1,832 0,838 0,518
OI (2 kWh/m3) 0,051 1,283
CR: Calores Residuales.
0,659 0,36
Tabla 5.17. Puntuaciones totales para MSF y MED (sin consumo térmico, obtenido a través de calores
residuales) y diferentes consumos de la OI.
5,E+07
5,E+07
4,E+07
4,E+07
3,E+07
3,E+07
2,E+07
2,E+07
1,E+07
5,E+06
0,E+00
MSF CR Elec EU MED CR Elec EU OI Elec EU OI Elec EU 2kWh OI Elec EU 3kWh
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático Ecotoxicidad
Acidificación/ Eutrofización Uso tierra Minerales Combustibles fósiles
Figura 5.11. Puntuaciones totales para MSF y MED (sin consumo térmico) y diferentes consumos de la OI,
según el método EI 99.
5.4.2 Integración con energías renovables
5.4.2.1 Destilación con energías renovables
Las siguientes tablas muestran la evolución de las principales emisiones y puntuaciones
totales para la integración de la destilación con energías renovables (EERR) (para la MSF,
tablas 5.18 y 5.19, respectivamente). En los casos de estudio 1 y 2 se considera que la
energía térmica de la planta de MSF se produce en una planta suiza (S) o española (E) de
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 189

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
colectores solares (ST) según se describe en el apartado 5.3.2. En el resto de casos de
estudio (3-9), se considera que las plantas MSF están completamente integradas con otros
procesos industriales, y que la energía térmica son calores residuales de baja temperatura
[Raluy et al., 2005c]. Respecto a la electricidad, se han considerado en los análisis diferentes
orígenes de la misma:
• Modelo europeo (ME), se corresponde con la producción eléctrica media europea, que
según la base de datos Ecoinvent v1.3 [Pré Consultants, 2004b] tiene un 43,3% de
origen térmico, 40,3% nuclear y 16,4% hidroeléctrico;
• Modelo noruego (MN), se corresponde con el mix eléctrico medio noruego, que según
la Ecoinvent v1.3, está esencialmente basada en hidroelectricidad (99,2%), siendo
testimonial el resto con un 0,5% de origen térmico y 0,3% nuclear;
• Energía eólica (EE) producida en parques eólicos, uno alejado de la costa (con
aerogeneradores de 150 kW) y un parque offshore de aerogeneradores de 2 MW, según
se explica brevemente en el apartado 5.3.2;
• Energía fotovoltaica (EF) producida con paneles solares de una capacidad de 3 kWp,
según se explica en el apartado 5.3.2, y finalmente,
• Hidroelectricidad (EH) producida en centrales fluyentes (46%) y centrales a pie de
presa (54%), según se explica en el apartado 5.3.2.
Caso
kg CO2/m
estudio
3 agua g NOx/m
producida
3 g NMVOC/m3 g SOx/m3 0 MSF (ME) 24,97 18,71 6,1 21,58
1 MSF (ST-S-ME) 20,291 15,128 6,271 23,709
2 MSF (ST-ES-ME) 20,222 14,915 6,226 23,295
3 MSF (CR-ME) 0,27 0,75 0,12 5,34
4 MSF (CR-EE 150 kW) 0,335 1,062 0,188 5,701
5 MSF (CR-EE 2 MW) 0,275 0,827 0,138 5,441
6 MSF (CR-EF-S 3 kWp) 0,524 1,741 0,278 6,097
7 MSF (CR-EF-ES, 3 kWp) 0,458 1,481 0,241 5,961
8 MSF (CR-EH) 0,237 0,702 0,112 5,285
9 MSF (CR-MN) 0,27 0,750 0,12 5,34
ST: Solar Térmica; CR: Calores Residuales, EE: Energía Eólica; EF: Energía Fotovoltaica; EH: Energía
Hidroeléctrica, ME: Modelo Europeo; S: Suiza; ES: España.
Tabla 5.18. Emisiones atmosféricas par diferentes integraciones de la MSF.
Es importante comentar la evolución de las emisiones atmosféricas y puntuaciones globales
considerando diferentes capacidades de producción de las plantas eólicas (150 kW y 2 MW)
y también la irradiación solar dependiendo de la localización geográfica (Suiza y España),
así como su tecnología aplicada. Los resultados indican que un aumento del 92,5% en la
capacidad de producción de la planta eólica (de 150 kW a 2 MW) provoca un descenso
medio de un 18% en las emisiones y del 15% en las puntuaciones globales. Un aumento en
la radiación solar del 50% (de los 819 en Suiza a los 1.290 kWh/kWp en España) causa,
respectivamente, un descenso medio de apenas el 1% en las emisiones y puntuaciones para
la integración con solar térmica, y un descenso medio del 11% y 7% en las emisiones
atmosféricas y las puntuaciones totales para la integración con fotovoltaica.
190 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
Por otra parte, la energía solar térmica reduce, respecto al caso de referencia de la planta
MSF sin integración y con caldera convencional de gas natural, una media del 10% las
puntuaciones globales. Respecto a las emisiones, reduce las de CO 2 y los NO x, mientras que
aumentan ligeramente las emisiones de NMVOC y SO x.
Caso EI 99
(Puntos/m3) Eco 97
(kPts/m3) CML IMPACT
(10-12/m3) (mPts/m3) 0 MSF (ME) 1,65 9,94 6,22 6,383
1 MSF (ST-S-ME) 1,402 9,399 6,27 5,499
2 MSF (ST-ES-ME) 1,391 9,309 6,14 5,464
3 MSF (CR-ME) 0,121 2,749 1,90 0,766
4 MSF (CR-EE 150 kW) 0,06 0,696 1,26 0,191
5 MSF (CR-EE 2 MW) 0,049 0,613 1,11 0,158
6 MSF (CR-EF-S 3 kWp) 0,067 0,865 1,18 0,243
7 MSF (CR-EF-ES 3 kWp) 0,062 0,8 1,21 0,221
8 MSF (CR-EH) 0,044 0,636 1,01 0,139
9 MSF (CR-MN) 0,046 0,661 1,04 0,149
ST: Solar Térmica; CR: Calores Residuales, EE: Energía Eólica; EF: Energía Fotovoltaica; EH: Energía
Hidroeléctrica, ME: Modelo Europeo; MN: Modelo Noruego; S: Suiza; ES: España.
Tabla 5.19. Puntuaciones globales para diferentes integraciones de la MSF.
La siguiente gráfica muestra la drástica reducción que se produce en la carga ambiental con
las posibles integraciones de la planta MSF con energías renovables.
6,5E+08
6,0E+08
5,5E+08
5,0E+08
4,5E+08
4,0E+08
3,5E+08
3,0E+08
2,5E+08
2,0E+08
1,5E+08
1,0E+08
5,0E+07
0,0E+00
MSF Elec
EU
MSF Elec
EU, ST ES
MSF Elec
EU, ST
Suiza
MSF Elec
EO 150 kW
MSF Elec
EO 2 MW
MSF
FOTOV ES
MSF
FOTOV
Suiza
MSF Elec
HIDRO EU
MSF CR
Elec NO
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático Ecotoxicidad
Acidificación/ Eutrofización Uso tierra Minerales Combustibles fósiles
Figura 5.12. Puntuaciones globales para diferentes integraciones de la MSF, según el método EI 99.
Con respecto a los sistemas sin consumo térmico (completamente integrados con otros
procesos industriales y aprovechando sus calores residuales), el uso de energías renovables
provoca un importante descenso medio (de un 91%) en las emisiones al aire y en las
puntuaciones totales respecto a la MSF de referencia; las emisiones de CO 2 tienen el mayor
descenso, una media del 98%, y las de SO x las que menos, sobre una media del 73%. Con el
método CML se tiene un menor descenso medio de las puntuaciones (sobre el 85%), pero
con los demás la reducción es mayor del 90%.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 191

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
La energía fotovoltaica es la integración que tiene asociadas mayores emisiones y obtiene
las puntuaciones más altas con los 4 métodos. Los materiales para la producción las celdas
que forman sus paneles solares (silicio poli y monocristalino) causan mayores impactos
medioambientales que los materiales de cualquier otra EERR, al ser un proceso realmente
intensivo en recursos. La hidroeléctrica es la mejor integración (incluida la presa), con un
descenso medio del 92% en las emisiones al aire y sobre el 93% en las puntuaciones totales.
El método CML obtiene el menor descenso (sobre el 62%). Hay una lógica insignificante
diferencia en los resultados entre el modelo eléctrico noruego (99,2% de origen hidráulico)
y la integración con hidroelectricidad (origen 100% hidráulico).
Respecto a la MED, se han realizado dos análisis, el primero considerando la planta MED
como una extrapolación de los datos reales de la planta MSF de Al-Taweelah B, y el
segundo con datos de la planta piloto de la PSA de Almería. Para el primer caso, los
resultados de la evaluación de impactos del ACV son similares a los que se obtienen con la
MSF, y las tablas 5.23 y 5.24 muestran, respectivamente, la evolución de las principales
emisiones atmosféricas y las puntuaciones totales de la MED integrada con las energías
renovables.
Caso
kg CO2/m
estudio
3 agua g NOx/m
producida
3 g NMVOC/m3 g SOx/m3 0 MED (ME) 18,8 14,13 4,69 23,47
1 MED (ST-S-ME) 15,473 11,235 4,922 25,07
2 MED (ST-ES-ME) 15,419 11,066 4,886 24,743
3 MED (CR-ME) 1,125 2,45 0,278 16,41
4 MED (CR-EE 150 kW) 0,214 0,947 0,172 12,859
5 MED (CR-EE 2 MW) 0,184 0,83 0,148 12,729
6 MED (CR-EF-S 3 kWp) 0,309 1,287 0,217 13,057
7 MED (CR-EF-ES 3 kWp) 0,276 1,157 0,199 12,989
8 MED (CR-EH) 0,165 0,767 0,135 12,651
9 MED (CR-MN) 0,212 0,863 0,143 12,76
Tabla 5.20. Emisiones atmosféricas para diferentes integraciones de la MED.
La energía solar térmica reduce, respecto a la MED sin integración y con caldera
convencional, una media del 10% las puntuaciones globales; respecto a las emisiones, se
reducen las de CO 2 y NO x. El mayor descenso está en las emisiones de NO x, cuyas
mayores reducciones se obtienen con el método EI 99.
Caso EI 99
(Puntos/m3) Eco 97
(kPts/m3) CML IMPACT
(10-12/m3) (mPts/m3) 0 MED (ME) 1,294 7,706 4,848 4,937
1 MED (ST-S-ME) 1,096 7,25 4,891 4,234
2 MED (ST-ES-ME) 1,088 7,178 4,787 4,206
3 MED (CR-ME) 0,0877 2,027 1,436 0,502
4 MED (CR-EE 150 kW) 0,05 0,973 1,118 0,209
5 MED (CR-EE 2 MW) 0,055 0,932 1,038 0,193
6 MED (CR-EF-S 3 kWp) 0,056 1,057 1,091 0,236
7 MED (CR-EF-ES 3 kWp) 0,059 1,025 1,076 0,225
8 MED (CR-EH) 0,047 0,943 0,991 0,183
9 MED (CR-MN) 0,0498 0,983 1,005 0,194
Tabla 5.21. Puntuaciones globales para diferentes integraciones de la MED.
Analizando el tamaño de los aerogeneradores, un aumento del 92,5% en la capacidad de
producción de las plantas eólicas provoca un descenso aproximado medio del 10% en las
emisiones al aire y un 2% en las puntuaciones totales. Un aumento en la radiación solar del
192 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
50% causa, respectivamente, un descenso medio de apenas el 1% en las emisiones y
puntuaciones para la integración con solar térmica, y un descenso medio del 7% y 1% en
las emisiones atmosféricas y las puntuaciones totales para la integración con fotovoltaica.
A continuación se muestra también gráficamente (figura 5.13) la drástica reducción que se
produce en la carga ambiental, con las posibles integraciones sucesivas de la planta MED
con diversas energías renovables alternativas.
5,0E+08
4,5E+08
4,0E+08
3,5E+08
3,0E+08
2,5E+08
2,0E+08
1,5E+08
1,0E+08
5,0E+07
0,0E+00
MED Elec
EU
MED Elec
EU ST ES
MED Elec
EU ST
Suiza
MED Elec
EO 150 kW
MED Elec
EO 2 MW
MED
FOTOV ES
MED
FOTOV
Suiza
MED Elec
HIDRO EU
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático Ecotoxicidad
Acidificación/ Eutrofización Uso tierra Minerales Combustibles fósiles
MED CR,
Elec NO
Figura 5.13. Puntuaciones globales para diferentes integraciones de la MED, según el método EI 99.
Respecto a la MED sin consumo térmico (integrado completamente gracias a otros
procesos industriales), el uso de las EERR produce un descenso medio mayor al 80% en las
emisiones al aire y en las puntuaciones totales, respecto a la MED con el modelo eléctrico
medio europeo. Las emisiones de CO 2 tienen el mayor descenso, una media del 98%, y las
de SO x las que menos, sobre una media del 40%. Con el método CML se tiene un menor
descenso medio de las puntuaciones (sobre el 80%) y con los demás la reducción es
siempre mayor del 85%.
Al igual que para la MSF, la integración que tiene asociadas unas mayores emisiones y tiene
las puntuaciones más altas con los 4 métodos de evaluación es la energía fotovoltaica. La
hidroeléctrica es la mejor integración, sobre un 84% de descenso medio en las emisiones
atmosféricas y sobre el 91% en las cargas totales. El método CML obtiene el menor
descenso (sobre el 84%). Los resultados son similares entre el modelo noruego (origen
hidroeléctrico del 99,2%) y la integración exclusivamente hidroeléctrica.
5.4.2.2 Evaluación de impactos de la destiladora MED solar
Según se ha indicado en el inventario, en la desaladora MED solar térmica de la PSA de
Almería se analizan cuatro modos de operación diferentes, dependiendo del origen de la
energía que se suministra a la unidad de destilación:
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 193

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
- Modo convencional: será el caso de referencia, la planta MED no está integrada a
ningún sistema de producción de energía térmica, y la caldera es la que le suministra al
primer efecto de la desaladora el calor que necesita para operar, consumiendo energía
eléctrica de la red.
- Modo sólo-solar: la energía que se proporciona al primer efecto de la planta MED
procede exclusivamente de la energía térmica procedente del campo solar. Se dispone
alternativamente de dos tipos de colectores, los CCP/TPC y los CPC.
- Modo sólo-fósil: la bomba de calor de LiBr-H 2O de doble efecto (DEAHP)
proporciona todo la energía térmica requerida por la unidad de destilación.
- Modo híbrido: la energía procede tanto de la bomba de calor como del campo solar.
La bomba de calor opera con carga mínima (30%), siendo su contribución por debajo
del 17%. En este caso también tendremos 2 integraciones posibles, según el tipo de
colector.
Para todos los casos analizados se considera el modelo eléctrico español de la Ecoinvent
v1.3 [PRé Consultants, 2004b].
1.- Evaluación de impactos modo convencional
En el anexo 6.10 aparece la tabla de inventario completa que incluye todas las entradas y
salidas de sustancias (materias primas, emisiones atmosféricas, al agua y al suelo, y residuos)
de la planta de desalación térmica MED en modo convencional.
Las emisiones más relevantes producidas en las distintas fases en las que se ha dividido la
planta desaladora MED se muestran en la siguiente tabla, la 5.22. La emisión atmosférica
más importante producida durante todo el ciclo de vida del sistema MED es el CO 2,
seguida de SO x y NO x. En general, durante la fase de operación de la MED es cuando se
producen las mayores emisiones atmosféricas, debido a la combustión directa del propano.
La fase de desmantelamiento de la planta apenas genera emisiones a la atmósfera.
Respecto a las emisiones al agua, destaca la contribución importante del desmantelamiento
a los nitratos y a la DBO 5, y de la operación a los fosfatos y sulfatos. A continuación, las
figuras desde la 5.14 hasta la 5.17 reproducen para cada método aplicado, las puntuaciones
y carga parciales asociadas a cada etapa del ciclo de vida de la MED.
Montaje Operación Desmantelamiento TOTAL
kg. CO2/m 3 agua producida 0,207 19,908 0,027 17,143
g. NOx/m 3 0,491 16,779 0,022 17,293
g. NMVOC/m 3 0,099 4,017 0,0047 4,121
g. SOx/m 3 0,548 27,181 0,0093 27,738
DBO5 (g/m 3) 0,394 2,606 3,383 6,383
Nitratos (mg/m 3) 1,470 19,727 490,341 511,538
Fosfatos (mg/m 3) 9,383 73,176 5,872 88,431
Sulfatos (g/m 3) 0,411 18,756 0,561 19,729
Tabla 5.22. Modo convencional. Emisiones relevantes de las etapas de la desaladora térmica MED.
194 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
2,04 %
Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
97,25 %
0,71 %
Montaje Operación Desmantelamiento
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático
Ecotoxicidad Acidificación/ Eutrofización Uso tierra
Minerales Combustibles fósiles
Figura 5.14. Método EI 99. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la desaladora térmica MED modo convencional.
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
2,50 %
96,13 %
1,37 %
Montaje Operación Desmantelamiento
NOx SOx NMVOC Part. PM10 CO2 Residuos LMRAD HRAD Energía
Figura 5.15. Método Eco 97. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la desaladora térmica MED modo convencional.
Con el método EI 99 (figura 5.14) se aprecia la importancia de la fase operación o
producción de destilado MED en todo el ciclo de vida de la planta, causando más del 97%
de los impactos, sobre todo en la categoría de combustibles fósiles (80%) e inorgánicos
respirados (8%), motivado por el consumo directo de propano e indirecto de otras fuentes
de energía primaria para producir electricidad. El montaje apenas contribuye en un 1,3%
del impacto global, y tiene dos órdenes de magnitud menos en la puntuación total que la
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 195

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
fase operación. Debido a la pequeña contribución del montaje, la etapa de
desmantelamiento tiene un porcentaje de contribución de también apenas del 0,7 %.
4,5E-12
4E-12
3,5E-12
3E-12
2,5E-12
2E-12
1,5E-12
1E-12
5E-13
0
8,43 %
83,22 %
8,36 %
Montaje Operación Desmantelamiento
Agotamiento abiótico Acidificación Calentam. Global
Ecot. acuática agua dulce Ecot. acuática marina Ecot. terrestre
Oxidac. fotoquímica
Figura 5.16. Método CML. Valores (1/m 3 ) de la desaladora térmica MED modo convencional.
0,005
0,0045
0,004
0,0035
0,003
0,0025
0,002
0,0015
0,001
0,0005
0
1,67 %
98,29 %
0,04 %
Montaje Operación Desmantelamiento
Cancerígenos No-cancerígenos Inorgánicos respirados
Ecotoxicidad acuática Ecotoxicidad terrestre Acid/nutri terrestre
Ocupación tierra Calentam. global Energía no-renovable
Figura 5.17. Método IMPACT. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la desaladora térmica MED modo convencional.
Según el método Eco 97 (figura 5.15), la operación de la MED en modo convencional,
provoca un alto porcentaje de carga (96%), siendo las categorías con mayores cargas el CO 2
(45%), SO x (18,5%) y NO x (14%); relacionadas todas ellas con la emisión de sustancias al
aire. La fase montaje contribuye el 2,5%, siendo su mayor impacto en la categoría CO 2
196 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
(21%), y obtiene una puntuación total de dos órdenes de magnitud menor que la operación,
mientras que al desmantelamiento se le atribuye la mitad de las cargas que al montaje.
La figura 5.16 muestra, según el método CML, que es también la operación de la MED en
modo convencional la etapa que tiene asociados los mayores impactos (superior al 98% del
total), siendo casi similar la aportación total de la fase montaje y el desmantelamiento
(cercana al 8,5%). La ecotoxicidad acuática marina es la categoría con mayor carga
ambiental en todas ellas (58,5% para la operación, casi el 73% en el montaje y 59% para el
desmantelamiento). La sustancia que más contribuye a esta ecotoxicidad es el sulfato de
bario, procedente de los pozos de explotación y producción de los combustibles fósiles. La
operación tiene un valor final de dos órdenes de magnitud mayor que las otras dos fases del
ciclo de vida de este modo de operación.
Al igual que con los 3 métodos anteriores, el método IMPACT mantiene la misma
tendencia: la operación de la MED tiene asignados prácticamente la totalidad de los
impactos (algo más del 98%), sobre todo en las categorías energía no-renovable (48%) y
calentamiento global (38%). La sustancia que más contribuye a la categoría de impacto
energía no-renovable es el consumo de propano. La fase montaje contribuye apenas un
1,6% al total, su mayor carga ambiental es casi un 27% en la categoría calentamiento global,
y obtiene una puntuación total de dos órdenes de magnitud menor que la operación,
mientras que el desmantelamiento tiene una contribución mínima.
2.- Evaluación de impactos modo solar
2.1.- Modo solar CCP
La tabla de inventario detallada que incluye todas las entradas y salidas de sustancias de la
planta de destilación vertical MED con el campo de colectores solares CCP considerada, se
encuentra en el anexo 6.10. La tabla 5.23 muestra las principales emisiones producidas en
las fases del ACV en las que se ha dividido la planta desaladora MED.
Montaje Operación Desmantelamiento TOTAL
kg. CO2/m 3 agua producida 0,714 0,908 0,053 1,674
g. NOx/m 3 1,907 3,199 0,042 5,148
g. NMVOC/m 3 0,288 0,104 0,00089 0,402
g. SOx/m 3 1,906 9,811 0,017 11,734
DBO5 (g/m 3) 1,814 0,193 6,386 8,694
Nitratos (mg/m 3) 9,309 7,166 943,648 960,123
Fosfatos (mg/m 3) 77,923 18,331 11,317 107,571
Sulfatos (g/m 3) 2,618 8,020 1,069 11,707
Tabla 5.23. Modo solar CCP. Emisiones relevantes de las etapas de la destiladora solar MED.
El CO 2 es la emisión atmosférica más significativa producida durante todo el ciclo de vida
del sistema MED, seguida de los SO x y los NO x. Es durante la fase de operación de la
MED donde se producen las mayores emisiones atmosféricas, aunque son mucho menores
que en el caso convencional, y la fase de montaje aumenta ligeramente dado el impacto del
campo solar CCP. La etapa de desmantelamiento apenas genera emisiones a la atmósfera,
pero destaca su contribución en nitratos y en DBO 5 al agua. El montaje contribuye a los
fosfatos y la operación a los sulfatos.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 197

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
Como para el primer modo de operación, las figuras 5.18 a 5.21 muestran, según el método
aplicado, las puntuaciones y valores parciales asociadas a cada etapa del ciclo de vida de la
MED.
0,07
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
0
49,55 %
38,62 %
11,83 %
Montaje Operación Desmantelamiento
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático
Ecotoxicidad Acidificación/ Eutrofización Uso tierra
Minerales Combustibles fósiles
Figura 5.18. Método EI 99. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la destiladora solar MED modo solar CCP.
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
31,99 %
59,04 %
8,96 %
Montaje Operación Desmantelamiento
NOx SOx NMVOC Part. PM10 CO2 Residuos LMRAD HRAD Energía
Figura 5.19. Método Eco 97. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la destiladora solar MED modo solar CCP.
Con el método EI 99 (figura 5.18) se aprecia la importancia de la fase montaje de la MED
en todo el ciclo de vida del sistema analizado, causando casi el 50% de la carga ambiental,
sobre todo en la categoría de inorgánicos respirados (30%) y combustibles fósiles (27%).
198 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
Por lo tanto, los materiales y procesos de trasformación necesarios para la fabricación de
los paneles solares CCP es la etapa más impactante del ciclo de vida de la MED en modo
solar CCP. La operación también tiene una contribución relevante, con casi un 39% del
impacto global, siendo los inorgánicos respirados la categoría con mayor carga ambiental
(57%). La etapa de desmantelamiento presenta una contribución cercana al 12%, siendo la
categoría de cancerígenos la que provoca casi el 52% de la carga en dicha etapa.
1,2E-12
1E-12
8E-13
6E-13
4E-13
2E-13
0
55,33 %
25,33 %
19,34 %
Montaje Operación Desmantelamiento
Agotamiento abiótico Acidificación Calentam. Global
Ecot. acuática agua dulce Ecot. acuática marina Ecot. terrestre
Oxidac. fotoquímica
Figura 5.20. Método CML. Valores (1/m 3 ) de la destiladora solar MED modo solar CCP.
0,0004
0,00035
0,0003
0,00025
0,0002
0,00015
0,0001
0,00005
0
41,80 %
57,70 %
0,50 %
Montaje Operación Desmantelamiento
Cancerígenos No-cancerígenos Inorgánicos respirados
Ecotoxicidad acuática Ecotoxicidad terrestre Acid/nutri terrestre
Ocupación tierra Calentam. global Energía no-renovable
Figura 5.21. Método IMPACT. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la destiladora solar MED modo solar CCP.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 199

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
Según la figura 5.19 con el método Eco 97 y para el modo solar CCP, es la operación la
fase con mayor contribución al impacto global, causando casi el 60% de la carga, sobre
todo en la categoría SO x (37%) y HRAD (22%). El montaje también tiene una alta
contribución, con casi un 32%, siendo los CO 2 la categoría con mayor carga ambiental
(20%). La etapa de desmantelamiento presenta una contribución cercana al 9%, siendo la
categoría residuos la que provoca casi el 52% de carga en esa etapa. Por lo tanto, este
método da, en la valoración o ponderación de las categorías de impacto, mayor peso a las
emisiones atmosféricas que al consumo de combustibles fósiles.
Con el método CML (figura 5.20) se observa la relevancia de la fase montaje de la MED en
todo el ciclo de vida de la planta, causando algo más del 55% de la carga ambiental, sobre
todo en la categoría agotamiento abiótico (51%). Por lo tanto, los materiales y procesos de
trasformación necesarios para la fabricación de los paneles solares CCP es de nuevo la
etapa más impactante del ciclo de vida de la MED en modo solar CCP. Como se muestra
en la gráfica, la contribución de la operación y del desmantelamiento es algo mayor del 25%
y del 19%, respectivamente, siendo la ecotoxicidad acuática marina la categoría con mayor
carga para ambas fases (70% y 51%, respectivamente).
Analizando la figura 5.21 del método IMPACT y para el modo solar CCP, es la operación
la fase con mayor contribución al impacto global, causando casi el 58% de la carga, sobre
todo en la categoría inorgánicos respirados (40%) y energía no-renovable (31%). El
montaje también tiene una alta contribución, con casi un 42%, siendo también los
inorgánicos respirados la categoría con mayor carga ambiental (20%). La etapa de
desmantelamiento presenta una contribución prácticamente despreciable. Este método, al
igual que el Eco 97, da más peso a las emisiones atmosféricas frente al consumo de
materiales.
2.2.- Modo solar CPC
La tabla de inventario completa que incluye todas las entradas y salidas de sustancias de la
planta de desalación térmica MED modo solar CPC considerada se encuentra en el anexo
6.10. La siguiente tabla muestra las emisiones producidas en las distintas fases en las que se
ha dividido la planta desaladora MED con este nuevo campo solar.
Montaje Operación Desmantelamiento TOTAL
kg. CO2/m 3 agua producida 0,340 0,908 0,0289 1,277
g. NOx/m 3 1,082 3,199 0,024 4,305
g. NMVOC/m 3 0221 0,104 0,00519 0,331
g. SOx/m 3 6,881 9,810 0,0099 16,703
DBO5 (g/m 3) 0,829 0,493 3,617 4,939
Nitratos (mg/m 3) 17,321 7,166 512,960 537,447
Fosfatos (mg/m 3) 19,088 18,331 6,137 43,556
Sulfatos (g/m 3) 2,406 8,020 0,594 11,020
Tabla 5.24. Modo solar CPC. Emisiones relevantes de las etapas de la destiladora solar MED.
Al igual que los modos de operación anteriormente analizados en esta instalación de la
PSA, el CO 2 es la emisión atmosférica más relevante producida durante todo el ciclo de
vida del sistema, seguida de los SO x y los NO x. Las mayores emisiones atmosféricas se
producen durante la fase de operación, mientras que la etapa de desmantelamiento apenas
genera emisiones a la atmósfera.
200 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
Respecto a las emisiones al agua, el desmantelamiento contribuye de manera importante a
la DBO 5 y nitratos, mientras que el montaje a los fosfatos y la operación a los sulfatos.
Las cuatro gráficas mostradas a continuación (figuras 5.22 a 5.25) muestran las
puntuaciones y valores parciales asociados a cada etapa del ciclo de vida de la MED, según
el método aplicado. La comparación con los modos anteriores se verá posteriormente.
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
0
49,13 %
43,20 %
7,67 %
Montaje Operación Desmantelamiento
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático
Ecotoxicidad Acidificación/ Eutrofización Uso tierra
Minerales Combustibles fósiles
Figura 5.22. Método EI 99. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la destiladora solar MED modo solar CPC.
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
32,05 %
62,50 %
5,45 %
Montaje Operación Desmantelamiento
NOx SOx NMVOC Part. PM10 CO2 Residuos LMRAD HRAD Energía
Figura 5.23. Método Eco 97. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la destiladora solar MED modo solar CPC.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 201

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
Al igual que sucede con el modo solar CCP, con el método EI 99 (figura 5.22) se aprecia la
importancia de la fase montaje de la MED en todo el ciclo de vida del sistema analizado,
causando el 49% de la carga ambiental, sobre todo en la categoría de inorgánicos respirados
(38%) y minerales (20%). Por lo tanto, los materiales y procesos de trasformación
necesarios para la fabricación de los paneles solares CPC es la etapa más impactante del
ciclo de vida de la MED en este modo solar. La operación también tiene una contribución
relevante, con el 43% del impacto global, siendo también los inorgánicos respirados la
categoría con mayor carga ambiental (57%). La etapa de desmantelamiento presenta un
porcentaje cercano al 8%, siendo también la categoría de cancerígenos la que provoca casi
el 54% de la carga en dicha etapa.
Según la figura 5.23, con el método Eco 97 y para el modo solar CPC, es la operación la
fase con mayor contribución al impacto global, causando casi el 63% de la carga, sobre
todo en la categoría SO x (37%) y HRAD (22%). El montaje provoca algo más de la mitad
de la contribución asociada a la operación (32%), siendo los SO x la categoría con mayor
carga ambiental (50%). La etapa de desmantelamiento presenta un porcentaje cercano al
5,5%, siendo la categoría residuos la que provoca el 79% de la carga en dicha fase.
1,2E-12
1E-12
8E-13
6E-13
4E-13
2E-13
0
51,98 %
27,23 %
20,79 %
Montaje Operación Desmantelamiento
Agotamiento abiótico Acidificación Calentam. Global
Ecot. acuática agua dulce
Oxidac. fotoquímica
Ecot. acuática marina Ecot. terrestre
Figura 5.24. Método CML. Valores (1/m3 ) de la destiladora solar MED modo solar CPC.
Con el método CML, se aprecia la importancia relativa de todas las fases de la MED en
todo el ciclo de vida de la planta. El montaje provoca casi el 52% de la carga ambiental, la
operación tiene una contribución algo superior al 27%, y el desmantelamiento casi del 21%.
La categoría ecotoxicidad acuática marina es la más impactante en todas las fases (70%,
73% y 50% en el montaje, operación y desmantelamiento, respectivamente). En este
método también se da más importancia a los materiales y sus procesos de transformación
(que emiten sustancias a los tres medios, por eso destaca la categoría ecotoxicidad).
202 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

0,0004
0,00035
0,0003
0,00025
0,0002
0,00015
0,0001
0,00005
0
34,72 %
Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
69,95 %
0,33 %
Montaje Operación Desmantelamiento
Cancerígenos No-cancerígenos Inorgánicos respirados
Ecotoxicidad acuática Ecotoxicidad terrestre Acid/nutri terrestre
Ocupación tierra Calentam. global Energía no-renovable
Figura 5.25. Método IMPACT. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la destiladora solar MED modo solar CPC.
Guiándonos en la figura anterior que analiza el método IMPACT y para el modo solar
CPC, es la operación la fase con mayor contribución al impacto global con casi el 70% de
la carga, sobresaliendo la categoría de inorgánicos respirados (40%) y energía no-renovable
(31%). El montaje también tiene un alto porcentaje de carga, con casi un 35%, siendo
también los inorgánicos respirados la categoría con mayor carga ambiental (51%). La etapa
de desmantelamiento presenta una contribución prácticamente despreciable.
3.- Evaluación de impactos modo fuel
La tabla de inventario detallada que incluye todas las entradas y salidas de sustancias de la
planta de destilación MED de la PSA en modo fuel, operando con la bomba de calor, se
encuentra en el anexo 6.10. En la siguiente tabla 5.25 aparecen las emisiones más
destacables producidas en las distintas etapas en las que se ha dividido la planta desaladora
MED.
Montaje Operación Desmantelamiento TOTAL
kg. CO2/m 3 agua producida 0,271 6,26 0,032 6,560
g. NOx/m 3 0,726 5,245 0,026 5,998
g. NMVOC/m 3 0,143 1,573 0,0055 1,721
g. SOx/m 3 0,923 6,855 0,0108 7,789
DBO5 (g/m 3) 0,766 0,885 3,976 5,628
Nitratos (mg/m 3) 2,083 5,025 579,887 586,995
Fosfatos (mg/m 3) 20,493 20,640 6,947 48,081
Sulfatos (g/m 3) 0,759 4,246 0,662 5,667
Tabla 5.25. Modo fuel. Emisiones relevantes de las etapas de la destiladora solar MED.
Al igual que sucede en los modos de operación anteriores de la MED (PSA), el CO 2 es la
emisión atmosférica más reseñable producida durante todo el ciclo de vida del sistema,
seguida de los SO x y los NO x. Las mayores emisiones atmosféricas se producen
fundamentalmente durante la fase de operación, por la combustión directa del gas propano
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 203

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
para alimentar la bomba de calor DEAHP de absorción y doble efecto, mientras que la
etapa de desmantelamiento apenas genera emisiones a la atmósfera. La etapa que más
contribuye a la DBO 5 y los nitratos es el desmantelamiento, mientras que para los fosfatos
y los sulfatos es la operación. El punto 5 de este apartado comparará todas las opciones
energéticas contempladas en esta instalación.
Las cuatro gráficas anejas (figuras 5.26 a 5.29) muestran las puntuaciones y cargas parciales
asociados a cada fase del ciclo de vida de la MED con este modo de operación.
0,5
0,45
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
7,90 %
90,11%
1,98 %
Montaje Operación Desmantelamiento
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático
Ecotoxicidad Acidificación/ Eutrofización Uso tierra
Minerales Combustibles fósiles
Figura 5.26. Método EI 99. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la destiladora solar MED modo fuel.
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
10,75 %
84,75 %
4,49 %
Montaje Operación Desmantelamiento
NOx SOx NMVOC Part. PM10 CO2 Residuos LMRAD HRAD Energía
Figura 5.27. Método Eco 97. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la destiladora solar MED modo fuel.
204 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
Con el método EI 99 (figura 5.26) destaca la fase operación de la MED, causando algo más
del 90% de la carga ambiental, sobre todo en las categorías de combustible fósiles (80%) e
inorgánicos respirados (6%). El montaje también tiene un pequeño porcentaje de carga,
cercano al 6% del impacto global, siendo los inorgánicos respirados la categoría mas
significativa (27%). La etapa de desmantelamiento presenta una contribución de casi el 2%,
siendo la categoría de cancerígenos a la que se le atribuye casi el 53% de la carga en dicha
fase.
Según indicaciones de la figura 5.27, con el método Eco 97 es también la operación la fase
más impactante, alcanzando casi el 85% del total, sobre todo en la categoría SO x (53%) y
CO 2 (14,5%). El montaje tiene un porcentaje de carga cercano al 11%, siendo los residuos
la categoría con mayor carga ambiental (18,5%). La fase de desmantelamiento presenta un
porcentaje de carga que no supera el 4,5%, siendo también la categoría residuos la que
provoca el 78% de la carga en dicha etapa.
3E-11
2,5E-11
2E-11
1,5E-11
1E-11
5E-12
0
2,37 %
95,95 %
1,68 %
Montaje Operación Desmantelamiento
Agotamiento abiótico Acidificación Calentam. Global
Ecot. acuática agua dulce Ecot. acuática marina Ecot. terrestre
Oxidac. fotoquímica
Figura 5.28. Método CML. Valores (1/m 3 ) de la destiladora solar MED modo fuel.
Con el método CML también se obtiene que la operación provoca casi el 96% de la carga
ambiental, el montaje tiene una contribución cercana al 2,5% y el desmantelamiento no
llega al 2%. La categoría agotamiento abiótico es la más impactante en la operación (96%),
y la ecotoxicidad acuática marina lo es para el montaje y desmantelamiento, con el 73% y
59%, respectivamente.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 205

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
0,0018
0,0016
0,0014
0,0012
0,001
0,0008
0,0006
0,0004
0,0002
0
6,84 %
93,05 %
0,11 %
Montaje Operación Desmantelamiento
Cancerígenos No-cancerígenos Inorgánicos respirados
Ecotoxicidad acuática Ecotoxicidad terrestre Acid/nutri terrestre
Ocupación tierra Calentam. global Energía no-renovable
Figura 5.29. Método IMPACT. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la destiladora solar MED modo fuel.
Siguiendo la tendencia predicha en los otros tres métodos, con el método IMPACT,
también es la operación la dominante, con más del 93% de la carga, debido a la categoría de
inorgánicos respirados (33%) y calentamiento global (31%). El montaje también tiene una
relativa contribución, con casi más de un 7%, siendo también los inorgánicos respirados la
categoría con mayor carga ambiental (36%). La etapa de desmantelamiento presenta una
contribución prácticamente despreciable.
4.- Evaluación de impactos modo híbrido
4.1.- Modo híbrido CCP
En el anexo 6.10 aparece la tabla de inventario detallada que incluye todas las entradas y
salidas de sustancias de la planta de desalación térmica MED modo híbrido, funcionando
con el campo solar con colectores CCP y la bomba de calor suministrando como máximo
el 17% de la energía térmica. La tabla 5.26 expone las emisiones producidas en las distintas
etapas en las que se ha dividido la planta desaladora MED, recordando que más tarde se
hará una comparación de las 6 posibles entradas energéticas para la MED de la PSA.
Montaje Operación Desmantelamiento TOTAL
kg. CO2/m 3 agua producida 0,745 2,101 0,0568 2,903
g. NOx/m 3 2,053 3,549 0,0448 5,647
g. NMVOC/m 3 0,317 0,468 0,00959 0,795
g. SOx/m 3 2,162 8,995 0,0187 11,176
DBO5 (g/m 3) 2,071 0,617 6,851 9,539
Nitratos (g/m 3) 0,009 0,006 1,014 1,030
Fosfatos (mg/m 3) 84,943 17,866 12,158 114,968
Sulfatos (g/m 3) 2,841 7,043 1,147 11,032
Tabla 5.26. Modo híbrido CCP. Emisiones relevantes de las etapas de la destiladora solar MED.
206 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
Como se puede apreciar en la tabla, el CO 2 es la principal emisión atmosférica producida
durante todo el ciclo de vida del sistema MED, seguida de los SO x y los NO x. La etapa de
operación es donde se producen las mayores emisiones atmosféricas, mientras que el
desmantelamiento genera unas emisiones casi despreciables. En las emisiones acuosas, el
montaje contribuye de manera significativa a incrementar los fosfatos, mientras la
operación incrementa los sulfatos y el desmantelamiento los DBO 5 y los nitratos.
De nuevo, las figuras 5.30 y sucesivas hasta la 5.33 muestran para los cuatro métodos
aplicados, las puntuaciones y valores parciales asociadas a cada etapa del ciclo de vida de la
MED vertical de la PSA en esta disposición integrada mixta con respecto a su aporte
energético.
Con el método EI 99 (figura 5.30), se observa la importancia de la fase operación, causando
un porcentaje algo mayor del 63% de la carga ambiental, centrada en la categoría
combustibles fósiles (60%) e inorgánicos respirados (19%). En cuanto al montaje tiene una
contribución relevante, con casi el 30% del impacto global, siendo los inorgánicos
respirados la categoría con mayor carga ambiental (30%). La etapa de desmantelamiento
presenta una contribución cercana al 6%, siendo la categoría de cancerígenos la que
provoca casi el 52% de la carga en dicha etapa. El consumo de combustibles fósiles es la
categoría dominante en este método, sin olvidarnos de los minerales utilizados en la
fabricación de los paneles.
0,16
0,14
0,12
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
0
29,82 %
63,31 %
6,87 %
Montaje Operación Desmantelamiento
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático
Ecotoxicidad Acidificación/ Eutrofización Uso tierra
Minerales Combustibles fósiles
Figura 5.30. Método EI 99. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la destiladora solar MED modo híbrido CCP.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 207

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
30,77 %
60,61 %
8,62 %
Montaje Operación Desmantelamiento
NOx SOx NMVOC Part. PM10 CO2 Residuos LMRAD HRAD Energía
Figura 5.31. Método Eco 97. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la destilación solar MED modo híbrido CCP.
Por su parte el método Eco 97 reafirma la fase de operación como la de mayor
contribución al impacto global, causando algo más del 60,5% de la carga, sobre todo en la
categoría SO x (30%) y CO 2 (27%). El montaje también tiene una contribución significativa,
con casi un 31%, siendo los CO 2 la categoría con mayor carga ambiental (19%). La etapa de
desmantelamiento presenta una contribución del 8,6%, siendo la categoría residuos la que
se provoca casi el 78% de la carga en dicha etapa. Las categorías de emisiones atmosféricas
son las dominantes para este método y modo de operación de la planta térmica solar MED.
3E-11
2,5E-11
2E-11
1,5E-11
1E-11
5E-12
0
48,64 %
49,82 %
1,55 %
Montaje Operación Desmantelamiento
Agotamiento abiótico Acidificación Calentam. Global
Ecot. acuática agua dulce Ecot. acuática marina Ecot. terrestre
Oxidac. fotoquímica
Figura 5.32. Método CML. Valores (1/m 3 ) de la destiladora solar MED modo híbrido CCP.
208 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
Con el método CML es evidente la relevancia de la fase operación, con una contribución
similar a la operación, siendo claramente la categoría agotamiento abiótico la que más
contribuye en ambas fases (96% y 97%, respectivamente). La contribución del
desmantelamiento es algo mayor del 1,5%, siendo la ecotoxicidad acuática marina la
categoría con mayores cargas. En la misma tendencia que el EI 99, la categoría de impacto
relacionada con el consumo de combustibles fósiles (durante la operación) y de materiales
(en el montaje de los paneles) es la dominante en este modo de operación.
0,0007
0,0006
0,0005
0,0004
0,0003
0,0002
0,0001
0
30,23 %
69,41 %
0,35 %
Montaje Operación Desmantelamiento
Cancerígenos No-cancerígenos Inorgánicos respirados
Ecotoxicidad acuática Ecotoxicidad terrestre Acid/nutri terrestre
Ocupación tierra Calentam. global Energía no-renovable
Figura 5.33. Método IMPACT. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la destiladora solar MED modo híbrido CCP.
Finalmente, con el método IMPACT es la operación la fase con mayor contribución,
provocando casi el 69,5% de la carga, sobre todo en la categoría energía no-renovable
(40%) y calentamiento global (32%). El montaje también tiene una alta contribución, al
superar el 30%, siendo los inorgánicos respirados la categoría con mayor carga ambiental
(casi el 30%). En este método, la etapa de desmantelamiento presenta una contribución
prácticamente despreciable. Se aprecia el dominio de las categorías de impacto relacionadas
con el consumo de combustibles y emisiones atmosféricas asociadas tanto a ese consumo
como al de materiales.
4.2.- Modo híbrido CPC
En el anexo 6.5 aparece la tabla de inventario detallada que incluye todas las entradas y
salidas de sustancias de la planta de desalación térmica MED modo híbrido, funcionando
con un campo de captadores solares CPC, y la bomba de calor suministrando como
máximo el 17% de la energía térmica. Las emisiones producidas en las distintas etapas en
las que se ha dividido el análisis ACV de la planta vertical MED de Tabernas, se recogen en
la tabla 5.27, que viene a continuación.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 209

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
Montaje Operación Desmantelamiento TOTAL
kg. CO2/m 3 agua producida 0,3865 2,101 0,0342 2,522
g. NOx/m 3 1,277 3,549 0,0284 4,854
g. NMVOC/m 3 0,260 0,468 0,0061 0,734
g. SOx/m 3 7,448 8,995 0,0117 16,455
DBO5 (g/m 3) 1,122 0,617 4,244 5,984
Nitratos (mg/m 3) 18,492 6,626 606,087 631,205
Fosfatos (mg/m 3) 26,930 17,866 7,253 52,051
Sulfatos (g/m 3) 2,737 7,043 0,699 10,479
Tabla 5.27. Modo híbrido CPC. Emisiones relevantes de las etapas de la destiladora solar MED.
Como es lógico, el CO 2 sigue siendo la emisión atmosférica más relevante producida
durante todo el ciclo de vida del sistema MED, seguida de los SO x y los NO x. La etapa de
operación es la de las mayores emisiones atmosféricas producidas, mientras que el
desmantelamiento genera unas emisiones casi inapreciables. Respecto a las emisiones al
agua, el desmantelamiento tiene las mayores contribuciones en los DBO 5 y nitratos, el
montaje en los fosfatos y la operación en los sulfatos.
Para acabar el análisis ACV de la integración múltiple de la destiladora MED vertical de la
PSA, las figuras desde la 5.34 hasta la 5.37 gráficas informan para cada método aplicado, las
puntuaciones y valores parciales asociadas a cada etapa del ciclo de vida de la MED en
modo híbrido CPC.
Al igual que para el modo híbrido CCP, pero con menores puntuaciones totales, con el
método EI 99 (figura 5.34) la fase operación causa más del 66% de la carga ambiental,
debido esencialmente a la categoría combustibles fósiles (59%) e inorgánicos respirados
(19,5%). En cuanto al montaje tiene una contribución algo mayor del 29% (con el modo
híbrido CCP es algo superior), siendo los inorgánicos respirados la categoría con mayor
carga ambiental (37%). La etapa de desmantelamiento presenta una contribución del 3,5%
(con los otros captadores era casi del 7%), siendo la categoría de cancerígenos la que se
provoca el 54% de la carga en dicha etapa.
0,16
0,14
0,12
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
0
29,16 %
66,29 %
4,55 %
Montaje Operación Desmantelamiento
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático
Ecotoxicidad Acidificación/ Eutrofización Uso tierra
Minerales Combustibles fósiles
Figura 5.34. Método EI 99. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la destiladora solar MED modo híbrido CPC.
210 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
31,57 %
Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
68,82 %
5,61 %
Montaje Operación Desmantelamiento
NOx SOx NMVOC Part. PM10 CO2 Residuos LMRAD HRAD Energía
Figura 5.35. Método Eco 97. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la destiladora solar MED modo híbrido CPC.
3E-11
2,5E-11
2E-11
1,5E-11
1E-11
5E-12
0
4,23 %
93,98 %
1,78 %
Montaje Operación Desmantelamiento
Agotamiento abiótico Acidificación Calentam. Global
Ecot. acuática agua dulce Ecot. acuática marina Ecot. terrestre
Oxidac. fotoquímica
Figura 5.36. Método CML. Valores (1/m 3 ) de la destiladora solar MED modo híbrido CPC.
Según la información de la figura 5.35, con el método Eco 97 sigue siendo la operación la
fase con mayor contribución al impacto global, con cerca del 69% de la carga. El montaje
también tiene una contribución significativa, de algo más del 31%. Para ambas fases son los
SO x la categoría con mayor carga ambiental (29% y 48%, respectivamente). La etapa de
desmantelamiento presenta una contribución del 5,6%, siendo la categoría residuos la que
provoca casi el 79% de la carga en dicha etapa. Comparando con los otros captadores CCP,
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 211

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
las puntuaciones totales en modo híbrido CPC de cada fase disminuyen, mientras que
aumenta la contribución del montaje y de la operación, y se reduce la del
desmantelamiento.
La operación es con el método CML (figura 5.36) también la etapa más impactante, con
una contribución de casi el 94%, fundamentalmente en la categoría agotamiento abiótico
(97%). Mientras, el montaje tiene una carga cercana tan solo al 4% y la contribución del
desmantelamiento es del 1,8%, siendo la ecotoxicidad acuática marina la categoría con
mayor contribución en ambas etapas (73% y 59%). Si comparamos con el modo híbrido
CCP, los valores totales de cada fase disminuyen, mientras que aumenta la contribución de
la operación (era de casi el 50%) y del desmantelamiento y se reduce la del montaje (era de
casi el 47%). Ello nos indica que los paneles CPC tienen asociado una menor carga con este
método, que valora más el consumo de combustibles fósiles en la operación que el
consumo de materiales en el montaje.
0,0007
0,0006
0,0005
0,0004
0,0003
0,0002
0,0001
0
25,55 %
74,20 %
0,24 %
Montaje Operación Desmantelamiento
Cancerígenos No-cancerígenos Inorgánicos respirados
Ecotoxicidad acuática Ecotoxicidad terrestre Acid/nutri terrestre
Ocupación tierra Calentam. global Energía no-renovable
Figura 5.37. Método IMPACT. Puntuaciones (Ptos/m 3 ) de la destiladora solar MED modo híbrido CPC.
Para finalizar con el método IMPACT (figura 5.37), es la operación la fase con mayor
contribución, provocando algo más del 74% de la carga, sobre todo en la categoría energía
no-renovable (38%) e inorgánicos respirados (22%). El montaje también tiene una alta
contribución, con casi un 25,5%, siendo también los inorgánicos respirados la categoría
con mayor porcentaje de impacto (50%). La etapa de desmantelamiento presenta una
contribución prácticamente despreciable. Si lo comparamos con los paneles CCP/TPC, se
reduce tanto las puntuaciones totales como la contribución del montaje y del
desmantelamiento, mientras aumenta la de la operación.
5.- Comparación Evaluación de impactos de la destiladora solar MED
A modo de resumen, y dada la gran cantidad de información generada por el múltiple
suministro de energía a la MED vertical de la PSA, las tablas que aparecen a continuación
muestran la evolución de sus principales emisiones y puntuaciones globales para los
212 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
diferentes modos de operación considerados (tablas 5.28 y 5.29, respectivamente). Como
modelo eléctrico, como ya se ha indicado anteriormente, se consideró el reparto medio
español en la generación [PRé Consultants, 2004b].
La tabla siguiente indica que el modo de operación con mayores emisiones es la MED
convencional (MED con caldera), siendo de un orden de magnitud superior al resto, le
sigue el modo fuel (MED funcionando con la bomba de calor), después el modo híbrido
(MED solar con bomba de calor) y es el modo solar el que provoca menos emisiones,
debido a que no tiene combustión alguna directa para suministrar al primer efecto de la
MED la energía térmica que necesita. Fijándonos en los modos solar e híbrido y según el
tipo de campo solar, el que menos emisiones atmosféricas causa son los paneles CPC
(excepto los SO x, donde son mayores a los CCP), es decir, como ambos suministran la
misma cantidad de energía, la etapa de construcción o fabricación de los paneles de CPC es
menos perjudicial para el medioambiente que los CCP. Se produce una muy importante
reducción media de emisiones atmosféricas (según el caso hasta el 72%) si integramos la
MED con cualquiera de los equipos, ya sea bomba de calor, campo solar o ambos.
modo Fase CO2 NOx NMVOC SOx DBO5 Nitratos Fosfatos Sulfatos
Conv. %Montaje 1,21 2,84 2,42 1,98 6,18 0,29 10,61 2,09
%Operación 98,63 97,03 97,47 97,99 40,83 3,86 82,75 95,07
%Desmant. 0,16 0,13 0,11 0,03 53,00 95,86 6,64 2,85
g. emisión/m3 agua
prod.
17.143 17,293 4,121 27,738 6,383 511,538 88,431 19,729
Solar %Montaje 42,62 37,05 71,74 16,24 20,87 0,97 72,44 22,36
CCP %Operación 54,21 62,14 26,03 83,61 5,67 0,75 17,04 68,50
%Desmant. 3,16 0,81 2,23 0,15 73,46 98,28 10,52 9,13
g. emisión/m3 1.674 5,148 0,402 11,734 8,694 960,123 107,571 11,707
Solar %Montaje 26,63 25,13 68,85 41,20 16,79 3,22 43,82 21,83
CPC %Operación 71,10 74,30 31,58 58,74 9,98 1,33 42,09 72,78
%Desmant. 2,27 0,57 1,57 0,06 73,24 95,44 14,09 5,39
g. emisión/m3 1.277 4,305 0,331 16,703 4,939 537,447 43,556 11,02
Fuel %Montaje 4,13 12,11 8,31 11,85 13,62 0,35 42,62 13,39
%Operación 95,38 87,46 91,36 88,01 15,72 0,86 42,93 74,93
%Desmant. 0,50 0,43 0,32 0,14 70,65 98,79 14,45 11,68
g. emisión/m3 6.560 5,998 1,721 7,789 5,628 586,995 48,081 5,667
Híbrido %Montaje 25,66 36,36 39,85 19,35 21,71 0,94 73,88 25,76
CCP %Operación 72,38 62,84 58,94 80,48 6,47 0,64 15,54 63,84
%Desmant. 1,96 0,79 1,21 0,17 71,82 98,42 10,58 10,40
g. emisión/m3 2.903 5,647 0,795 11,176 9,539 1,03 114,968 11,032
Híbrido %Montaje 15,33 26,30 35,38 45,26 18,76 2,93 51,75 26,12
CPC %Operación 83,32 73,11 63,79 54,67 10,32 1,05 34,32 67,21
%Desmant. 1,35 0,59 0,83 0,07 70,93 96,02 13,94 6,67
g. emisión/m3 2.522 4,854 0,734 16,454 5,984 631,205 52,051 10,479
Tabla 5.28. Emisiones y porcentajes para los modos de operación de la destiladora solar MED.
Al igual que sucede con las emisiones, el modo de operación de la MED solar térmica de la
PSA con menores cargas asociadas, independientemente del método, es el solar. A su vez,
el modo de operación con mayores cargas asociadas, para todos los métodos excepto el
CML, es el modo convencional, seguido del modo fuel y los modos híbridos. El campo
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 213

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
solar con paneles CPC es menos impactante que con paneles CCP, tanto en modo solar
como híbrido, e independiente del método.
En la figura 5.38 se aprecia el orden de magnitud de las puntuaciones globales de los
diferentes modos de operación según el método EI 99, siendo claramente el modo
convencional el que presenta un orden de magnitud superior al resto. El método CML
tiene un comportamiento distinto al resto de métodos, siendo el modo híbrido (con un
valor de 54,6·10 -12 /m 3 ) el que presenta mayores cargas, seguido del fuel, convencional y
solar. Es debido a que los factores de caracterización de las sustancias que están incluidas
en las categorías de impacto, y los factores de normalización de esas categorías, son
distintos al resto de métodos, y valora más el consumo de minerales y combustibles fósiles.
Proceso Fase ciclo vida EI 99 Eco 97 CML IMPACT
Modo convencional Montaje 2,04% 2,50% 8,43% 1,67%
Operación 97,25% 96,13% 83,22% 98,29%
Disposición final 0,71% 1,37% 8,36% 0,04%
Puntuación total 1,160
Ptos/m3 8,173
kPtos/m3 4,954·10-12 1/m3 4,635
mPtos/m3 Solar CCP/TPC Montaje 49,56% 31,99% 55,33% 41,80%
Operación 38,62% 59,04% 25,33% 57,70%
Disposición final 11,83% 8,96% 19,34% 0,50%
Puntuación total 0,131
Ptos/m3 2,398
kPtos/m3 2,272·10-12 1/m3 0,648
mPtos/m3 Solar CPC
Montaje 49,13% 32,05% 51,98% 34,72%
Operación 43,20% 62,50% 20,23% 64,95%
Disposición final 7,67% 5,45% 27,79% 0,33%
Puntuación total 0,117
Ptos/m3 2,265
kPtos/m3 2,113·10-12 1/m3 0,576
mPtos/m3 Modo fuel
Montaje 7,90% 10,75% 2,37% 6,84%
Operación 90,11% 84,75% 95,95% 93,05%
Disposición final 1,98% 4,49% 1,68% 0,11%
Puntuación total 0,498
Ptos/m3 2,954
kPtos/m3 29,008·10-12 1/m3 1,788
mPtos/m3 Híbrido CCP/TPC Montaje 29,82% 30,77% 48,64% 30,23%
Operación 63,31% 60,61% 49,82% 69,41%
Disposición final 6,87% 8,62% 1,55% 0,35%
Puntuación total 0,241
Ptos/m3 2,667
kPtos/m3 54,587·10-12 1/m3 0,980
mPts/m3 Híbrido CPC Montaje 29,16% 31,57% 4,23% 25,55%
Operación 66,29% 68,82% 93,98% 74,20%
Disposición final 4,55% 5,61% 1,78% 0,24%
Puntuación total 0,230
Ptos/m3 2,583
kPtos/m3 28,934·10-12 1/m3 0,917
mPtos/m3 Tabla 5.29. Porcentajes correspondientes a cada fase del ciclo de vida y cargas ambientales totales para los
modos de operación de la destiladora solar MED.
En general, la operación es la etapa del ciclo de vida de los diferentes modos de operación
donde se generan los porcentajes más altos de impactos en todos los métodos de
evaluación (50-98%), excepto en los modos solares, donde es el montaje (métodos EI 99 y
CML) la fase con mayor contribución global (49-55%). Como se ha comentado
anteriormente, en el modo solar no tenemos combustión directa de combustible, por lo
que su mayor impacto se produce en la fabricación de los paneles solares. En el modo
214 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
híbrido tenemos un 17% de energía térmica que procede de la combustión de un
combustible y el resto lo suministra el campo solar, de ahí su mayor carga respecto al modo
solar. Comparando ambas integraciones, con el modo solar se produce una reducción
media del 47% respecto a la integración híbrida.
En todos los casos, el desmantelamiento es la fase con menos porcentaje de impacto total;
con el método IMPACT se obtienen menores contribuciones en la etapa final del ciclo de
vida (0,04-0,5%) que en el resto de los métodos.
Como colofón final, resaltar que la integración MED-solar provoca una drástica reducción
media (76%) de las cargas ambientales cuando se compara con integraciones
convencionales (ver figura 5.38).
Ptos/m 3
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
MED convenc
1,160
Solar 1
0,131
Solar 2
0,117
Modo fuel
0,489
Híbrido 1
0,241
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático
Ecotoxicidad Acidificación/ Eutrofización Uso tierra
Minerales Combustibles fósiles
Híbrido 2
0,230
Figura 5.38. Método EI 99: Puntuaciones totales para los diferentes modos de operación de la destiladora
solar MED.
Análisis de sensibilidad
En las tablas 5.30 y 5.31 siguientes se presentan los resultados de los análisis de sensibilidad
de cada sistema, tanto para las emisiones como para los resultados de la evaluación de
impactos.
En todos los modos de operación de la planta MED vertical, las emisiones al agua tienen
mayor incertidumbre que las emisiones atmosféricas. Hay que destacar a fosfatos, que
incluso llegan a tener más del 100% de dispersión. Respecto a las emisiones al aire, son los
NMVOC los que obtienen mayor error. En relación a los métodos, es el CML el que
presenta mayor dispersión en todas las tecnologías.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 215

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
Modo CO2
(kg/m3) NOx
(g/m3) NMVOC
(g/m3) SOx
(g/m3) DBO5
(g/m3) Nitratos
(mg/m3) Fosfatos
(mg/m3) Sulfatos
(g/m3) Conv. Valor 17,143 17,293 4,121 27,738 6,383 511,538 88,431 19,729
Media 17,15 17,33 4,12 27,8 6,407 502,25 89,125 19,775
CV 11,57% 16,45% 34,82% 11,9% 42,87% 54,6% 138,12% 36,6%
Solar Valor 1,674 5,148 0,402 11,734 8,694 960,123 107,571 11,707
CCP Media 0,595 3,853 0,229 10,53 4,667 527 39,375 9,19
CV 38,54% 16,5% 21,9% 13,53% 61,7% 58,07% 79,32% 35,8%
Solar Valor 1,277 4,305 0,331 16,703 4,939 537,447 43,556 11,02
CPC Media 1,273 4,288 0,332 16,63 4,934 555,5 42,25 11,025
CV 16,5% 14,75% 17,35% 12,2% 61,52% 56,15% 76,3% 39,25%
Fuel Valor 6,56 5,998 1,721 7,789 5,628 586,995 48,081 5,667
Media 6,567 6,003 1,72 7,778 5,567 583,5 48,475 5,65
CV 16,11% 17,57% 21,72% 10% 58,67% 58,52% 147,42% 30,3%
Híbrido Valor 2,903 5,647 0,795 11,176 9,539 1,03 114,968 11,032
CCP Media 2,895 5,63 0,795 11,18 9,432 1,035 116,25 11,15
CV 14,97% 10,5% 20% 10,19% 57,02% 58,72% 86,02% 27,57%
Híbrido Valor 2,522 4,854 0,734 16,455 5,984 631,205 52,051 10,479
CPC Media 2,522 4,843 0,725 16,48 6,03 634 50,72 10,575
CV 14,83% 11,45% 20,35% 11,53% 55,25% 57,12% 66,02% 37,97%
CV: Coeficiente de Variabilidad.
Tabla 5.30. Resultados análisis de sensibilidad para las emisiones de la planta térmica MED.
Conv.
Solar
CCP
Solar
CPC
Fuel
Híbrido
CCP
Híbrido
CPC
EI 99 (Ptos/m 3) Eco 97 (kPtos/m 3) CML (1/m 3) IMPACT (Ptos/m 3)
Valor 1,16 8,173 4,954·10 -12 0,004635
Media 1,16 8,2 4,922·10 -12 0,00464
CV 19,8% 8,77% 24,24% 12,9%
Valor 0,131 2,398 2,27·10 -12 6,48·10 -4
Media 0,0917 1,81 2,282·10 -12 4,78·10 -4
CV 11,9% 12,4% 15,5% 25,07%
Valor 0,117 2,265 2,113·10 -12 5,76·10 -4
Media 0,117 2,25 2,114·10 -12 5,78·10 -4
CV 10,1% 10,7% 31,28% 11,7%
Valor 0,489 2,954 2,9008 -11 0,001788
Media 0,49 2,95 2,8926 -11 0,00179
CV 18,5% 7,71% 21,87% 12,5%
Media 0,241 2,677 5,4598·10-11 0,0009804
0,24 2,68 5,434·10 -11 0,000983
CV 11,2% 7,73% 21,51% 9,12%
Valor 0,23 2,583 2,8934·10 -11 0,000917
Media 0,23 2,58 2,8914·10 -11 0,000914
CV 10,3% 7,51% 19,93% 8,38%
Tabla 5.31. Resultados análisis de sensibilidad para las puntuaciones de la planta térmica MED.
Es por ello se debe considerar como buenos los resultados correspondientes a las
emisiones atmosféricas y las puntuaciones totales obtenidas con los métodos, y tomar con
mucha mas precaución los efectos sobre el medio acuoso, dada la incertidumbre que
inducen los métodos de evaluación y sus bases de datos.
5.4.2.3 Desalación por OI con energías renovables
Los resultados de las principales emisiones a la atmósfera y puntuaciones totales de la OI
integrada con EERR se muestran en las tablas 5.32 y 5.33, respectivamente, y en la figura
5.39. La integración con energías renovables causa un importante descenso en las
emisiones atmosféricas y en las puntuaciones totales (una media del 77% y 79%,
respectivamente) respecto a la OI consumiendo electricidad generada según el mix eléctrico
europeo medio [Raluy et al., 2005c]. Las emisiones de CO 2 sufren la mayor reducción, con
216 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
una media del 89% y las de NMVOC la menor, una media del 64%. La energía solar es la
integración que provoca las mayores emisiones a la atmósfera (un descenso medio del 64%)
y obtiene las mayores puntuaciones con los 4 métodos (una reducción media del 73%). La
hidroeléctrica minihidráulica es la mejor integración, con un descenso medio del 93% en las
emisiones al aire y en las puntuaciones globales. El método IMPACT obtiene los mejores
resultados (un descenso cercano del 86%). Como es obvio, y al igual que sucede con la
destilación, también hay extremada similitud entre los resultados de la OI con la integración
hidroeléctrica y el modelo eléctrico noruego.
kg CO2/m3 agua
producida
g NOx/m3 g NMVOC/m3 g SOx/m3 OI (ME 4 kWh/m3) 1,957 3,553 0,324 9,103
OI (EE 150 kW) 0,198 0,699 0,125 2,177
OI (EE 2 MW) 0,138 0,464 0,075 1,917
OI (EF-S 3 kWp) 0,388 1,378 0,215 2,574
OI (EF-ES 3 kWp) 0,321 1,118 0,178 2,437
OI (EH) 0,101 0,339 0,049 1,762
OI (MN) 0,13 0,379 0,055 1,805
ME: Modelo Europeo; EE: Electricidad Eólica; EF: Electricidad Fotovoltaica; EH: Electricidad Hidráulica;
MN: Modelo Noruego.
Tabla 5.32. Emisiones atmosféricas para diferentes integraciones de la OI.
Comparando los dos aerogeneradores disponibles en la base de datos Ecoinvent 1.3, un
aumento del 92,5% en la capacidad de producción de las plantas eólicas causa un descenso
medio del 29% en todas las emisiones atmosféricas y sobre un 32% en las puntuaciones
totales. Comparando localizaciones, un aumento de la radiación solar del 50% (de Suiza a
España) muestra un descenso medio de más de un 14% en las emisiones al aire y casi del
12% las puntuaciones totales.
EI 99
(Puntos/m3) Eco 97
(kPts/m3) CML IMPACT
(10-12/m3) (mPts/m3) OI (ME 4 kWh/m3) 0,0899 2,381 1,080 0,676
OI (EE 150 kW) 0,0295 0,331 0,4720 0,1
OI (EE 2 MW) 0,0186 0,248 0,3117 0,0675
OI (EF-S 3 kWp) 0,0361 0,5 0,4185 0,153
OI (EF-ES 3 kWp) 0,0315 0,435 0,3878 0,131
OI (EH) 0,0134 0,271 0,2186 0,049
OI (MN) 0,015 0,293 0,2460 0,059
Tabla 5.33. Puntuaciones totales para diferentes integraciones de la OI con EERR.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 217

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
3,5E+07
3,0E+07
2,5E+07
2,0E+07
1,5E+07
1,0E+07
5,0E+06
0,0E+00
OI Elec EU OI Elec EO 150
kW EU
OI Elec EO 2
MW EU
OI Elec FOTOV
mix ES
OI Elec FOTOV
mix Suiza
OI Elec HIDRO
EU
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático Ecotoxicidad
OI Elec NO
Acidificación/ Eutrofización Uso tierra Minerales Combustibles fósiles
Figura 5.39. Puntuaciones totales para diferentes integraciones de la OI con EERR, según el EI 99.
5.4.2.4 Resumen
Este análisis muestra que las tecnologías de desalación con energías renovables presentan
sustanciales beneficios desde el punto de vista medioambiental, y en un futuro próximo
podrían suministrar las necesidades de agua de regiones remotas donde las características
climatológicas son favorables (alta insolación, elevado potencial de viento, saltos de agua).
La explotación solar, eólica e hidroeléctrica en áreas soleadas y ventosas puede actuar como
sustituto directo de los combustibles fósiles para dar la energía eléctrica y térmica requerida
en la planta desaladora. El principal problema que surge en la integración de ambas
tecnologías es su estrangulamiento, dada su intermitencia natural e intensidad variable,
cuando los procesos de desalación están diseñados para operación en continuo. Dicho lo
anterior, una ventaja de la integración desalación-EERR puede estar en el hecho de que
mientras la energía eléctrica apenas se puede almacenar sin elevados costes, el agua si.
La siguiente tabla recoge la superficie requerida por m 3 /día de capacidad instalada en los
sistemas analizados según su acoplamiento con EERR. Se puede observar que la desalación
MSF y la OI obtienen resultados similares en su integración con las energías fotovoltaica y
eólica porque tienen el mismo consumo eléctrico, mientras que en la planta MED su
demanda eléctrica es la mitad. También se puede ver que la energía eólica es la que tiene
menores requerimientos de terreno; el parque con aerogeneradores de 2 MW es offshore y
es por eso que su ocupación es mucho menor que el parque situado en tierra firme con
aerogeneradores de 150 kW. Para la MED solar térmica el uso de uno u otro captador solar
no lleva consigo muchas diferencias de ocupación de suelo, siendo favorable para los
captadores CPC.
218 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
MSF MED OI Solar térmica MED
Solar Térmica (colectores) 10,59 (S) (*) 8,38 (S) (*)
- 6,93 (CPC)
7,08 (Es) (*) 5,58 (Es) (*)
7,57 (CCP)
Fotovoltaica (paneles) 9,03 (S)
4,52 (S) 9,20 (S)
-
6,02 (Es) 1,45 (Es) 6,02 (Es)
Electricidad (parque eólico) 0,62 (2 MW) 0,32 (2 MW) 0,63 (2 MW)
-
5,34 (150 kW) 2,67 (150 kW) 5,33 (150 kW)
(*) apoyado con caldera auxiliar de gas natural.
S: Suiza; Es: España; CPC: captadores solares estáticos; CCP: captadores cilindro parabólicos.
Tabla 5.34. Superficie requerida para los sistemas analizados en m2 por m3 /día de agua producida, según la
integración desalación-energía renovable.
En cuanto a resultados, todas las EERR reducen los impactos medioambientales de
producción de agua a través de la desalación, en porcentaje las emisiones de CO 2 se
reducen significativamente para las 3 desaladoras, y los SO x es la emisión que menos se
reduce en la MSF y MED [Raluy et al., 2005c]. Mirando los métodos de evaluación de ACV,
el EI 99 obtiene los mejores resultados con las energías renovables para la MSF y la MED,
y el método IMPACT para la OI.
Por integraciones, la energía hidroeléctrica obtiene las mayores reducciones en las
emisiones atmosféricas y puntuaciones globales con los 4 métodos de desalación, y la
energía solar (fotovoltaica) las menores reducciones. Pero es importante recordar que la
integración con hidroelectricidad sólo es posible en áreas con saltos naturales de agua,
donde no suele ser necesaria la desalación.
Después, la mejor alternativa es la integración con energía eólica, con una reducción media
importante de más de un 80% en los impactos medioambientales, en áreas con alto
potencial del recurso eólico donde la desalación también sea necesaria, y donde es todavía
posible progresar en sus tecnologías (por ej. parques eólicos offshore). Aunque no se debe
obviar un grave inconveniente, que es su naturaleza fluctuante, que requiere sistemas de
almacenamiento (desde volantes de inercia hasta almacenamiento en balsas de elevación)
para una apropiada integración con los sistemas de desalación, y no se han considerado en
este ACV.
Respecto a la energía solar, los paneles fotovoltaicos provocan unas cargas
medioambientales algo superiores a las asociadas a la integración eólica e hidroeléctrica
(aunque significativamente menores que las tecnologías de energía convencionales). Sin
embargo, esta tecnología está experimentando un importante desarrollo y hay varias nuevas
prometedores tecnologías (no consideradas en este análisis), que es probable que podrían
causar menores cargas medioambientales que los paneles fotovoltaicos convencionales,
tales como las células tándem de concentración, las células con refrigeración o los nuevos
materiales en sustitución del Si (TeCd por ejemplo), que prometen un rendimiento eléctrico
en la conversión directa de la radicación solar hasta del 40% en los próximos años. Con
respecto al la energía solar térmica, cuyo futuro en plantas grandes y usando factores de
concentración de la irradiación solar elevados, y que además según los resultados
mostrados aquí tiene menos impacto ambiental que la FV, hay dos tecnologías ya en estado
precomercial a destacar:
• Colectores cilindro-parabólicos para la Generación Directa de Vapor (DSG, Direct
System Generation) [Valenzuela et al., 2004], mediante el cual es posible producir alta
presión y temperatura de vapor (100 bar/400ºC) directamente en el absorbedor de los
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 219

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
tubos de los colectores solares, los cuales pueden ser aplicados a los procesos de
desalación [García et al., 1999; 2002]. Existe una planta piloto en la Plataforma Solar de
Almería y un laboratorio de pruebas en el CIEMAT (Madrid) y otros en Alemania y
México. La utilización de esta tecnología de concentración solar térmica para desalar
aumenta en un 18-32% la producción de destilado respecto a la utilización de una
tecnología basada en la combustión [García et al., 2001].
• El desarrollo de motores Stirling acoplados a un captador solar parabólico con
seguimiento a dos ejes (disco Stirling, SD). Las actividades actuales de desarrollo en los
SD se dirigen hacia la mejora de los motores Stirling [Tsoutsos et al., 2003]. El sistema
eléctrico SD, da una eficiencia de conversión de energía solar neta a electricidad de
hasta el 30%, consiste en un concentrador solar y una unidad de conversión de
potencia (receptor de cavidad, motor Stirling, generador eléctrico) localizado en el
punto focal del disco. Su modularidad (10-30 kWe) y posibilidad de instalación aislada
es otro punto a favor, a pesar de su alto coste y elevado mantenimiento, y la necesidad
de resolver el problema apoyo energético en períodos de sombra o nocturnos.
• La integración de captadores solares CCP o DSG con ciclos Rankine orgánicos (ORC),
que producen directamente energía eléctrica con reducidos rendimientos energéticos
pero compensables por el menor consumo energético de la OI, que sería en este caso el
proceso de desalación elegido.
Respecto al estudio realizado a la MED vertical de la PSA de Almería, la integración o
modo de operación MED-solar provoca una importante reducción media de las cargas
ambientales cuando se compara con integraciones convencionales. También se produce un
descenso, aunque algo menor, si se integra la instalación con una bomba de calor,
ayudando al campo solar a suministrar la energía térmica a la desaladora y aumentando su
productividad.
Considerando todos los resultados y comentarios anteriores, la integración de las energías
renovables en las tecnologías de desalación es una prometedora opción para una estrategia
compatible de suministro de electricidad y agua, dada la reducción real de cargas
ambientales que supone, ya que se está contabilizando el coste ambiental de la construcción
de dichos sistemas de EERR.
5.4.3 Evaluación de impactos de la poligeneración
En las siguientes tablas aparecen, según el modo de operación del sistema de la
poligeneración (a plena carga –OPC- y según demanda térmica –SDT-), los porcentajes de
las diferentes emisiones asociados a cada fase de ciclo de vida de cada uno de los
productos, y las emisiones totales obtenidas por esos productos. Las tablas completas de
inventario para cada producto aparecen en el anexo A.11.
Las tablas 5.35 y 5.36 indican que, en todos los productos, las emisiones potenciales anuales
más elevadas se corresponden con el CO 2 (aire) y la DBO 5 (al agua), aunque no por ello
debamos restar importancia a las demás sustancias emitidas. El producto electricidad es el
más impactante ya que emite las sustancias en mayor cantidad que el resto de productos,
excepto los DBO 5 que son mayores en el producto agua desalada.
220 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
OPC Fase CO2 NOx NMVOC SOx DBO5 Nitratos Fosfatos Sulfatos
DH %Montaje 0,15 0,76 0,29 1,14 8,90 0,75 9,72 4,67
%Operación 99,84 99,21 99,69 98,84 76,48 8,63 88,85 92,08
%Desmant. 0,017 0,03 0,02 0,017 14,62 90,62 1,42 3,25
kg. emisión 0,679·10 6 451 172,52 273,76 91,37 2,22 1,71 69,55
kg. emisión/MWht 43,6·10 2 0,289 0,1108 0,176 0,0587 1,42·10 -3 1,09·10 -3 0,0447
Elec %Montaje 0,03 0,18 0,07 0,27 2,57 0,58 2,52 1,18
%Operación 99,96 99,81 99,92 99,72 93,21 28,53 97,11 98
%Desmant. 0,004 0,007 0,004 0,004 4,29 70,89 0,37 0,92
kg. emisión 2,32·106 1.532,7 588,46 927,73 256,3 2,30 5,35 223,4
kg. emisión/MWhe 323,1 0,213 0,082 0,129 0,036 3,2·10-4 7,45·10-4 0,0311
FRÍO %Montaje 0,24 1,4 0,63 3,5 12,5 0,63 17,47 11,66
%Operación 99,74 98,55 99,34 96,47 66,11 5,3 80,35 83,36
%Desmant. 0,03 0,05 0,03 0,03 21,38 94,07 2,17 4,98
kg. emisión 0,895·106 658 250,91 406,5 153,18 5,24 1,74 111,33
kg. emisión/MWhf 5,75·102 0,422 0,161 0,261 0,098 3,36·10-3 1,12·10-3 0,0715
AGUA %Montaje 0,53 2,12 1,02 3,61 9,26 0,41 14,82 10,34
%Operación 99,40 97,77 98,91 96,33 50,01 2,25 79,92 78,09
%Desmant. 0,07 0,11 0,06 0,06 40,72 97,34 5,25 11,57
kg. emisión 1,298·106 870,57 330,78 534,38 265,12 16,25 3,62 156,0
kg. emisión/m3 22,45 0,015 0,006 0,009 0,005 2,8·10-4 6,26·10-5 0,0027
Tabla 5.35. Modo OPC: Porcentajes de las emisiones según producto de la poligeneración.
SDT Fase CO2 NOx NMVOC SOx DBO5 Nitratos Fosfatos Sulfatos
DH %Montaje 0,19 1,017 0,39 1,52 11,05 0,76 12,57 6,1
%Operación 99,78 98,94 99,58 98,45 70,79 6,58 85,59 89,65
%Desmant. 0,023 0,04 0,02 0,02 18,16 92,66 1,83 4,25
kg. emisión 0,506·10 6 336,98 128,7 204,8 73,56 2,17 1,32 53,23
kg. emisión/MWht 325 0,212 0,0812 0,131 0,047 1,39·10 -3 0,85·10 -3 0,034
Elec %Montaje 0,05 0,28 0,11 0,41 3,79 0,65 3,79 1,78
%Operación 99,94 99,71 99,89 99,58 89,97 20,57 95,65 96,98
%Desmant. 0,006 0,01 0,006 0,006 6,23 78,66 0,55 1,24
kg. emisión 1,516·106 1.002,58 384,69 607,14 173,53 2,07 3,55 147,54
kg. emisión/MWhe 333,48 0,221 0,0846 0,134 0,038 4,55·10-4 0,78·10-4 0,032
FRÍO %Montaje 0,4 2,40 1,09 5,88 17,36 0,65 26,42 17,93
%Operación 99,54 97,51 98,86 94,07 52,98 3,13 70,29 74,38
%Desmant. 0,05 0,09 0,05 0,05 29,66 96,22 3,29 7,69
kg. emisión 0,576·106 388,06 147,12 243,27 111,54 5,18 1,83 72,81
kg. emisión /MWhf 518 0,349 0,132 0,219 0,0998 4,46·10-3 1,65·10-3 0,065
AGUA %Montaje 0,75 2,97 1,45 5,03 10,88 0,341 19,39 13,43
%Operación 99,15 96,87 98,47 94,88 41,39 1,60 73,74 71,56
%Desmant. 0,10 0,15 0,09 0,09 47,73 97,99 6,87 15,01
kg. emisión 0,919·106 621,15 234,90 383,55 227,03 16,16 2,77 120,35
kg. emisión/m3 17,01 0,0115 0,00435 0,0071 0,0042 2,99·10-4 5,13·10-5 0,0022
Tabla 5.36. Modo SDT: Porcentajes de las emisiones según producto de la poligeneración.
Para ambos modos de operación y para todos los productos, se aprecia que de nuevo la
operación es la etapa que obtiene las mayores cargas en todas las emisiones, ya sean
atmosféricas o al agua, excepto en los nitratos, donde es la fase disposición final o
desmantelamiento la que presenta los mayores porcentajes. El dominio de la operación es
más notable en las emisiones al aire, con unos porcentajes superiores al 94%, mientras que
en las emisiones al agua la operación causa una carga ambiental superior al 50%. La fase
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 221

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
operación del producto electricidad presenta unos porcentajes superiores al resto de
productos, y provoca en todas las emisiones (excepto los nitratos) una carga superior al
90%, mientras que esa fase de operación para el resto de productos supera el 94% en las
emisiones atmosféricas y se queda entre el 50%-92% para las sustancias emitidas al agua.
La fase montaje causa sus mayores cargas en los servicios de frío y agua desalada, debido a
que además del MACI necesitamos, respectivamente, el ciclo de absorción y la desaladora
MED, ambos intensivos en consumo de materiales nobles. Si comparamos las emisiones de
ambos productos en la fase montaje, las emisiones atmosféricas tienen mayor porcentaje en
el producto agua desalada, mientras que en las sustancias emitidas al agua es el producto
frío el que obtiene mayores porcentajes. Respecto a la fase desmantelamiento, su
contribución a las emisiones atmosféricas es prácticamente nulo, pero es relevante en las
emisiones al agua, sobretodo en los nitratos, tal y como ya se ha comentado antes.
Comparando ambos modos de operación, el modo OPC obtiene mayores valores en todas
las emisiones, sea cual sea el producto. Ello es debido al mayor consumo de combustible
consumido con respecto al seguimiento ajustado a la demanda térmica (SDT).
Después de aplicar los cuatro métodos de evaluación de impactos para los dos modos de
operación más característicos de un esquema de poligeneración, los resultados e concentran
en las siguientes tablas 5.37 y 5.38.
Proceso Fase EI 99 Eco 97 CML IMPACT
DH
Montaje 0,29% 0,61% 1,95% 0,34%
Operación 99,64% 99,18% 96,82% 99,65%
Desmantelam. 0,07% 0,21% 1,23% 0,005%
Puntuación total 46,4 kPtos 219,37 MPtos 1,35·10-7 170,62 Ptos
Puntuación/MWht 0,0298 0,141 8,67·10-11 0,109
ELECTRICIDAD Montaje 0,07% 0,14% 0,47% 0,08%
Operación 99,91% 99,80% 99,23% 99,92%
Desmantelam. 0,016% 0,050% 0,30% 0,001%
Puntuación total 158,22 kPtos 745,25 MPtos 4,49·10-7 581,80 Ptos
Puntuación/MWhe 0,022 0,104 6,25·10-11 0,081
FRIO
Montaje 0,64% 1,13% 2,99% 0,65%
Desmantelam. 99,24% 98,41% 94,96% 99,34%
Desmant. 0,12% 0,35% 1,04% 0,009%
Puntuación total 67,52 kPtos 320,07 MPtos 1,99·10-7 248,05 Ptos
Puntuación/MWhf 0,0433 0,205 1,28·10-10 0,159
AGUA
Montaje 0,94% 1,76% 4,71% 0,91%
Operación 98,76% 97,38% 91,14% 99,06%
Desmant. 0,30% 0,86% 4,14% 0,02%
Puntuación total 89,06 kPtos 425,05 MPtos 2,769·10-7 326,51 Ptos
Puntuación/m3 1,54·10-3 7,35·10-3 4,79·10-12 5,65·10-3 Tabla 5.37. Modo OPC: Puntuaciones globales según producto de la poligeneración.
Las tendencias observadas en los porcentajes de las emisiones se mantienen para los
porcentajes de las puntuaciones totales. Así, tenemos que para todos los métodos y
productos, independientemente del modo de operación, la fase de operación es la que
presenta las mayores contribuciones de carga. En el método IMPACT ese porcentaje es
siempre superior a los otros métodos (y por encima del 99%), siendo el método CML el
que menor porcentaje obtiene; y por lo tanto es con este método donde la fase de montaje
222 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
tiene las mayores cargas. Las puntuaciones del desmantelamiento, al igual que las
emisiones, son en algunos casos poco significativas, excepto en el método CML, que en el
caso del producto agua desalada supera el 5%.
Proceso Fase EI 99 Eco 97 CML IMPACT
DH
Montaje 0,39% 0,81% 2,59% 0,46%
Operación 99,51% 98,90% 95,78% 99,53%
Desmant. 0,09% 0,28% 1,63% 0,007%
Puntuación total 34,623 kPuntos 163,93 MPtos 1,02·10-7 127,3 Ptos
Puntuación/MWht 0,022 0,105 6,55·10-11 0,0817
ELECTRICIDAD Montaje 0,11% 0,22% 0,72% 0,12%
Operación 99,87% 99,71% 98,82% 99,87%
Desmant. 0,02% 0,08% 0,45% 0,002%
Puntuación total 103,44 kPtos 487,57 MPtos 2,95·10-7 380,36 Ptos
Puntuación/MWhe 0,023 0,107 6,49·10-11 0,084
FRIO
Montaje 1,10% 1,93% 5% 1,13%
Operación 98,69% 97,46% 91,59% 98,86%
Desmant. 0,20% 0,61% 3,4% 0,02%
Puntuación total 39,621 kPtos 188,81 MPtos 1,206·10-7 145,46 Ptos
Puntuación/MWhf 0,035 0,169 1,08·10-10 0,131
AGUA
Montaje 1,32% 2,47% 7,43% 1,29%
Operación 98,26% 96,32% 86,05% 98,68%
Desmant. 0,42% 1,20% 5,22% 0,03%
Puntuación total 63,28 kPtos 303,77 MPtos 2,04·10-7 231,72 Ptos
Puntuación/m3 1,17·10-3 5,62·10-3 3,78·10-12 4,29·10-3 Tabla 5.38. Modo SDT: Porcentajes de las puntuaciones totales según producto de la poligeneración.
Si hablamos de puntuaciones totales, vemos que es la electricidad la que obtiene los
máximos valores independientemente del método y del modo de operación, siendo
también mayores las puntuaciones para el modo OPC por su mayor consumo de gas
natural.
Sin embargo, y dada la producción de varios servicios de distinta naturaleza, lo más
interesante es analizar los impactos por unidad de servicio prestado (kWh e, hWh f, kWh c y
m 3 respectivamente para electricidad, frío, calor y agua), para de esta forma analizar si el
destilado obtenido en un esquema de poligeneración es ambientalmente menos impactante
que el resto de configuraciones analizadas para proveer agua desalada, vistas en los
capítulos 4 y 5. Así, los resultados muestran que tanto las emisiones como las puntuaciones
de los métodos se equipan a la misma destiladora MED vertical funcionando sólo con
combustible fósil, y se consiguen mejores valores que la planta MED del caso base del
capítulo 4, en ese caso alimentada con gas natural y con electricidad según el mix europeo.
En las tablas anteriores encontrábamos a los productos de la poligeneración desglosados en
las tres fases consideradas de su ciclo de vida, a continuación mostraremos los resultados
por cada producto, es decir, de todo el conjunto de su ciclo de vida.
Como se puede apreciar en las tablas, la electricidad es el producto de la poligeneración que
causa las mayores cargas en ambos métodos de operación, tanto en términos de emisiones
al aire (tabla 5.39) como de puntuaciones totales (tabla 5.40), estando en ambos casos entre
el 41-44%. En las emisiones al agua, la carga está más repartida entre todos los productos,
destacando que en los nitratos es el agua desalada el que obtiene los mayores porcentajes de
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 223

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
contribución. Por otra parte, la demanda de calor es el producto que menor contribución
tiene a las emisiones y puntuaciones totales de todos los productos de la poligeneración,
quedándose entre el 12-14,4%.
OPC
PRODUCTO CO2 NOx NMVOC SOx DBO5 Nitratos Fosfatos Sulfatos
DH 12,86% 12,84% 12,85% 12,78% 11,91% 8,53% 12,74% 12,41%
Electricidad 43,91% 43,64% 43,82% 43,30% 33,43% 8,84% 39,87% 39,87%
FRÍO 18,66% 18,73% 18,68% 18,97% 19,98% 20,16% 20,42% 19,87%
AGUA 24,57% 24,79% 24,64% 24,94% 36,67% 62,46% 26,96% 27,84%
Total 5,281
kton
SDT
3,512
ton
1,342 ton 2,142
ton
766,68
kg
26,02 kg 13,43 kg 560,28
kg
DH 14,40% 14,34% 14,37% 14,23% 12,56% 8,49% 11,98% 13,51%
Electricidad 43,09% 42,68% 42,96% 42,20% 29,63% 8,10% 32,14% 37,45%
FRÍO 16,37% 16,52% 16,43% 16,91% 19,04% 20,24% 16,51% 18,48%
AGUA 26,14% 26,44% 26,23% 26,66% 38,76% 63,16% 39,37% 30,55%
Total 3,518
kton
2,348
ton
0,895 ton 1,438
ton
585,66
kg
25,59 kg 11,06 kg 393,93
kg
Tabla 5.39. Porcentajes de las emisiones globales para los modos de operación de la poligeneración.
Modo PRODUCTO EI 99 Eco 97 CML IMPACT
OPC DH 12,85% 12,83% 12,71% 12,86%
Electricidad 43,80% 43,59% 42,41% 43,84%
FRÍO 18,69% 18,72% 18,78% 18,69%
AGUA 24,65% 24,86% 26,09% 24,60%
Puntuación total 362,194 kPts 1.709,86 MPtos 1,061·10-6 1.326,98 Ptos
SDT
DH 14,37% 14,33% 14,08% 14,39%
Electricidad 42,93% 42,62% 40,92% 42,99%
FRÍO 16,44% 16,50% 16,71% 16,44%
AGUA 26,26% 26,55% 28,29% 26,19%
Puntuación total 240,969 kPts 1.144,09 MPtos 7,216·10 -7 884,84 Ptos
Tabla 5.40. Porcentajes de las puntuaciones totales para los modos de operación de la poligeneración.
1,6E+05
1,4E+05
1,2E+05
1,0E+05
8,0E+04
6,0E+04
4,0E+04
2,0E+04
0,0E+00
Demanda Agua
Caliente
Electricidad Frío MED
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático
Ecotoxicidad Acidificación/ Eutrofización Uso tierra
Minerales Combustibles fósiles
Figura 5.40. Modo OPC: Puntuaciones según el método EI 99.
224 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

400
350
300
250
200
150
100
50
0
Demanda Agua
Caliente
Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
Electricidad Frío MED
Cancerígenos No-cancerígenos Inorgánicos respirados
Ecotoxicidad acuática Ecotoxicidad terrestre Acid/nitrif terrestre
Ocupación tierra Calentam. global Energía no-renovable
Figura 5.41. Modo SDT: Puntuaciones según el método IMPACT.
Comparando ambos modos de operación en términos de emisiones totales, cuando el
sistema opera en modo SDT, las emisiones al aire son las que más disminuyen, siendo la
reducción en todas las sustancias cercana al 33%; las emisiones al agua consiguen un
decaimiento del 18%, siendo los nitratos son los que menos se reducen (menos del 2%); y
el promedio de todas las emisiones es de algo más del 25%.
Las figuras 5.40 y 5.41 representan para los dos modos de operación las puntuaciones de
cada producto desagregando las categorías de impacto más importantes para cada uno del
los cuatro productos ofertados simultáneamente, y para dos métodos (EI 99 e IMPACT).
Análisis de sensibilidad
El análisis de sensibilidad del los datos según el método Monte-Carlo da como resultado las
siguientes tablas.
Las emisiones al agua obtienen mayores potenciales de incertidumbre que las emisiones
atmosféricas. En algunos casos el error supera incluso el 100%, como sucede con el fosfato
para el producto agua desalada.
Las puntuaciones del método CML obtienen las mayores incertidumbres, siendo las del
Eco 97 las que mejores resultados presentan.
Por lo tanto, estos análisis de sensibilidad nos indican que, excepto las emisiones de CO 2, y
los valores de los métodos Eco 97 e IMPACT, los resultados del resto de métodos y
emisiones tenemos que considerarlos con un margen de certeza muy elevado.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 225

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
OPC CO2 (ton) NOx NMVOC SOx DBO5 Nitratos Fosfatos Sulfatos
(ton) (ton) (ton) (kg) (kg) (kg) (kg)
Valor 0,679·106 DH
451 172,52 273,76 91,37 2,22 1,71 69,55
Media 679,1 449,3 151,9 273,3 91,25 2,2 1,705 69,97
CV 13,62% 25,62% 37,43% 23,22% 24,9% 53,83% 97% 29,8%
Valor 2,32·106 1.532,7 588,46 927,73 256,3 2,30 5,35 223,4
Media 1,738·106 ELECT.
1.525 282,5 920,3 255 2,03 5,31 222,2
CV 27,69% 26,15% 36,7% 23,15% 26,45% 44,9% 87,8% 30,75%
Valor 0,895·106 FRÍO
658 250,91 406,5 153,18 5,24 1,74 111,33
Media 0,987 658,3 252,3 403,6 152,5 5,315 2,79 111
CV 13,73% 26,35% 36,5% 22,2% 26,1% 57,2% 85,85% 28,65%
Valor 1,298·106 870,57 330,78 534,38 265,12 16,25 3,62 156,0
Media 1,301·106 AGUA
876,3 331,0 533 266 16,07 3,7 156,5
SDT
CV 16,60% 25,1% 36,52% 22,42% 38,6% 58,0% 145,9% 27,62%
Valor 0,506·106 336,98 128,7 204,8 73,56 2,17 1,32 53,23
Media 0,506·106 DH
338 128 204,5 73,57 2,16 1,29 53,3
CV 13,20% 24,92% 36,97% 22,97% 25,15% 55,47% 82,8% 29,27%
Valor 1,516·106 1.002,58 384,69 607,14 173,53 2,07 3,55 147,54
Media 1,516·106 ELECT.
998,5 380,8 605 173,25 1,075 3,51 147,25
CV 14,49% 25,3% 37,65% 23,27% 25,92% 48,62% 85,05% 31,62%
Valor 0,576·106 388,06 147,12 243,27 111,54 5,18 1,83 72,81
Media 0,576·106 FRÍO
385,5 147,8 243,5 111,5 5,185 1,82 72,57
CV 14,33% 24,38% 37,07% 21,9% 30,53% 57,45% 91,25% 26,8%
Valor 0,919·106 621,15 234,90 383,55 227,03 16,16 2,77 120,35
Media 0,9179·106 AGUA
621,8 233,8 384 228,25 16,17% 2,84 119,75
CV 15,41% 25,5% 36,6% 22,32% 42,92% 57,97% 93,95% 27,12%
Tabla 5.41. Resultados análisis sensibilidad para las emisiones de los productos de la poligeneración.
OPC EI 99 (kPtos) Eco 97 (MPtos) CML IMPACT (Ptos)
Valor final 46,4 219,37 1,35·10-7 170,62
Media 46,30 219 1,34·10-7 DH
171
CV 22,5% 10,9% 34,34% 15,9%
Valor final 158,22 745,25 4,49·10-7 581,80
Media 158 743 4,4·10-7 ELECT.
581
CV 21,6% 10,6% 33,87% 15,6%
Valor final 67,52 320,07 1,99·10-7 248,05
Media 67,3 320 2·10-7 FRÍO
248
CV 21,9% 10,6% 33,32% 15,2%
Valor final 89,06 425,05 2,769·10-7 326,51
Media 89,10 424 2,7·10-7 AGUA
325
SDT
CV 21,7% 10,5% 34,32% 14,8%
Valor final 34,623 163,93 1,02·10-7 127,3
Media 34,9 163 1,03·10-7 DH
127
CV 21,8% 10,5% 33,66% 14,8%
Valor final 103,44 487,57 2,95·10-7 380,36
Media 104 486 2,90·10-7 ELECT.
382
CV 22,8% 10,7% 33,48% 15,2%
Valor final 39,62 188,81 1,206·10-7 145,46
Media 39,8 189 1,23·10-7 FRÍO
145
CV 22,1% 10,7% 33,63% 15,4%
Valor final 63,28 303,77 2,04·10-7 231,72
Media 62,8 304 2,05·10-7 AGUA
230
CV 21,6% 10,4% 32,61% 15,3%
Tabla 5.42. Resultados análisis sensibilidad para las puntuaciones totales de los productos de la
poligeneración.
226 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

5.5 Conclusiones
Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
En este capítulo, y dada la gran importancia del consumo energético en las tratamientos de
las aguas en el análisis medioambiental global del ACV, se han evaluado y analizado las
cargas ambientales asociadas a las diferentes tecnologías de desalación (la tecnología más
consuntiva de energía de las analizadas y con más flexibilidad de integración) cuando se
acoplan con diferentes sistemas de producción de energía convencionales y renovables.
Los análisis presentados en este apartado indican que las cargas ambientales de los procesos
de desalación convenientemente integrados con los sistemas de producción de energía
pueden ser reducidas considerablemente. Así, en las tecnologías de destilación (MSF y
MED) la reducción de sus correspondientes cargas ambientales es de un 75% cuando se
opera con una planta híbrida basada en un ciclo combinado. La reducción aumenta cuando
las plantas de destilación están completamente integradas dentro de un proceso industrial y
se aprovechan sus calores residuales, en este caso las cargas se reducen un orden de
magnitud y se vuelven similares a la OI, que claramente era tecnología de desalación que
provoca las menores cargas ambientales (ver capítulo 4).
En el caso de la OI, sus cargas ambientales pueden ser también significativamente
reducidas dependiendo del origen de la energía eléctrica utilizada. Así, solo las cargas
ambientales asociadas se pueden reducir más del 35% según la tecnología convencional en
la que se genera la electricidad que consume: cogeneración, motor de combustión interna o
ciclo combinado.
La trayectoria futura de la tecnología de desalación, particularmente para la OI, está en la
dirección de minimizar el consumo de energía. Así, teniendo en cuenta la tendencia de la
reducción del consumo energético de la tecnología de desalación durante los últimos 10
años [MacHarg, 2001a, MacHarg, 2001b] y el límite termodinámico mínimo (menos de 0,8
kWh/m 3 para el proceso), parece un objetivo factible alcanzar en los próximos 10 años la
reducción del consumo de energía en plantas de OI hasta los 2,5-3 kWh/m 3 y es muy
probable que incluso menos. Ello representaría una reducción de más del 40% de las cargas
ambientales asociadas a la OI en los próximos años.
A partir de los resultados obtenidos en los análisis anteriores se puede establecer también
que, desde la perspectiva dada por el ACV, la tecnología de desalación, presenta todavía
mayor potencial de reducción de las cargas ambientales potenciales provocadas,
particularmente cuando se integra con EERR. En ese contexto, las fuentes de energía
renovable pueden ser utilizadas por las plantas desaladoras, ya que les pueden suministrar
energía térmica (energía solar y geotérmica), mecánica (energía eólica) o bien electricidad
directamente (energía solar fotovoltaica y eólica) que necesitan para su funcionamiento.
En el caso de la energía solar, generalmente puede convertirse en energía útil, ya sea en
forma de calor, con colectores y paneles solares, o como electricidad, con células
fotovoltaicas o centrales termosolares. Por otra parte, la energía solar sólo está disponible
como máximo la mitad del día, lo que implica que el proceso opera a su vez como máximo
la mitad del tiempo disponible, a menos que se utilice algún sistema de almacenamiento.
Este dispositivo de almacenamiento, el cual es normalmente caro, puede ser reemplazado
por una caldera de reserva o con electricidad de la red para que el sistema pueda funcionar
durante los períodos de baja insolación y durante la noche. En todos los sistemas de
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 227

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
destilación solar, su productividad óptima tiene que ser calculada en base al coste
combinado de los captadores de energía solar, del sistema de almacenamiento (si se usa) y
de la planta desaladora proyectada [Kalogirou, 2005].
Si hablamos de energía eólica, ésta es también una gran fuente de suministro energético
aleatoria, en este caso respecto a la velocidad del viento y su frecuencia. Cuando la energía
eólica se utiliza para generar electricidad, la variabilidad de la fuente eólica se puede
compensar con baterías, las cuales actúan de modo similar a los tanques de almacenamiento
en los sistemas térmicos solares, así, la batería se carga cuando el viento está disponible y
descarga (en este caso a la planta desaladora) cuando se requiere. En el caso de
acoplamiento directo del aerogenerador a la desaladora, ésta funcionará sólo cuando hay
viento. Para este caso, la desaladora normalmente está sobredimensionada con respecto a la
demanda de agua, y en vez de almacenar la energía, lo que se almacena es el agua producida
cuando hay viento disponible [Kalogirou, 2005].
La selección de la apropiada tecnología de desalación integrada con un sistema de energía
renovable depende de varios factores, entre ellos se incluyen: tamaño de la planta, salinidad
del agua de alimentación, lejanía, disponibilidad de red eléctrica, infraestructura técnica y
sobre todo el potencial local de la fuente renovable. Entre las posibles combinaciones de
desalación y tecnologías de energía renovable, algunos parecen ser más prometedores en
términos de viabilidad económica y tecnológica que otros. Hay que añadir que, algunas
combinaciones son más adecuadas para plantas de gran tamaño, mientras que otras son
mejores para aplicaciones de pequeña escala.
Así, en áreas remotas que carecen no sólo de agua potable, sino, en muchos de los casos,
también de conexiones a la red eléctrica, es donde la desalación con energías renovables es
a menudo la única solución. Es en estas situaciones donde se observa un creciente interés
para el desarrollo de soluciones autónomas a pequeña escala [Mathioulakis et al., 2007].
La integración renovable más habitual con la desalación es la MED acoplada con colectores
planos, y la OI con paneles fotovoltaicos. La fotovoltaica es particularmente buena para
pequeñas aplicaciones en áreas muy soleadas. Para mayores unidades de desalación, la
energía eólica puede ser más atractiva ya que no requiere mucho terreno. A menudo este es
el caso de las islas, donde hay un buen régimen de viento y frecuentemente están muy
limitadas por la disponibilidad de terreno llano. Con los procesos de destilación, los
tamaños grandes son más atractivos debido a la alta pérdida de calor relativa que se
produce en pequeñas unidades. El coste de la energía alternativa (petróleo) es uno de los
elementos más importantes para determinar los costes de agua cuando ésta se produce es
estos esquemas.
Con respecto a los resultados de la evaluación ambiental que presenta esta tesis, la
reducción de impacto queda claramente reflejada en los ACV llevados a cabo en este
capítulo, donde se han comparado por una parte diferentes integraciones de las tres
tecnologías de desalación (MSF, MED y OI) con sistemas de producción de energía
renovable (solar térmica, eólica, fotovoltaica, hidráulica): la integración con energía
hidráulica ha mostrado ser la mejor desde el punto de vista ambiental, seguido de la eólica y
por último la fotovoltaica. Por otra parte, se estudió en particular una destiladora MED en
la PSA de Almería con cuatro alternativas de suministro energético: caldera convencional,
campo solar, bomba de calor y de forma mixta con sol y bomba de calor. El modo sólo-
228 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
solar es el que presenta menos cargas potenciales ambientales que el resto, tal y como era
esperado por otra parte.
En los sistemas anteriores, se asignó toda la carga ambiental del ciclo de vida completo de
cada uno de ellos, a un único producto o salida, en este caso era el agua desalada. El
sistema de producción de energía utilizado en cada integración está dentro de la fase de
operación o funcionamiento del sistema completo, por lo que la propia etapa de montaje o
construcción de ese sistema de producción de energía está incluida en la operación del
sistema global. No es así para la destiladora solar MED, en la cual hemos introducido en el
programa SimaPro los componentes de los sistemas de producción de energía (caso de los
paneles solares para el modo sólo-solar, bomba de absorción de calor para el modo sólofuel…)
Finalmente, el sistema de poligeneración es un ejemplo muy interesante de reparto de
cargas ambientales cuando el sistema obtiene más de un producto. Para nuestro sistema
analizado [Rubio, 2009] tenemos producción de electricidad, calor, frío y agua desalada, que
satisfacen las demandas anuales de un hotel. Los equipos necesarios para este montaje
fueron un MACI, una planta desaladora MED y una bomba de calor de absorción de
simple efecto de BrLi-H 2O. Los resultados del ACV indican que la electricidad es el
producto que tiene asociados los mayores impactos medioambientales, al ser el mayor
demandante de energía en la planta de poligeneración.
En este contexto, Foronda et al., [2003] y Sanz et al., [2004] han propuesto otros diseños
preliminares de sistemas de poligeneración para el sector servicios (aplicado a un hotel) en
el primer caso y para una industria agroalimentaria del sector lácteo en el segundo; en los
cuales la desalación se integra con sistemas de trigeneración produciendo frío, calor,
electricidad y agua desde un único combustible, alcanzándose unos ahorros energéticos
muy importantes e interesantes, pero sin realizar un ACV de sus diseños.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 229

Integración energética de las tecnologías de desalación: descripción y evaluación de impactos
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6 EVALUACIÓN DE IMPACTOS DE LAS
TECNOLOGÍAS DEL AGUA BAJO OTRAS
CONDICIONES DE OPERACIÓN
A modo de recopilación del trabajo de tesis realizado hasta aquí y no presentado hasta el
momento, las siguientes tablas recogen la comparación de la evaluación de impactos del
ciclo de vida, en emisiones y puntuaciones globales por m 3 de agua suministrada, de todas
las tecnologías del agua analizadas según su estado tecnológico actual: destilación (MSF y
MED) sin integración energética alguna y con electricidad según el mix europeo, al igual
que para la OI. Para el resto de tecnologías, como la depuración, reutilización, estación
tratamiento terciario (ETT) completa y proyecto de Trasvase del Ebro, se consideraba el
mix eléctrico español. Para unificar modelos eléctricos, se han incluido también los
procesos de desalación con el mix español. Finalmente, también se incluye el suministro de
agua a través de un esquema multiproducto de poligeneración, o bien a través de una
destiladora alimentada total o parcialmente por energía solar y complementada con
propano.
kg CO2/m 3 agua provista g NOx/m 3 g NMVOC/m 3 g SOx/m 3
MSF (ME; 4 kWh/m 3) 24,47 18,71 6,1 21,58
MSF (MEs; 4 kWh/m 3) 24,63 22,61 6,018 36,2
MED (ME; 2 kWh/m 3) 18,05 14,132 4,76 23,47
MED (MEs; 2 kWh/m 3) 18,88 16,084 4,74 30,78
OI (ME; 4 kWh/m 3) 1,957 3,553 0,324 9,103
OI (MEs; 4 kWh/m 3) 2,121 7,456 0,274 23,731
CAS (MEs; 0,5 kWh/m 3) 0,913 2,207 0,352 5,081
CAS-TF (MEs; 1,2 kWh/m 3) 1,275 3,66 0,529 9,003
MBRe (MEs; 0,8 kWh/m 3) 0,959 2,944 0,574 7,523
MBRs (MEs; 1 kWh/m 3) 0,831 2,523 0,538 6,281
ETT (MEs; 0,483 kWh/m 3) 0,616 2,111 0,103 6,14
Trasvase (MEs; 2,5 kWh/m 3) 1,51 3,77 0,81 7,59
MED-PSA sólo-solar CCP 1,674 5,148 0,402 11,734
MED-PSA sólo-solar CPC 1,277 4,305 0,331 16,703
MED-PSA híbrido CCP 2,903 5,647 0,795 11,176
MED-PSA híbrido CPC 2,522 4,854 0,734 16,454
Poligeneración (OPC) 22,97 19,62 5,65 24,69
Poligeneración (SDT) 17,65 16,42 4,29 7,10
ME: Modelo eléctrico europeo; MEs: modelo español.
Tabla 6.1. Emisiones atmosféricas de todos los sistemas con el estado actual de la tecnología.
Analizando los resultados anteriores, es evidente que la destilación es claramente la
tecnología más desfavorable, presentando una carga ambiental muy superior a los otros
sistemas analizados, dado su alto consumo energético térmico y eléctrico, cuando las demás
tecnologías sólo tienen a lo sumo consumo eléctrico, y además éste puede ser menor
incluso que el consumido por la MSF y MED (excepto en la OI). Aunque la carga
ambiental de la infraestructura o materiales en algunos esquemas sea importante, su carga
global es menor a la producida por la destilación. La tecnología que obtiene las menores
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 235

Evaluación de impactos de las tecnologías del agua bajo otras condiciones de operación
emisiones y puntuaciones totales es la ETT, ya que es un tratamiento terciario completo sin
desalación.
EI 99
(Ptos/m3) Eco 97
(kPtos/m3) CML IMPACT
(10-12/m3) (mPtos/m3) MSF (ME; 4 kWh/m3) 1,65 9,94 6,22 6,383
MSF (MEs; 4 kWh/m3) 1,685 10,92 6,612 6,59
MED (ME; 2 kWh/m3) 1,29 7,93 4,85 4,426
MED (MEs; 2 kWh/m3) 1,31 8,19 5,04 5,04
OI (ME; 4 kWh/m3) 0,0899 2,381 1,108 0,676
OI (MEs; 4 kWh/m3) 0,125 3,359 1,499 0,882
CAS (MEs; 0,5 kWh/m3) 0,07692 1,273 2,094 0,2894
CAS-TF (MEs ; 1,2 kWh/m3) 0,09942 1,863 1,829 0,4443
MBRe (MEs; 0,8 kWh/m3) 0,07629 1,471 1,534 0,3522
MBRs (MEs; 1 kWh/m3) 0,06761 1,278 1,407 0,2985
ETT (MEs; 0,483 kWh/m3) 0,03608 0,930 0,439 0,249
Trasvase (MEs; 2,5 kWh/m3) 0,0708 1,176 1,096
MED-PSA sólo-solar CCP 0,131 2,398 2,272 0,648
MED-PSA sólo-solar CPC 0,117 2,265 2,113 0,576
MED-PSA híbrido CCP 0,241 2,667 54,587 0,980
MED-PSA híbrido CPC 0,230 2,583 28,934 0,917
Poligeneración (OPC) 1,57 9,41 5,5 6,02
Poligeneración (SDT) 1,19 7,84 4,59 4,71
Tabla 6.2. Puntuaciones totales de todos los sistemas con el estado actual de la tecnología, según cada
método.
Las emisiones son uno o dos órdenes de magnitud superiores en la MSF y MED al resto de
los sistemas analizados, excepto en el Agua Desalada obtenida en la MED en el sistema de
poligeneración analizado, que tiene el mismo orden de magnitud. Respecto a sus
puntuaciones globales, son hasta 3 órdenes de magnitud superior a las demás tecnologías
según el método EI 99, un orden más con el IMPACT, casi un orden mayor con el Eco 97,
y algo menos con el CML.
La OI considerando el mix eléctrico europeo, obtiene una carga ambiental del mismo
orden de magnitud que la asociada a las tecnologías de depuración y reutilización, la ETT y
el fallido proyecto de Trasvase del Ebro.
El destilado obtenido en la destiladora vertical MED, alimentada tanto total o parcialmente
por energía solar, es ambientalmente menos impactante que el obtenido con la misma
destiladora integrada en un esquema de poligeneración. A su vez, el destilado de la
poligeneración operando según la demanda térmica SDT, obtiene mejores resultados que la
planta MED alimentada por una caldera de gas natural y con electricidad del mix europeo o
español (caso base del capítulo 4).
El objetivo de este capítulo es, partiendo de los datos anteriores, realizar una serie de
análisis comparativos con el fin de analizar las cargas ambientales de las tecnologías ya
estudiadas en otras condiciones de contorno distintas a las cotidianas. Con ello se pretende
analizar los límites de cada tecnología desde el punto de vista de sus cargas ambientales
globales en situaciones de futuro que no corresponden a las presentes. Se comienza
llevando a las técnicas de destilación al mejor caso posible, cuando la energía térmica es
‘gratis’ ya que proviene de calores residuales, cuyos costes ambientales pueden incluso
cargarse a la instalación que los generó. Una excepción al análisis de diversas condiciones
de contorno a los tratamientos analizados sería el análisis del consumo energético
236 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Evaluación de impactos de las tecnologías del agua bajo otras condiciones de operación
específico propio de la OI: se ha incluido en este capítulo por su importancia en los
resultados, constatando la reducción observada en los últimos 10 años y los límites
termodinámicos todavía lejanos a los consumos actuales.
Los resultados para la destiladora vertical MED-PSA y el esquema de poligeneración para
un hotel costero no han sido incluidos en el análisis paramétrico de este capítulo dado que
son casos muy particulares y poco representativos en el reparto actual de las tecnologías en
el sector del tratamiento de aguas.
6.1 Análisis con aprovechamiento de calores residuales de la MSF y
MED
Como los procesos de desalación térmicos MSF y MED se producen a baja temperatura, si
se considera que la energía térmica procede de otros procesos residuales, los procesos de
desalación no consumirán combustibles fósiles (ver apartado 5.3.1.4.1). En las tablas 6.3 y
6.4 que muestran respectivamente las emisiones al medioambiente y los valores según los
cuatro métodos referentes en la tesis, se observa que en estas condiciones el impacto
ambiental asociado a la desalación térmica se reduce considerablemente, alcanzado unos
valores de cargas ambientales comparables a los de las demás tecnologías, tanto en
emisiones como en puntuaciones globales.
kg CO2/m 3 agua producida g NOx/m 3 g NMVOC/m 3 g SOx/m 3
MSF (CR-ME) 2,25 7,83 0,34 27,26
MED (CR-ME) 1,207 4,402 0,253 23,72
OI (MEs) 2,121 7,456 0,274 23,731
CAS 0,913 2,207 0,352 5,081
CAS-TF 1,275 3,66 0,529 9,003
MBRe 0,959 2,944 0,574 7,523
MBRs 0,831 2,523 0,538 6,281
ETT 0,616 2,111 0,103 6,14
Trasvase 1,51 3,77 0,81 7,59
CR: Calores Residuales; MEs: Modelo eléctrico español.
Tabla 6.3. Emisiones atmosféricas, comparación con desalación térmica con calores residuales.
Por tanto, la integración de estas tecnologías no debe desdeñarse en la industria de proceso
(con posibles calores residuales) cercana a la costa y sita en zonas áridas, ya que sus
excelentes condiciones de calidad permitirían incluso su mezcla con aguas subterráneas de
peor calidad, invalidadas en la actualidad por su elevada salinidad.
EI 99
(mPuntos/m3) Eco 97
(kPuntos/m3) CML
IMPACT
(10-12/m3) (mPtos/m3) MSF (CR, ME) 156,23 3,726 2,294 0,973
MED (CR, ME) 104,76 2,515 1,632 0,605
OI (MEs) 125,16 3,359 1,499 0,882
CAS 76,92 1,273 2,094 0,2894
CAS-T 99,42 1,863 1,829 0,4443
MBRe 76,29 1,471 1,534 0,3522
MBRs 67,61 1,278 1,407 0,2985
ETT 36,08 0,930 0,439 0,249
Trasvase 70,8 1,176 1,096
Tabla 6.4. Puntuaciones totales, comparación con desalación térmica con calores residuales, según cada
método.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 237

Evaluación de impactos de las tecnologías del agua bajo otras condiciones de operación
6.2 Efecto de la composición del mix eléctrico en las tecnologías del
agua
En secciones anteriores se ha demostrado la importancia de la energía en las tecnologías del
agua y la evolución de las cargas ambientales correspondientes para diferentes modos de
integración. En esta subsección se estudia la evolución de las cargas ambientales de las
tecnologías del agua para diferentes modelos de producción de energía eléctrica.
Se han considerado 4 escenarios reales pero claramente diferentes (ver tabla 6.5):
- el primero es la situación de España, en la cual algo más del 50% tiene un origen
puramente térmico;
- el segundo es un modelo de generación eléctrica basado en plantas nucleares, el cual
corresponde al caso de Francia;
- el tercer caso analiza el uso masivo de energías renovables, para simular este escenario
se ha seleccionado el modelo noruego de producción de electricidad, esencialmente
basado en energía hidroeléctrica.
- finalmente, se ha analizado qué sucedería con un modelo de producción de electricidad
basado principalmente en combustibles fósiles, como corresponde a la generación en
Portugal.
Modelo Modelo Modelo Modelo Modelo
Origen
europeo español francés noruego portugués
Térmico (petróleo, gas, carbón, lignito) 47% 51% 9% 0,4% 71%
Renovable (hidroeléctrica, eólica, solar) 17% 18% 14% 99,6% 29%
Nuclear 36% 31% 77% 0% 0%
Tabla 6.5. Modelos de producción de electricidad considerados en el análisis. Pré Consultants (2004b).
Los datos de la tabla, según la base de datos Ecoinvent v1.3, se corresponden con el año
2000. En la actualidad estos modelos han cambiado, como sucede con el mix eléctrico
español de 2008, con un remarcable aumento de la energía renovable que alcanza el 31%
(eólica 11%, hidráulica 7%, resto 13%), con el 49% de origen térmico (ciclo combinado
32%, carbón 16%, fuel/gas 1%), y el 20% restante es nuclear [REE, 2008], pero se ha
preferido no modificarlo para mantener la equidad temporal de los datos.
6.2.1 Análisis en las tecnologías de desalación
Cuando se comparan las 3 tecnologías de desalación (dejando claro que la destilación
consume calor residual o coloquialmente sin consumo térmico) aplicando diferentes
modelos de producción de electricidad, se aprecia (ver tablas 6.6 y 6.7 y figura 6.1) que la
progresiva sustitución de los combustibles fósiles, o bien por energía nuclear (modelo
francés) o por energías renovables (modelo noruego), provoca un importante reducción de
las cargas ambientales, particularmente en este último.
238 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Modelo europeo
Modelo español
Modelo francés
Modelo noruego
Evaluación de impactos de las tecnologías del agua bajo otras condiciones de operación
kg CO2/m3 agua producida g NOx/m3 g NMVOC/m3 g SOx/m3 MSF 2,09 3,92 0,39 12,64
MED 1,125 2,45 0,278 16,41
OI 1,957 3,553 0,324 9,103
MSF 2,25 7,83 0,34 27,26
MED 1,2 4,402 0,253 23,72
OI 2,121 7,458 0,274 23,72
MSF 0,62 1,71 0,19 6,78
MED 0,386 1,342 0,176 13,48
OI 0,478 1,338 0,122 3,248
MSF 0,27 0,75 0,12 5,34
MED 0,212 0,863 0,143 12,76
OI 0,130 0,379 0,055 1,805
Modelo portugués MSF 2,87 8,48 0,62 24,66
MED 1,514 4,73 0,393 22,42
OI 2,734 8,110 0,554 21,120
Tabla 6.6. Emisiones atmosféricas obtenidas por los sistemas de desalación analizados con los diferentes
modelos de producción de electricidad.
Modelo
europeo
Modelo
español
Modelo
francés
Modelo
noruego
EI 99
(Pts/m3) Eco 97
(kPts/m3) CML
IMPACT
(10-12/m3) (mPts/m3) MSF 0,121 1,903 2,749 0,766
MED 0,088 1,436 2,027 0,502
OI 0,0899 1,108 2,381 0,676
MSF 0,156 2,294 3,726 0,973
MED 0,105 1,632 2,51 0,605
OI 0,125 1,500 3,358 0,882
MSF 0,061 1,163 3,385 0,525
MED 0,058 1,067 2,344 0,832
OI 0,03 0,3691 3,017 0,435
MSF 0,046 1,040 0,661 0,149
MED 0,050 1,005 0,983 0,194
OI 0,015 0,2461 0,293 0,059
Modelo MSF 0,192 2,231 2,819 0,957
portugués MED 0,123 1,600 2,061 0,598
OI 0,161 1,437 2,45 0,867
Tabla 6.7. Puntuaciones totales obtenidas por los sistemas de desalación analizados con los diferentes
modelos de producción de electricidad.
En general, las puntuaciones totales de la MSF y MED sin consumo térmico son del
mismo orden de magnitud que la OI. Pero hay algunos casos donde la MED tiene
asociadas las menores cargas ambientales, que es lo que sucede cuando la electricidad tiene
un origen principalmente térmico (europeo, español y portugués) y con los métodos EI 99,
Eco 97 e IMPACT. En el método CML, la OI obtiene siempre las menores cargas
ambientales, excepto en el modelo español, que es la MED la que tiene asociados los
menores impactos.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 239

Evaluación de impactos de las tecnologías del agua bajo otras condiciones de operación
8,E+07
7,E+07
6,E+07
5,E+07
4,E+07
3,E+07
2,E+07
1,E+07
0,E+00
MSF CR
Elec EU
MED CR OI, Elec
Elec EU EU
MSF CR MED CR OI Elec
Elec ES Elec ES ES
MSF CR MED CR OI Elec
Elec FR Elec FR FR
MSF CR MED CR
Elec NO Elec NO
240 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía
OI Elec
NO E
Cancerígenos Inorgánicos respirados Cambio climático Ecotoxicidad
Acidificación/ Eutrofización Uso tierra Minerales Combustibles fósiles
MSF CR MED CR OI Elec
Elec Elec POR
POR POR
Figura 6.1. Puntuaciones totales obtenidas por los sistemas de desalación analizados con los diferentes
modelos de producción de electricidad, según el método EI 99.
6.2.2 Análisis en los sistemas de depuración de aguas residuales
En el apartado 4.4 se probó también la importancia de la energía en las tecnologías de
reutilización de aguas. En esta sección, al igual que se ha hecho para los sistemas de
desalación, se estudia la evolución de las cargas medioambientales para diferentes modelos
de producción de electricidad [Ortíz et al., 2007]. Se han considerado los mismos cuatro
escenarios diferentes, que se corresponden a países europeos muy diferentes [PRé
Consultants, 2004b]:
• Modelo europeo, corresponde a la generación eléctrica media en Europa, que según la
tabla 6.5 tiene 47% de origen térmico térmico, 36% nuclear y un 17% renovable.
• Modelo francés, que es predominantemente nuclear (77%).
• La electricidad en Noruega es principalmente producida por energías renovables
(99,6%).
• El modelo portugués está principalmente basado en la quema de combustibles fósiles
(71%).
Cuando comparamos las cuatro tecnologías de tratamiento de agua analizadas según los
diversos modelos de generación de energía, se muestra (en las tablas 6.8 y 6.9) que la
progresiva sustitución de los combustibles fósiles, ya sea por energía nuclear (modelo
francés) o por energías renovables (modelo noruego), provoca una importante reducción
de la carga medioambiental, principalmente en éste último.

Modelo español
Modelo europeo
Modelo francés
Modelo noruego
Modelo
portugués
Evaluación de impactos de las tecnologías del agua bajo otras condiciones de operación
kg CO2/m3 agua producida g NOx/m3 g NMVOC/m3 g SOx/m3 CAS 0,913 2,207 0,352 5,081
CAS-TF 1,275 3,657 0,572 9,003
MBRe 0,96 2,944 0,574 7,523
MBRs 0,831 2,523 0,538 6,281
CAS 0,891 1,675 0,359 3,087
CAS-TF 1,222 2,374 2,159 4,202
MBRe 0,915 1,875 0,588 3,522
MBRs 0,796 1,668 0,549 3,080
CAS 0,69 1,373 0,331 2,288
CAS-TF 0,736 1,646 1,896 2,279
MBRe 0,51 1,269 0,532 1,919
MBRs 0,472 1,183 0,504 1,798
CAS 0,642 1,242 0,322 2,091
CAS-TF 0,621 1,332 1,81 1,805
MBRe 0,415 1,007 0,514 1,524
MBRs 0,396 0,973 0,490 1,482
CAS 0,997 2,296 0,39 4,726
CAS-TF 1,477 3,871 2,459 8,15
MBRe 1,128 3,123 0,651 6,811
MBRs 0,966 2,666 0,599 5,712
Tabla 6.8. Emisiones al aire según el origen de la electricidad consumida por las tecnologías de depuración.
La tabla anterior muestra que para todos los sistemas y modelos de electricidad, el CO 2 es
siempre la emisión atmosférica más importante, le siguen los SO x, NO x y NMVOC. El
sistema que provoca las mayores emisiones en la gran mayoría de las integraciones es el
tratamiento terciario CAS-TF, excepto en el CO 2 y SO x del modelo noruego y los NMVOC
del modelo español, y que como se ha indicado anteriormente, se corresponde con la
tecnología que consume más energía eléctrica. La tecnología que causa las menores
emisiones en las distintas integraciones es en algunos casos el tratamiento secundario CAS
y en otros el MBR sumergido, al ser los de menor consumo energético.
Según la tabla 6.9, el sistema que causa las mayores cargas en todas las integraciones y
métodos es el tratamiento terciario CAS-TF, excepto en el modelo noruego con el método
IMPACT, que es el secundario convencional (CAS). Con los métodos EI 99 y CML, la
tecnología con menos cargas es siempre el MBR sumergido. Para el método Eco 97 son
también las tecnologías MBR, mientras que para el IMPACT es en algunas integraciones el
MBR sumergido y en otras el secundario.
El tratamiento terciario, con el modelo noruego, produce cargas ambientales similares a los
sistemas CAS. De nuevo, los resultados resaltan que una apropiada integración con los
sistemas productores de energía (ver tabla 6.9 y por ejemplo el modelo noruego) permiten
obtener incluso cargas ambientales similares para los tratamientos terciarios (son posibles
nuevos usos) y secundarios (vertidos sin uso posterior directo en los ríos o al mar).
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 241

Evaluación de impactos de las tecnologías del agua bajo otras condiciones de operación
Modelo español
Modelo europeo
Modelo francés
Modelo noruego
Modelo portugués
EI 99
(mPtos/m3) Eco 97
(kPtos/m3) CML IMPACT
(10-12/m3) (mPtos/m3) CAS 76,92 1,27 2,09 0,2894
CAS-TF 99,42 1,86 1,83 0,4443
MBRe 76,29 1,221 1,53 0,3522
MBRs 67,61 1,28 1,41 0,2986
CAS 72,12 1,14 1,78 0,2613
CAS-TF 87,87 1,54 1,97 0,3767
MBRe 66,67 0,96 1,43 0,2948
MBRs 59,91 1,06 1,32 0,2534
CAS 63,94 1,23 1,68 0,2285
CAS-TF 68,17 1,75 1,72 0,2977
MBRe 50,250 1,222 1,22 0,2290
MBRs 46,78 1,2 1,16 0,2007
CAS 61,91 0,85 1,66 0,1773
CAS-TF 63,30 0,85 1,68 0,1742
MBRe 46,19 0,49 1,19 0,1261
MBRs 43,53 0,61 1,13 0,1185
CAS 81,82 1,15 1,82 0,2875
CAS-TF 111,21 1,56 2,07 0,4396
MBRe 86,120 0,950 1,52 0,3473
MBRs 75,47 1,08 1,39 0,2954
Tabla 6.9. Puntuaciones totales de las tecnologías de tratamiento de aguas según el origen de la electricidad.
6.2.3 Análisis en la estación de tratamiento terciario para reutilización de
aguas residuales
En este subapartado, al igual que se ha hecho para los sistemas anteriores (desalación, y
reutilización y depuración de aguas residuales), se estudia la evolución de las cargas
medioambientales para diferentes modelos de producción de electricidad. Así, se han
considerado los mismos cuatro escenarios [PRé Consultants, 2004b] correspondientes al
modelo europeo, francés, noruego y portugués (ver Tabla 6.5) de generación eléctrica.
Cuando se analizó la ETT de Arrato según los diversos modelos de generación de energía,
se aprecia (tablas 6.10 y 6.11) que la progresiva sustitución de los combustibles fósiles, ya
sea por energía nuclear (modelo francés) y sobre todo por energías renovables (modelo
noruego), provoca una importante reducción de la carga medioambiental asociada.
ME MEu MF MN MP
kg. CO2/m 3 agua producida 0,616 0,573 0,187 0,096 0,776
g. NOx/m 3 2,111 1,092 0,514 0,264 2,281
g. NMVOC/m 3 0,103 0,116 0,064 0,046 0,177
g. SOx/m 3 6,140 2,325 0,797 0,420 5,462
ME: Modelo Español; MEu: Modelo Europeo; MF: Modelo Francés; MN: Modelo Noruego; MP: Modelo
Portugués.
Tabla 6.10. Emisiones al aire según el origen de la electricidad consumida por la ETT.
La tabla anterior muestra que para todos los sistemas y modelos de electricidad, el CO 2 es
siempre la emisión atmosférica más importante, le siguen los SO x, NO x y NMVOC. El mix
eléctrico más favorable en emisiones atmosféricas es el noruego, y el peor corresponde al
portugués.
242 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Evaluación de impactos de las tecnologías del agua bajo otras condiciones de operación
ME MEu MF MN MP
EI 99 (mPtos/m 3) 36,078 26,90 11,24 7,37 45,45
Eco 97 (kPtos/m 3) 0,930 0,675 0,841 0,130 0,693
CML (10 -13/m 3) 4,387 3,365 1,436 1,115 4,222
IMPACT (mPtos/m 3) 0,249 0,195 0,133 0,0346 0,245
Tabla 6.11. Puntuaciones totales de la ETT según el origen de la electricidad.
Al igual que sucede con las emisiones a la atmósfera, el mix eléctrico que obtiene las
menores puntuaciones en todos los métodos de evaluación de impactos es el modelo
noruego; el modelo con las mayores puntuaciones en general es para el mix español,
excepto para el método EI 99, que se ceba en el mix portugués. Los métodos CML e
IMPACT presentan el mismo comportamiento, siendo el orden decreciente de los modelos
según las puntuaciones el español, portugués, europeo, francés y noruego. El método Eco
97 presenta un orden decreciente del modelo español, francés, portugués, europeo y
noruego. En la figura 6.2 se reportan gráficamente las puntuaciones obtenidas con el
método EI 99.
Ptos
4,0E+06
3,5E+06
3,0E+06
2,5E+06
2,0E+06
1,5E+06
1,0E+06
5,0E+05
0,0E+00
ETT ES ETT EU ETT FR ETT NO ETT PO
Cancerigenos Inorgánicos respirados Cambio climático
Ecotoxicidad Acidificación/Eutrofización Uso tierra
Minerales Combustibles fósiles
Figura 6.2. Método EI 99: Puntuaciones totales de la ETT según el origen de la electricidad.
6.2.4 Análisis en el proyecto del Trasvase del Ebro
La energía también tiene una gran importancia incluso en el proyecto de Trasvase del río
Ebro. Por tanto, si se tomaran modelos de producción eléctrica que tienden hacia alto
consumo de combustibles fósiles (caso portugués del 71%), o por el contrario se
potenciaran las energías renovables (caso noruego del 99%), o se hiciera una alta utilización
de la energía nuclear (caso francés del 77%), daría unos resultados muy dispares, tal y como
se recogen en las siguientes tablas 6.12 (emisiones) y 6.13 (puntuaciones con 3 métodos).
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 243

Evaluación de impactos de las tecnologías del agua bajo otras condiciones de operación
kg CO2/m 3 agua producida g NOx/m 3 g NMVOC/m 3 g SOx/m 3
Trasvase, ME 1,22 3,33 0,68 6,7
Trasvase, MF 0,38 1,51 0,33 2,22
Trasvase, MP 1,66 4,53 2,17 12,25
Trasvase, MN 0,17 0,99 0,21 1,19
ME: modelo español, MF: modelo francés; MP: modelo portugués; MN: modelo noruego.
Tabla 6.12. Emisiones atmosféricas del proyecto del trasvase según la fuente de producción eléctrica.
EI 99 (mPuntos/m3) Ecopuntos 97 (kPuntos/m3) CML (10-12/m3) Trasvase, ME 70,8 1,176 1,096
Trasvase, MF 36,12 0,62 0,26
Trasvase, MP 119,2 1,692 1,184
Trasvase, MN 25,6 0,464 0,044
Tabla 6.13. Puntuaciones totales del proyecto del trasvase según la fuente de producción eléctrica.
Las tablas anteriores revelan que la producción de electricidad de origen térmico (mix
español o portugués) produce la mayor carga ambiental y de forma significativa, y en el
caso de que se desee reducir el impacto ambiental, una opción sería disminuir la generación
eléctrica de origen térmico [Raluy et al., 2005b].
6.2.5 Evaluación de impactos comparativa
A continuación, y a modo de síntesis comparativa, se recogen y comparan los resultados
obtenidos entre las distintas tecnologías del agua cuando se toman patrones de producción
eléctrica distintos a los casos de referencia (español o europeo), como es el mix de alto
consumo de combustibles fósiles (caso portugués del 71%), la potenciación de las energías
renovables (caso noruego del 99%) o una elevada utilización de la energía nuclear (caso
francés del 77%).
Los resultados obtenidos (ver tablas 6.14 y 6.15) [Raluy, 2003] indican que con la
sustitución de los combustibles fósiles como fuente de energía primaria por las energías
renovables y nuclear, y manteniendo constante el consumo de la OI en los 4 kWh/m 3 , la
carga ambiental de ésta prácticamente coincide o se asemeja bastante con la asociada al
Trasvase analizado, e incluso para el mix noruego las puntuaciones totales de la OI son
menores que para el Trasvase del Ebro (métodos EI 99 y Eco 97).
En cambio, para los sistemas de depuración y reutilización, esa sustitución no causa una
reducción de cargas tan importante, debido a su menor consumo eléctrico (entre 0,5-1,2
kWh/m 3 ) y al mayor peso de los materiales, por lo que sus cargas para el caso de los
modelos francés y noruego son superiores a la OI y al proyecto del Trasvase. Lo mismo
sucede con la ETT, que es el sistema con menores cargas asociadas y donde la variación del
origen eléctrico, comparado con las demás tecnologías, no provoca una reducción de
cargas tan acusada.
Las tablas 6.14 y 6.15 revelan que la producción de electricidad de origen térmico (mix
español o portugués) produce la mayor carga ambiental, para todos los sistemas, y en el
caso de que se desee reducir el impacto ambiental de cualquiera de ellos se debe disminuir
la producción de energía eléctrica de origen térmico a través de los respectivos Planes
Energéticos Nacionales. Además, la reducción de participación de la producción de energía
eléctrica de origen térmico tiene un efecto más favorable en la OI, especialmente si se
potencian las energías renovables y nuclear, puesto que los materiales (o etapa de montaje)
244 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Evaluación de impactos de las tecnologías del agua bajo otras condiciones de operación
tienen una importancia claramente menor en la OI que en el proyecto del Trasvase y los
tratamientos de depuración, así como la ETT.
Modelo
español
Modelo
francés
Modelo
portugués
Modelo
noruego
kg CO2/m3 agua producida g NOx/m3 g NMVOC/m3 g SOx/m3 OI 2,121 7,458 0,274 23,72
CAS 0,913 2,207 0,352 5,081
CAS-TF 1,275 3,66 0,529 9,003
MBRe 0,959 2,944 0,574 7,523
MBRs 0,831 2,523 0,538 6,281
ETT 0,616 2,111 0,103 6,14
Trasvase 1,51 3,77 0,81 7,59
OI 0,478 1,338 0,122 3,248
CAS 0,69 1,373 0,331 2,288
CAS-TF 0,736 1,646 1,896 2,279
MBRe 0,51 1,269 0,532 1,919
MBRs 0,472 1,183 0,504 1,798
ETT 0,187 0,514 0,064 0,797
Trasvase 0,38 1,51 0,33 2,22
OI 2,734 8,11 0,554 21,12
CAS 0,997 2,296 0,39 4,726
CAS-TF 1,477 3,871 2,459 8,15
MBRe 1,128 3,123 0,651 6,811
MBRs 0,966 2,666 0,599 5,712
ETT 0,776 2,281 0,177 5,462
Trasvase 1,66 4,53 2,17 12,25
OI 0,13 0,379 0,055 1,805
CAS 0,642 1,242 0,322 2,091
CAS-TF 0,621 1,332 1,81 1,805
MBRe 0,415 1,007 0,514 1,524
MBRs 0,396 0,973 0,490 1,482
ETT 0,096 0,264 0,046 0,42
Trasvase 0,17 0,99 0,21 1,19
Tabla 6.14. Emisiones atmosféricas según la fuente de producción eléctrica.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 245

Evaluación de impactos de las tecnologías del agua bajo otras condiciones de operación
Modelo
Español
Modelo
Francés
Modelo
Portugués
Modelo
Noruego
EI 99
(mPtos/m 3)
Ecopuntos 97
(kPtos/m 3)
CML
(10-12/m3) IMPACT
(mPtos/m 3)
OI 125,11 3,358 1,499 0,882
CAS 76,92 1,273 2,094 0,2894
CAS-TF 99,42 1,863 1,829 0,4443
MBRe 76,29 1,471 1,534 0,3522
MBRs 67,61 1,278 1,407 0,2986
ETT 36,08 0,930 0,439 0,249
Trasvase 70,8 1,176 1,096
OI 29,98 3,017 0,369 0,435
CAS 63,94 1,23 1,68 0,2285
CAS-TF 68,17 1,75 1,72 0,2977
MBRe 50,250 1,222 1,22 0,2290
MBRs 46,78 1,2 1,16 0,2007
ETT 11,24 0,841 0,144 0,133
Trasvase 36,12 0,62 0,26
OI 161,01 2,45 1,436 0,867
CAS 81,82 1,15 1,82 0,2875
CAS-TF 111,21 1,56 2,07 0,4396
MBRe 86,120 0,950 1,52 0,3473
MBRs 75,47 1,08 1,39 0,2954
ETT 45,45 0,693 0,422 0,245
Trasvase 119,2 1,692 1,184
OI 15,14 0,293 0,246 0,059
CAS 61,91 0,85 1,66 0,1773
CAS-TF 63,30 0,85 1,68 0,1742
MBRe 46,19 0,49 1,19 0,1261
MBRs 43,53 0,61 1,13 0,1185
ETT 7,37 0,13 0,112 0,0346
Trasvase 25,6 0,464 0,044
Tabla 6.15. Puntuaciones totales según la fuente de producción eléctrica.
6.3 Análisis del consumo energético específico de la desalación por
OI
Las tecnologías de depuración y reutilización tienen muy poco margen para reducir, el ya de
por si pequeño, consumo eléctrico, en cambio las tecnologías de desalación actualmente
van reduciendo su consumo energético frente a las tecnologías hidráulicas ya maduras en
cuanto a su capacidad innovadora. Actualmente, ya hay plantas de OI con consumos
totales alrededor de 2 kWh/m 3 [MacHarg, 2001a; MacHarg, 2001b; Paulsen y Hensel,
2006]. Por todo ello, se realizó un análisis de sensibilidad en la planta de OI según
diferentes consumos eléctricos, considerando en este caso el modelo eléctrico español, para
así comparar con las tecnologías de depuración y reutilización, la ETT y el proyecto del
Trasvase del Ebro. Los resultados obtenidos fueron los mostrados en la tabla 6.16 para
emisiones y la tabla 6.17 para puntuaciones totales.
Los resultados de las dos tablas siguientes indican que las emisiones y cargas ambientales
asociadas a los sistemas de depuración y reutilización, y al proyecto del Trasvase del Ebro
son del mismo orden de magnitud, para cualquiera de los métodos de valoración
empleados, a las de los obtenidos con la desalación por OI con valores de consumo
energético optimistas para ésta última. El sistema ETT sigue siendo la tecnología que
246 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Evaluación de impactos de las tecnologías del agua bajo otras condiciones de operación
obtiene las menores emisiones y puntuaciones totales, siendo un orden de magnitud menor
a la OI en los métodos Eco 97 y CML.
kg CO2/m 3 agua producida g NOx/m 3 g NMVOC/m 3 g SOx/m 3
OI (4 kWh/m 3) 2,121 7,458 0,274 23,72
OI (3,5 kWh/m 3) 1,867 6,559 0,245 20,982
OI (3 kWh/m 3) 1,613 5,664 0,216 18,234
OI (2,5 kWh/m 3) 1,358 4,768 0,187 15,486
OI (2 kWh/m 3) 1,104 3,872 0,157 12,738
CAS 0,913 2,207 0,352 5,081
CAS-TF 1,275 3,66 0,529 9,003
MBRe 0,959 2,944 0,574 7,523
MBRs 0,831 2,523 0,538 6,281
ETT 0,616 2,111 0,103 6,14
Trasvase 1,51 3,77 0,81 7,59
Tabla 6.16. Emisiones atmosféricas, comparación con la OI con diferentes consumos.
EI 99 (mPtos/m 3) Eco 97 (kPtos/m 3) CML (10 -12/m 3) IMPACT (mPtos/m 3)
OI (4 KWh/m 3) 125,11 3,358 1,499 0,882
OI (3,5 kWh/m 3) 111,02 2,962 1,339 0,777
OI (3 kWh/m 3) 96,88 2,566 1,177 0,672
OI (2,5 kWh/m 3) 82,73 2,169 1,016 0,568
OI (2 kWh/m 3) 68,59 1,773 0,855 0,463
CAS 76,92 1,273 2,094 0,2894
CAS-TF 99,42 1,863 1,829 0,4443
MBRe 76,29 1,471 1,534 0,3522
MBRs 67,61 1,278 1,407 0,2985
ETT 36,08 0,930 0,439 0,249
Trasvase 70,8 1,176 1,096
Tabla 6.17. Comparación puntuaciones totales comparación con la OI con diferentes consumos, según cada
método.
Las emisiones de NMVOC asociadas al proyecto del Trasvase son siempre superiores a los
otros sistemas, e independientemente del consumo de la OI; mientras que con las
emisiones de SO x sucede lo contrario, ya que la OI y la depuración y reutilización generan
siempre más. Respecto a las de CO 2 y NO x, el Trasvase y el CAS-TF igualan sus emisiones
para un consumo de la OI entre 2-2,5 kWh/m 3 .
Según el método EI 99, la puntuación total del proyecto del Trasvase prácticamente
coincide con el MBRs y con la OI para un consumo entre 2,5-2 kWh/m 3 , con el CML la
aproximación Trasvase-OI se produce entre los 2,5-3 kWh/m 3 , con el IMPACT se
equipara la OI con el sistema CAS-TF a los 2 kWh/m 3 , y para el Eco 97 la carga ambiental
del Trasvase es siempre inferior a los demás sistemas.
6.4 Análisis de la obra hidráulica (Trasvase) bajo condiciones
climatológicas adversas
Dada la dependencia climatológica de una solución convencional como el Trasvase, se
consideró necesario analizar qué ocurriría en el caso de años hidrológicos secos en los que
el Ebro no tuviera suficiente caudal para poder suministrar todo el volumen anual de
diseño. Este análisis hidrológico se combinó con diferentes consumos eléctricos de la OI y
con los sistemas de depuración y reutilización, considerando para todos ellos la electricidad
según el modelo español de producción. Los resultados se muestran en la siguiente tabla y
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 247

Evaluación de impactos de las tecnologías del agua bajo otras condiciones de operación
figuras, donde se representan las puntuaciones por m 3 obtenidos con cada método frente al
porcentaje de caudal de agua detraído realmente con respecto al máximo proyectado (1.050
hm 3 /año). Se consideró que el volumen mínimo de agua a trasvasar durante todo el
período de explotación considerado (50 años) sería la mitad del máximo estipulado.
Trasvase (% caudal trasvasado)
100% 90% 80% 70% 60% 50%
EI 99 (mPtos/m 3) 70,8 73,78 77 81,71 87,33 96
Eco 97 (kPtos/m 3) 1,176 1,222 1,285 1,366 1,473 1,624
CML (10 -12/m 3) 1,097 1,099 1,107 1,117 1,124 1,141
Desaladoras OI (kWh/m 3)
4 3,5 3 2,5 2
EI 99 (mPtos/m 3) 125,11 111,020 96,88 82,73 68,59
Eco 97 (kPtos/m 3) 3,358 2,962 2,566 2,169 1,773
CML (10 -12/m 3) 1,499 1,339 1,177 1,016 0,8551
Depuración y reutilización
CAS CAS-TF MBRe MBRs
EI 99 (mPtos/m 3) 76,92 99,42 76,29 67,61
Eco 97 (kPtos/m 3) 1,273 1,863 1,471 1,278
CML (10 -12/m 3) 2,094 1,829 1,534 1,407
Tabla 6.18. Comparación Trasvase-OI-Depuración en función del volumen de agua a trasvasar
Dicho análisis carece de sentido para la desalación por ósmosis inversa (y destilación, pero
no son comunes en España) y la depuración y reutilización (operan si hay consumo urbano
previo, uso prioritario en cualquier país), ya que dichas plantas no dependen de la bonanza
del año hidrológico en curso. Los resultados, por otra parte esperables dada la experiencia
con los cálculos previamente realizados, fueron los siguientes:
• El peso de los materiales es independiente del volumen trasvasado por lo tanto, una
reducción de caudales implica un impacto mayor en puntuación global por m 3 .
• Por el contrario, el impacto de la operación depende del volumen trasvasado, ya que
habrá impacto sólo si hay explotación del canal (bombeo).
Ello significa que la reducción de caudal incrementa (aunque no proporcionalmente) las
afecciones medioambientales y dicho incremento será mayor si el método utilizado valora
más el peso de los materiales. Los resultados obtenidos [Raluy, 2003] fueron:
• Con el método EI 99 (figura 6.3). El sistema OI con 2 kWh/m 3 y el MBRs tienen
prácticamente la misma carga ambiental, lo mismo sucede con el MBRe y el CAS. Para
aproximadamente el 100% del caudal trasvasado, la carga ambiental asociada al trasvase
es igual a la OI cuando el consumo energético de ésta es de 2 kWh/m 3 ; para el 70% del
caudal trasvasado, la igualdad de cargas ambientales se obtiene para los 2,5 kWh/m 3 y
para la mitad del caudal trasvasado en los 3 kWh/m 3 . Respecto a los sistemas de
depuración, las cargas ambientales del CAS y MBRe se equiparan al trasvase al 80% del
caudal trasvasado, y con el MBRs para aproximadamente el 100% del caudal.
248 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

mPtos/m3
130
120
110
100
90
80
70
60
Evaluación de impactos de las tecnologías del agua bajo otras condiciones de operación
EI 99
40 50 60 70 80 90 100
% caudal trasvasado
Trasvase 4 kWh/m3 3,5 kWh/m3 3 kWh/m3 2,5 kWh/m3
2 kWh/m3 CAS CAS-TF M BRe MBRs
Figura 6.3. Método EI 99: Comparación en función del volumen de agua a trasvasar.
• Con el método Eco 97 (figura 6.4). El sistema CAS y el MBRs tienen prácticamente la
misma carga ambiental. La carga asociada al Trasvase se iguala a la OI con un consumo
de 2 kWh/m 3 , y a los sistemas MBRe y CAS (o MBRs) para respectivamente el 40%,
60% y 80% del caudal trasvasado.
kPtos/m3
3,5
3
2,5
2
1,5
1
Eco 97
40 50 60 70 80 90 100
% caudal trasvasado
Trasvase 4 kWh/m3 3,5 kWh/m3 3 kWh/m3 2,5 kWh/m3
2 kWh/m3 CAS CAS-TF MBRe MBRs
Figura 6.4. Método Eco 97: Comparación en función del volumen de agua a trasvasar.
• Con el método CML (figura 6.5). Los sistemas depuradores tienen siempre una carga
ambiental superior incluso al Trasvase. La carga asociada al Trasvase se iguala a la OI
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 249

Evaluación de impactos de las tecnologías del agua bajo otras condiciones de operación
2,2
2
1,8
1,6
1,4
1,2
1
0,8
con un consumo de 3 kWh/m 3 para aproximadamente el 40% del caudal trasvasado,
dado el menor peso que le asigna este método a la construcción.
10-12/m3
CML
40 50 60 70 80 90 100
Trasvase 4 kWh/m3 3,5 kWh/m3 2,5 kWh/m3
% caudal trasvasado
3 kWh/m3
2 kWh/m3 CAS CAS-TF MBRe MBRs
6.5 Resumen
Figura 6.5. Método CML: Comparación en función del volumen de agua a trasvasar.
En los apartados anteriores ha quedado de manifiesto que, entre todos los sistemas de
producción de agua analizados y con el estado actual de cada uno de ellos, la destilación
(MSF y MED), es el proceso medioambientalmente más adverso, debido a su elevado
consumo energético. A su vez, tiene un alto potencial de reducción de cargas ambientales,
que hace que se equipare al resto, cuando se integra con otro proceso para aprovechar sus
calores residuales, o bien se considera también la posibilidad de cambiar el reparto actual de
tecnologías basadas en combustibles fósiles, incrementando el peso de las renovables; en
tales casos la reducción de las cargas ambientales asociadas a la destilación podría alcanzar
un 60-65% cuando se aplica un modelo de generación eléctrico basado principalmente en
energías renovables, en lugar de un modelo basado principalmente en combustibles fósiles.
La desalación por OI y el Trasvase del Ebro también presentan un buen potencial de
disminución de efectos negativos al medioambiente, ya que pueden reducir
significativamente sus emisiones atmosféricas y puntuaciones totales cuando se aplica una
base de producción eléctrica basada en EERR, en lugar de un modelo preponderante en
combustibles fósiles. Sin embargo, el potencial de mejora tecnológica para la OI (hay
margen tecnológico de maniobra para reducir mucho la energía consumida) es mucho
mayor que en el caso del Trasvase y los sistemas de depuración y reutilización y la ETT, ya
que el primero es una tecnología madura con muy poco margen para el desarrollo
tecnológico y los segundos tienen ya un consumo energético considerado bajo, además de
usos posteriores limitados.
250 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Evaluación de impactos de las tecnologías del agua bajo otras condiciones de operación
Como comentario final, con los resultados obtenidos en este estudio con casos particulares,
se puede establecer que la desalación (esencialmente por OI), y desde la perspectiva dada
por el ACV, tiene todavía un importante potencial tecnológico de reducción a las
contribuciones de los impactos medioambientales que provoca. Por tanto puede ser
considerada ya una alternativa a la provisión de agua basada grandes obras hidráulicas y su
transporte canalizado posterior, al menos en las zonas costeras y sus aledañas con baja cota.
Cabe recordar que para alcanzar la misma producción de agua que la suministrada por el
Trasvase en un año hidrológico bonancible en la Cuenca del Ebro (1.000 hm 3 ), harían falta
66 plantas desaladoras (de capacidad media 45.500 m 3 /día, y una producción anual media
de 15 hm 3 ) adecuadamente diseminadas en la geografía levantina. Dicha capacidad unitaria
es mucho menor que la mayoría de las 20 plantas de OI previstas en el Plan A.G.U.A., cuyo
inventario total previsto sobrepasará los 800 hm 3 anuales de producción en el año 2010.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 251

Evaluación de impactos de las tecnologías del agua bajo otras condiciones de operación
Referencias
MacHarg J. Exchange tests verify 2.0 kWh/m 3 SWRO energy use. International Desalination &
Water Reuse Quarterly; 11/1:1-3. USA: Energy Recovery Inc. 2001a.
MacHarg J. The evolution of SWRO energy recovery systems. Desalination & Water Reuse
Quarterly; 11/3: 49-53. USA: Energy Recovery Inc. 2001b.
Ortíz M., Raluy R.G., Serra L., Uche J. Life cycle assessment of water treatment technologies:
wastewater and water-reuse in a small town. Desalination 204, pp. 121-131, 2007.
Paulsen K., Hensel F. Design of autarkic water and energy supply driven by renewable energy using
commercially available components. Desalination 203 pp. 445-462, 2007.
PRé Consultants. Database Manual Ecoinvent overview. The Netherlands, 2004b.
Raluy R.G. Análisis de Ciclo de Vida de procesos comerciales de producción de agua. Proyecto fin de
carrera. Universidad de Zaragoza, Departamento de Ingeniería Mecánica, 2003.
Raluy R.G., Serra L, Uche J, Valero A. Life Cycle Assessment of Water Production Technologies.
Part 2: Reverse Osmosis Desalination versus the Ebro River Water Transfer. Int. J LCA, Vol. 10, No.
5, pp. 346-354, 2005b. http://dx.doi.org/10.1065/lca2004.09.179.2.
REE, Red Eléctrica de España. El sistema eléctrico español. Avance del informe 2008. 2008.
252 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

7 CONCLUSIONES
7.1 Síntesis
7.1.1 La incertidumbre de la seguridad en el acceso al agua y energía para
todos
Actualmente, la energía utilizable, el agua potable y la tierra de cultivo son recursos cada
vez más limitados que inquietan la sostenibilidad del desarrollo. Un primer dato
significativo puede tenerse de la investigación de Consejo de la Energía Mundial [World
Energy Council, 2008], que prevé un aumento del consumo energético del 1,7% anual en
los próximos 20 años, incrementando aún más la dependencia de combustibles fósiles
cuyas reservas caen el 2,7% anual. Pero hay casos extremos de países emergentes como
China, donde el ritmo de incremento de demanda alcanzó el 13,21% en 2003 [Zhao et al.,
2009]. Un segundo dato asociado al problema del agua, estima que más de 2.000 millones
de personas están actualmente afectadas por falta de agua en 40 países, 1.100 millones no
tienen acceso al agua potable y 2.400 millones no tienen previsión de salubridad; y el
problema todavía empeorará mas, ya que la población de los países subdesarrollados que
viven con escasez de agua aumentará hasta el 60% en el 2020 [Zhao et al., 2009]. Al mismo
tiempo, la intervención humana en grandes proyectos de ingeniería que tratan de reducir la
escasez de agua y energía, siempre conllevan efectos nocivos en la biodiversidad de los
ecosistemas [UN-WWAP, 2006b], como sucede con la gran presa de las Tres Gargantas en
el Río Yangsé en China. Por último, la tierra de cultivo se está reduciendo debido al
aumento de la salinidad, erosión, desertificación y sobrepastos.
Agua y energía son por tanto dos de los retos más importantes en la agenda internacional
del siglo XXI. La salud económica y social del mundo moderno dependen del suministro
confiable de ambos. Además, y como se constató en el apartado 1.1, estos dos recursos
críticos están intrínseca y recíprocamente unidos: la producción de energía necesita
ingentes cantidades de agua fluyente, mientras que el tratamiento y distribución del agua es
igualmente dependiente de la disponibilidad energética, mientras que la producción de
energía necesita ingentes cantidades de agua fluyente. La capacidad de los países de
proporcionar agua y energía de calidad y asequible a sus generaciones venideras es una
cuestión crucial a resolver, marcada por una planificación no acorde al incremento de los
consumos asociados al nivel de vida actual [Mathioulakis et al., 2007].
El ciclo natural del agua puede dar la impresión errónea de una fuente renovable. En cierto
modo lo es, pero sólo su componente cuantitativa: la disponibilidad real está seriamente
condicionada por la pérdida de la calidad de los recursos de agua dulce, cuyo descenso es
dramático por el aumento de la población y especialmente la contaminación severa de los
recursos existentes, generada en muchos casos por vertidos incontrolados. Hay una crisis
mundial relativa a la disponibilidad de agua de buena calidad, a pesar de la gran cantidad de
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 253

Conclusiones
agua que cubre la superficie terrestre. Esta situación de déficits de agua dulce conlleva a la
utilización de métodos de saneamiento (depuración y reutilización) o a la desalación de
aguas salobres o de mar para cubrirlos, y complementar en cierto modo a las técnicas
convencionales del bombeo y las obras hidráulicas que manipulan el recurso natural a su
antojo hasta llevarlo al uso económico previsto por el hombre.
La energía no acumulada (renovable) tampoco es escasa en el mundo, se encuentra
disponible en abundancia en forma de radiación solar y otras fuentes de energía renovables
derivadas indirectamente del sol. En el futuro, esos déficits de agua dulce de los que se
hablaba anteriormente, podrían ser parcialmente cubiertos por grandes plantas de
cogeneración con desalación multiefecto (MED) alimentadas con un campo solar de
colectores, o bien a través de la generación eléctrica directa en continua con campos
fotovoltaicos acoplados a membranas de ósmosis inversa. Otras fuentes renovables de
calor y electricidad serán también utilizadas para esos mismos propósitos [AQUA-CSP,
2007], especialmente cuando el mercado sea capaz de hacer competitivo su elevado coste
de inversión frente a las fuentes energéticas convencionales.
7.1.2 Las tecnologías de tratamiento del agua
Uno de los mayores beneficios que se atribuyen a la desalación es su garantía de suministro,
proporcionando una muy interesante diversificación de las fuentes de abastecimiento,
especialmente en zonas áridas y semi-áridas, caracterizadas por una gran variabilidad
temporal de los recursos disponibles. Otra faceta positiva de la desalación es que los
recursos que aporta quedan bajo la tutela directa de las entidades locales, sin depender de
circunstancias ajenas, y tienen además una menor dependencia de factores incontrolables
como los desastres naturales o las cíclicas sequías [Mujeriego, 2006].
Existen varios métodos de desalación realmente diferentes en su proceso, pero con
cualquiera de ellos la producción de agua dulce se alcanza a partir de agua de mar o salobre
y energía (y por tanto emisiones de efecto invernadero cuando son combustibles fósiles, lo
más común en estas técnicas), obteniendo además como subproducto salmuera salina
concentrada. Los procesos más extendidos en el mercado internacional son los de
destilación (evaporación y posterior condensación, imitando el ciclo natural del agua en las
nubes), tales como los procesos MSF, MED y CV; y tecnologías de separación con
membranas (como la ED y la OI), la primera de ellas solo apta para aguas salobres. La
osmosis inversa (OI), proceso de separación física combinado con la difusión molecular, ya
copa el mercado de la desalación (56% del total mundial, [GWI, 2008]), debido a su alta
eficiencia energética (su consumo de energía es unas 5-6 veces menor que los procesos de
destilación, cuyo consumo es independiente de la salinidad a reducir, al contrario que en las
técnicas de membranas). La energía mínima requerida para desalar coincide con la presión
osmótica de una solución salina con respecto al agua requerida, el mínimo teórico para
obtener agua dulce está alrededor de los 0,7 kWh/m 3 [Fariñas, 1999; Splieger, 1994] para
agua del Mediterráneo. Dicho mínimo es obviamente inalcanzable (entre otras cosas
porque hay una cadena de bombeos adicionales al proceso de OI en una planta de este
tipo); no obstante los requerimientos energéticos han ido descendiendo continuamente
desde sus inicios en los 90 hasta ahora, donde el consumo energético total de una planta de
OI se sitúa en el rango de los 3 kWh/m 3 .
254 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Conclusiones
Finalmente, es necesario recordar que la desalación sigue siendo una fuente de agua
“inusual”, excepto en regiones donde coinciden altos ingresos económicos y déficit
estructural de agua, a pesar del considerable progreso realizado durante los últimos años.
Ello se debe a su elevado coste, y su conversión como fuente principal de agua dulce en
otras zonas del Planeta presenta además una serie de obstáculos sociales, ambientales, y
tecnológicos que será necesario superar [Mujeriego, 2006].
Los tratamientos de depuración de aguas residuales o EDAR persiguen como objetivo general
reducir la carga de contaminantes del vertido y convertirlo en inocuo para el medio
ambiente. Para cumplir esos fines se usan distintos procesos dependiendo de los
contaminantes que arrastre el agua y de otros factores más generales, como localización de
la planta depuradora, clima, ecosistemas afectados, etc… Hay distintos tipos de
tratamientos de las aguas residuales. Se pueden usar desde sencillos procesos físicos
(sedimentación, flotación, filtración, evaporación, etc.), hasta complicados procesos
químicos (coagulación-floculación, precipitación química, oxidación-reducción, etc.),
biológicos (lodos activos, filtros bacterianos, biodiscos, etc.) o térmicos. El nivel de
tratamiento aplicado dependerá del grado de purificación que se requiera. Así, es tradicional
hablar de pretratamiento (desbaste, desarenado y desengrasado), tratamiento primario
(decantación, flotación con aire), secundario (proceso biológico y decantación secundaria) y
terciario (desinfección, nitrificación, separación por membranas, etc.), aunque muchas
veces la separación no está muy marcada.
En pequeñas comunidades no es necesario recurrir a la instalación de una EDAR
convencional para lograr una depuración suficiente de las aguas. Otros métodos pueden ser
suficientemente eficaces y mucho más rentables y simples; así, entre otros tenemos: fosas
sépticas, lechos bacterianos, zanjas, pozos filtrantes y lagunaje.
Asociado a la EDAR tenemos los sistemas de reutilización de las aguas depuradas (estaciones
regeneradoras, infraestructuras de almacenamiento y distribución hasta el nuevo uso). Son
aquellos en las que las aguas depuradas se aplican a un nuevo uso privativo antes de su
devolución al dominio público hidráulico, al dominio terrestre-marítimo o elementos de
desagüe, tras haber sido sometidas a un tratamiento de regeneración en caso de que la
calidad del uso así lo requiriera [Iglesias et al., 2008]. La regeneración y la reutilización del
agua únicamente resultarán como un incremento real de los recursos hídricos
aprovechables en una zona si esas aguas se pierden actualmente de forma irrecuperable,
mediante su vertido al mar desde una población costera o por evapotranspiración en zonas
del interior, si no es así, sólo generan nuevo uso del agua, y en cualquier caso permiten una
gestión más adecuada y eficiente de los recursos hídricos disponibles [Mujeriego, 2006].
Las tres tecnologías comentadas anteriormente se consideran en cierto modo ‘nuevas fuentes’
de agua. Las fuentes tradicionales se obtienen de las infraestructuras que permiten la
retención y el transporte del agua proveniente del ciclo hidrológico natural: embalses,
canalizaciones y bombeos del agua hasta el consumo final. El elemento básico para la
creación de un embalse es la presa, barrera artificial que se construye en algunos ríos para
retener su caudal. Además de embalsar el agua y ser por tanto el origen de las
infraestructuras de captación (azud de derivación) para usos posteriores más o menos
lejanos al embalse, la presa permite la producción hidroeléctrica, el control de riesgos en
períodos de lluvias intensas y la creación de lugares de esparcimiento. La obra civil asociada
a la canalización del agua retenida en embalses, junto con la impulsión de caudales para
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 255

Conclusiones
vencer elevaciones topográficas y pérdidas de carga en las entubaciones, componen un
esquema ya sobradamente conocido, con impactos ambientales y costes económicos cada
vez más importantes, dadas las crecientes distancias a cubrir. Es por ello que las nuevas
tecnologías son ya en muchos casos alternativas reales al esquema convencional; sin
embargo su reducida vigencia hace que su impacto ambiental no sea especialmente
conocido en ellas. De ello trata esencialmente esta tesis.
7.1.3 Herramienta de evaluación ambiental aplicada: el ACV
El objetivo fundamental de esta tesis ha sido llevar a cabo un ACV que pueda considerarse
como representativo del estado actual de las tecnologías del agua. Aparte de ser tarea difícil
por la variedad de tecnologías disponibles, hay que tener presente que con el paso del
tiempo es de esperar un avance tecnológico (tanto en sentido de mejora del rendimiento
del proceso, reducción del consumo energético, como cambio de sistema de producción
energético), y por tanto que las tecnologías cambien. Por tanto, los números absolutos
presentados en esta tesis se orientan más hacia servir de referencia, así como de establecer
unas pautas metodológicas en el ACV de las tecnologías del agua y llegar a unas
conclusiones generales.
El ACV es una herramienta de gestión ambiental la cual identifica todos los recursos
utilizados y residuos generados en todos los niveles ambientales (aire, agua y suelo) sobre el
ciclo de vida completo de un bien o servicio o actividad específica. Es la única herramienta
estandarizada utilizada actualmente para evaluar productos y servicios. La metodología
consiste básicamente en cuatro pasos: definición de objetivos y alcance, análisis de
inventario, evaluación de impacto e interpretación [Muñoz et al, 2006].
El objetivo y alcance deben establecer claramente los objetivos de aplicación buscados, y
definir el sistema bajo estudio: su función, límites, hipótesis, requerimientos de los datos,
etc. El análisis de inventario consiste en un balance de materia y energía del sistema del
producto, dirigida a la identificación y cuantificación de sustancias que pueden ser
ambientalmente relevantes. La importancia ambiental de esas sustancias es evaluada en la
fase de evaluación de impactos, y finalmente la fase de interpretación consiste en una discusión de
resultados del estudio en vista de los objetivos inicialmente establecidos.
El principal punto fuerte del ACV, según De Smet et al. (1996) es su carácter comprensible,
que ayuda a evitar la transferencia de problemas, donde una solución de un problema
ambiental particular causa un deterioro en otra parte del ciclo de vida u otro estadio
ambiental. Uno de los puntos débiles del ACV deriva a su vez de esa propia naturaleza
holística: debido a la falta de detalle temporal y espacial en los datos de inventario, los
impactos actuales no pueden ser evaluados en este momento, sino sólo ser denominados
‘impactos potenciales’.
Para la realización de la fase de Inventario y Evaluación de impactos de un ACV es habitual
recurrir a un software específico, para esta tesis se manejó el software SimaPro en su última
versión disponible 7.1.8, desarrollado por la consultora holandesa Pré Consultants [2008a].
Dicho software tiene varios años de consolidada experiencia a nivel internacional, y tiene
disponible varias bases de datos: BUWAL 250, ETH-ESU 96, Idemat, Ecoinvent, etc; y
varios métodos para llevar a cabo la fase de Evaluación de impactos: Eco-indicador 99,
CML baseline 2000, IMPACT 2002+, etc. Algunos de los métodos de evaluación
256 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Conclusiones
distinguen hasta cuatro etapas: clasificación, caracterización, normalización y ponderación;
estando presentes las dos primeras en todos los métodos.
En la etapa de clasificación, los recursos utilizados y residuos generados son agrupados en
categorías de impacto basadas en efectos anticipados al medioambiente. Esas categorías de
impacto deben incluir problemas medioambientales, como el agotamiento abiótico,
calentamiento global, acidificación y formación de foto-oxidantes. La contribución
potencial de cada categoría de impacto ambiental es después cuantificada en la fase de
caracterización, la cual tiene en cuenta la magnitud y potencial de las categorías de inventario.
Hay varios métodos disponibles para realizar la caracterización, siendo del modelo típico el
uso de factores equivalentes para las distintas categorías de impacto. Dichos factores de
equivalencia indican cuánto contribuye una sustancia comparado con la sustancia de
referencia dentro una categoría de impacto. Por ejemplo, la sustancia de referencia para el
calentamiento global es el CO 2; y la contribución al calentamiento global de otras sustancias
se expresa así en términos de cantidad equivalente de CO 2 que produciría el mismo efecto
de calentamiento global.
La normalización es un paso opcional y se lleva a cabo para normalizar los datos de la
caracterización en relación con la magnitud actual de los impactos en un área determinada,
haciendo más fácil de entender la magnitud relativa de cada puntuación de impacto
ambiental [Burguess et al, 2001]. La ponderación sería la siguiente etapa, es un análisis
subjetivo de cómo los diferentes problemas ambientales deberían ser ponderados unos con
otros. Esos factores de peso deben ser establecidos en un panel, o a nivel nacional, regional
o global, con la idea general de ser investigadas directamente las preferencias de la sociedad
por la reducción de los impactos ambientales.
7.1.4 Ámbito del análisis realizado
Las tecnologías del agua abarcan varias disciplinas, desde producción, saneamiento,
desinfección, potabilización, regeneración y limpieza hasta el almacenamiento, distribución
y abastecimiento del agua. Para este trabajo de tesis se han considerado representativas las
siguientes: procesos de desalación de agua de mar (producción de agua), sistemas de
depuración y reutilización (saneamiento para nuevo uso), y obra hidráulica
(almacenamiento y distribución).
Para estudiar sus cargas ambientales a través del ACV, se ha optado por introducir datos
reales que se han podido obtener de plantas en explotación, cuyas características pueden
considerarlas representativas de cada tecnología. Con respecto a las tecnologías de
desalación, se analizó una planta de destilación multietapa por efecto flash (MSF) localizada
en Al-Taweelah (Emiratos Árabes Unidos), y una planta de desalación por osmosis inversa
(OI) situada en Antofagasta (Chile), así como una pequeña destiladora por múltiple efecto
vertical (MED) ubicada en la Plataforma Solar de Almería. En cuento a la depuración y
regeneración de aguas, se partió de la planta depuradora de aguas residuales (EDAR) de
Tauste (Zaragoza), y de la estación de Tratamiento Terciario (ETT) de Arrato (Vitoria).
Como obra hidráulica faraónica se estudió el proyecto de Trasvase del Río Ebro al Levante
Español, que por su magnitud permite realizar un análisis medioambiental de planificación
hidrológica alternativo como es en realidad el Plan A.G.U.A. en ejecución actual, centrado
en la construcción de más de 20 grandes desaladoras en el Levante Español.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 257

Conclusiones
El hecho de que se hayan analizado plantas reales en concreto, indica que los resultados
deberían estrictamente sólo ser circunscritos a las plantas en cuestión. Sin embargo, el
análisis de incertidumbre de los resultados y los análisis de sensibilidad estudiando
diferentes escenarios que se han realizado permiten ampliar la validez de los resultados
obtenidos con la herramienta de ACV utilizada. En ese caso, el análisis de los resultados en
valores específicos utilizado en esta tesis (es decir, por m 3 de agua tratada) permite la
extrapolación a plantas de tratamiento de tecnología similar y tamaño diferente. Además, la
similar tipología de los esquemas de las tecnologías, con separación clara en sus distintas
etapas del proceso global, hacen posible la generalización de los resultados obtenidos sobre
tecnologías con la misma funcionalidad que las analizadas en esta tesis doctoral, aunque
lógicamente poniéndose de manifiesto la prudencia con la que deben tratarse dichos
resultados.
7.1.5 Resultados más significativos obtenidos
Los resultados de la evaluación de impactos de cada una de las tecnologías del agua
analizadas en esta tesis (desalación por MSF, MED u OI, depuración CAS, reutilización
por CAS-TF y MBR externo o sumergido y una ETT completa, y un proyecto de trasvase)
indican que la fase de producción u operación de cada planta es la etapa con mayor carga
ambiental en todo el ACV, lo que revela que la energía es un factor clave, tanto por los
recursos que se utilizan como por las emisiones asociadas a su producción. La desalación,
debido a su elevado consumo de energía específico (sobretodo la MSF), es la tecnología
con mayor carga ambiental.
La evaluación de impactos del ACV comparativo entre solo las tecnologías de desalación,
revela que las cargas ambientales y emisiones atmosféricas y al agua asociadas a la OI son
un orden de magnitud menor que las correspondientes a la MSF y MED, porque la OI es
más eficiente y su consumo de energía, en términos de energía primaria, es unas 5-6 veces
menor que las tecnologías de destilación [Uche, 2000]. En todas las tecnologías de
desalación, e independientemente del método de evaluación utilizado, el montaje y el
desmantelamiento o disposición final de la planta (materiales), tienen una contribución en
la evaluación de impactos significativamente menor (sobretodo la fase de
desmantelamiento) que la carga ambiental asociada a la etapa de operación (86,6-98,8%,
según métodos), debido a que la desalación es una gran consumidora de energía (recordar
las cifras globales del apartado 1.1). Los resultados principales de una comparación de los
impactos generados en las distintas técnicas de desalación estudiadas aparecen en las tablas
4.15 y 4.16.
Para los sistemas de depuración y regeneración de aguas residuales, la tecnología de bioreactores
de membrana MBR (externo o sumergido) es mejor desde el punto de vista ambiental que
la de fangos activados (sin o con tratamiento terciario), tanto por su menor consumo de
energía específico, como por la menor cantidad de materiales utilizados en su construcción
o montaje. A su vez, el MBR sumergido obtiene menos cargas que el MBR externo porque
utiliza una membrana con menor diámetro, a pesar de que consuma menos energía por m 3
de agua tratada. La ETT es la tecnología del agua de los sistemas analizados con menor
consumo energético, siendo menor de 0,5 kWh/m 3 de agua producto, por lo que obtiene
los menores impactos, tanto de emisiones asociadas como puntuaciones totales en los
métodos. Un resumen de los resultados numéricos alcanzados puede verse en las tablas
4.23 y 4.24.
258 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Conclusiones
En el proyecto del Trasvase del Ebro cabe destacar la gran cantidad de materiales consumidos
en su infraestructura, y que junto con su consumo medio de energía (2,5 kWh/m 3 ), hacen
que obtenga peores valores que las tecnologías de depuración y reutilización de aguas
residuales. Asimismo, su carga se equipara a la desalación por OI cuando ésta, debido a la
previsible mejora tecnológica, consuma menos de los 4 kWh/m 3 , que como estimación
conservativa, se ha tomado para realizar un análisis comparativo de alternativas con esta
herramienta de evaluación ambiental. El peso de la fase de montaje de este proyecto,
mucho mayor que en las tecnologías anteriores, puede verse en la tabla 4.31.
La variación de ciertas condiciones ambientales (como por ejemplo la disponibilidad de
agua en la cuenca cedente de un Trasvase) o de fuera de los límites del sistema ACV (el mis
de generación eléctrico del que se nutre al sistema) arroja interesantes resultados, partiendo
de una comparación global de todas las tecnologías estudiadas (ver tablas 6.1 y 6.2).
7.1.6 La importancia de la energía en el ACV de las tecnologías del agua
En los ACV de las tecnologías del agua analizados en el sección anterior, se ha plasmado la
importancia central de la energía en el impacto final. Al comparar análisis de procesos
similares y cambiar el escenario energético, puede verse cómo la emisión de contaminantes
depende mucho del origen de la energía utilizada en los procesos. En un país donde las
energías renovables tengan una alta participación en el mix de generación, los impactos
asociados a los productos allí fabricados son sensiblemente menores que los asociados a
ese mismo producto fabricado en un país donde la mayor parte de la energía provenga del
carbón u otros combustibles fósiles.
Por tanto, otro propósito principal de la tesis era poner de manifiesto las ventajas que tiene
la integración energética en las tecnologías de desalación, partiendo desde formas
convencionales de generación eléctrica y térmica hasta los sistemas de producción de
energía renovable. A pesar de que hay muchas y variadas formas de integración, ya que
existen diferentes tecnologías (turbina de gas, ciclo combinado, motor de combustión
interna, etc.) consumiendo diferentes combustibles (gas natural, petróleo, carbón, etc.). Por
ejemplo, desde el punto de vista ambiental, un ciclo combinado con turbina de gas de bajo
índice de NOX y un alto rendimiento y una planta con motores viejos de fuelóleo, de
rendimiento energético bajo y unas emisiones considerables, tendrán impactos muy
dispares. En esta tesis se ha intentado hacer una integración gradual en el sentido de
introducir cada vez posibilidades a priori más eficientes y de menor consumo de
combustibles fósiles, cubriendo un abanico de integraciones bastante amplio.
El uso de energías renovables para la desalación parece hoy en día como una opción razonable
y técnicamente madura hacia los problemas emergentes y de estrés de la energía y el agua.
Sin embargo, y a pesar de la intensiva investigación mundial, la penetración actual de
instalaciones de desalación con sistemas de energía renovables es demasiado baja [García,
2002, 2003]. No obstante, teniendo en cuenta además las previsiones del cambio climático
y las fuertes preocupaciones ambientales, el futuro de la desalación del agua en todo el
mundo pasará por el uso del viento, sol y otras fuentes naturales. Dichos sistemas
ambientalmente más favorables deberían estar potencialmente disponibles a costes más
económicos que los actuales [Kalogirou, 2005]. En España, la Plataforma Solar de Almería
dispone de una planta destiladora vertical MED acoplada directamente a un campo solar de
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 259

Conclusiones
colectores, a la que se le ha realizado el ACV bajo cuatro condiciones de operación distintas
según la fuente energética que suple la MED: convencional (con caldera de gas), sólo-solar, sólofósil
(con bomba de calor) e híbrido (solar y bomba de calor). Los resultados de la evaluación
de impactos muestran que el modo sólo-solar es la mejor integración dado su nulo
consumo de combustibles fósiles, y la que presenta peores cargas ambientales es el modo
convencional, ya que con la bomba de calor disminuye apreciablemente el consumo
energético. También se han analizado dos tipos de colectores solares, captadores
parabólicos compuestos (CPC) y colectores cilindro parabólicos (CCP/TPC), tanto para el
modo sólo-solar como para el modo híbrido; obteniendo que los CCP logran mejores
resultados desde la perspectiva ambiental, lo que indica el mayor consumo y calidad de las
materias primas empleadas en la fabricación de los CPC. Con respecto al análisis del ACV
con otras EERR (ver tablas 5.28 y 5.29 de resumen de todas las integraciones), se ha
estudiado también el acoplamiento de la desalación por OI con energía eólica y
fotovoltaica, destacando el alto coste de la fase de producción de las tecnologías basadas en
el silicio, muy consuntivas en recursos.
La integración de procesos para obtener más de un producto a través de un único consumo
energético primario cada vez tiene más adeptos, dados los ahorros energéticos y
económicos (primados por la legislación en muchos casos) que se alcanzan. Pensando en la
producción combinada de agua y otros servicios energéticos, se ha analizado un sistema de
poligeneración, donde se combina la trigeneración (producción de calor, frío y electricidad),
con la producción de agua desalada, para su posible instalación en un hotel y permitir así la
cobertura descentralizada de todas sus demandas anuales. El proceso consta de un motor
de combustión interna (MACI) que produce electricidad y calor, donde una parte de ese
calor se utiliza directamente como agua caliente sanitaria y calefacción, otra parte va a un
ciclo de absorción para producir frío, y la otra parte va a una desaladora para obtener el
agua desalada. El sistema se ha analizado bajo dos modos de operación característicos:
siguiendo demanda térmica (SDT) o a plena carga en todo momento (OPC). A la hora de
llevar a cabo su ACV, en estos sistemas con múltiples salidas hay que hacer un reparto de
cargas ambientales, ya que no asignamos todas las cargas al agua, tal y como sucede con el
ACV aplicado hasta ahora, y tenemos también electricidad, frío y calor para asignarle las
cargas correspondientes. Los resultados (ver tabla 5.39 y 5.40) indican que el producto
electricidad se lleva el mayor porcentaje de impacto, seguida del agua desalada, frío y agua
caliente sanitaria. El modo SDT obtiene mejores resultados que el modo OPC (que es
mejor modo de operación desde el punto de vista económico), al ajustarse mejor a las
demandas requeridas, reduciéndose así el consumo de energía.
En este trabajo ha quedado patente la estrecha relación existente entre agua y energía, tanto
en lo referente a la energía que comporta poner los recursos hídricos convencionales a
disposición de los usuarios finales, como la requerida para generar nuevos recursos con
técnicas avanzadas como la desalación, depuración y reutilización. Existe por lo tanto una
razón de ser para establecer un programa de planificación conjunto en el ámbito agua y
energía en el ciclo del agua, en el que sus diseñadores tendrían suficientes incentivos para
identificar y aplicar de forma conjunta estrategias destinadas a optimizar los recursos
hídricos y energéticos, usando las infraestructuras del Estado de una forma integrada y con
estrecha coordinación.
260 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

7.2 Contribuciones
Conclusiones
Las contribuciones principales de esta tesis doctoral se muestran a continuación, sin
mencionar explícitamente los capítulos donde aparecen las mismas.
Una primera contribución destacable es la ampliación de los límites del sistema a ‘procesos’ de
envergadura tal como la infraestructura proyectada en el Trasvase del Ebro, con sus dos
canalizaciones de 760 y 180 km respectivamente, que hubieran permitido un trasvase de
860 hm 3 anuales para el ramal Sur (hasta Aguadulce, Almería, destinados a regadío y abasto)
y 190 hm 3 adicionales a través del ramal Norte al entorno metropolitano de Barcelona.
Realizar el análisis de inventario de este macroproyecto no es sólo un ingente trabajo a
partir del proyecto constructivo (son 30 tomos tamaño A3) de casi un año de duración,
sino que implica la toma de asunciones en la recopilación de datos de inventario que
podrían ser muy relevantes de cara al impacto final, dada la importancia de la fase de
montaje en este macroproyecto, tales como el movimiento de tierras y su transporte
asociado en los distintos tramos y sectores del Trasvase.
Otra aportación importante es la aplicación del ACV a distintos tratamientos del agua, y
diversas opciones dentro de cada tratamiento (para la desalación, depuración, reutilización)
a partir de la información real detallada de cada proceso. Ello permite a esta tesis colocarse
desde una perspectiva ambiental global de las distintas alternativas, con la objetividad que
aporta la metodología propuesta, con los distintos métodos de evaluación de impactos y
sus categorías correspondientes.
La inclusión del análisis de incertidumbre de los resultados obtenidos con los distintos
métodos de evaluación y las técnicas analizadas es también otra aportación notable, que
permite en cierta forma de eliminar del ACV esa condición de falta de certeza en los
resultados, derivada del uso de bases de datos no específicas del lugar de análisis. Esta
herramienta (disponible a partir de la versión SimaPro 6.0) es realmente un hito que
permitirá al ACV certificar el grado de calidad como herramienta de gestión
medioambiental que aportan sus categorías y métodos de valoración. No obstante, en esta
tesis se han utilizado además distintas versiones sucesivas de la herramienta SimaPro, que no
se han incluido por la ingente cantidad de información que se pondría sobre el papel e
incluso generaría más confusión que claridad, máxime cuando los resultados obtenidos no
difieren significativamente de una versión a otra.
Con respecto a los métodos de valoración empleados en el análisis, se ha hecho una revisión
crítica de los distintos métodos de valoración, con el objetivo de ceñirse a aquellos cuyas
categorías de impacto pudieran medir mejor los problemas asociados a las tecnologías del
agua. No obstante, y para no eliminar métodos y/o categorías de impacto que a priori no
parecieran importantes pero luego si tuvieran un efecto significativo, se ha trabajado con
varios métodos y se ha dejado a la aplicación eliminar las categorías de impacto poco
significativas con respecto al impacto total (

Conclusiones
cogeneración, o hasta incluso recuperada en un proceso industrial) o bien
mecánica/eléctrica, donde la energía de la red puede considerarse proveniente de diversas
centrales termoeléctricas, o a través de EERR tales como la solar térmica y fotovoltaica, o
un parque eólico. Los resultados muestran claramente la importancia de la integración
gradual de sistemas energéticos más eficientes, así como la toma de posiciones en cuanto a
la idoneidad de unas EERR frente a otras, según sus impactos ambientales generados.
Al hilo del párrafo anterior, un ejemplo totalmente novedoso aportado en esta tesis es el
ACV de un esquema de fuentes energéticas híbrido acoplado a una pequeña desaladora
experimental, la planta de destilación MED vertical de la PSA. En este caso, la alimentación
energética de la desaladora MED puede provenir de una caldera de propano, de un campo
solar de colectores de baja-media temperatura, de una bomba de calor cuyo calor se destina
únicamente a doblar su productividad, o bien una combinación de las opciones previas.
Los resultados muestran la lógica aplastante de que un recurso natural renovable
despenaliza la producción de agua, independientemente del impacto ambiental del(os)
equipo(s) responsable(s) de suministrar dicho calor a la MED vertical.
Otra aportación singular en esta tesis es la aplicación del ACV a un esquema multiproducto
relacionado en el ámbito energía-agua, el hilo argumental de esta disertación. Su desarrollo
sobre un esquema simultáneo de producción de energía de distinta calidad (electricidad,
calor y frío), y agua desalada, incluye un notable esfuerzo previo de análisis para obtener
resultados coherentes en el esquema de poligeneración válido para un hotel turístico de la
costa, máxime cuando la aplicación informática cuenta con una cierta rigidez. Los
resultados más representativos se obtuvieron cuando el reparto de cargas ambientales para
cada uno de los productos obtenidos se realizó por la energía requerida para su producción,
repartiendo a su vez en función del valor energético demandado las pérdidas globales y el
posible calor evacuado en el sistema de disipación de calor, en el caso de exceso de
producción térmica. En el análisis fue muy útil el estudio de distintos modos de operación
del esquema, bajo una consigna eficiente termodinámicamente (siguiendo la demanda
térmica, SDT) y económicamente (siempre el MACI a plena carga y vendiendo la energía
eléctrica excedente, modo OPC).
7.3 Perspectivas
Se proponen a continuación posibles áreas de trabajo e investigación en la línea
desarrollada en la presente tesis:
7.3.1 En cuanto a analizar otras tecnologías
En este punto, sería conveniente ampliar el análisis a las potabilizadoras o estaciones de
tratamiento de agua potable (ETAP), ya que es también otra tecnología del agua, en
muchos puntos similar a la ETT de Arrato analizada en esta tesis. Estas tecnologías son
instalaciones que convierten el agua superficial o subterránea previamente captada en agua
potable. Están implantadas entre las instalaciones de captación de agua (embalses y pozos),
y la red de suministro (depósitos y canalizaciones que la distribuyen hasta los hogares).
Tienen como misión la eliminación de tres tipos de sustancias indeseable en el agua de
ingesta: minerales, materia orgánica (fenoles, hidrocarburos, detergentes, etc…) y
contaminantes biológicos (microorganismos). El tratamiento al que ha de someterse al agua
262 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Conclusiones
para ser destinada a consumo humano será más o menos complejo según los defectos que
deban corregirse, pero en todo caso debe cumplir una exigencia fundamental: ausencia de
microorganismos patógenos y de sustancias tóxicas. Pero también debe cumplir otras
exigencias: ausencia de sabores, olores, colores o turbidez (propiedades organolépticas),
que provocarían el rechazo de los consumidores finales. El tratamiento del agua se realiza a
través de una serie de procesos conectados, dependiente de las características del agua a
tratar. La secuencia de procesos más usual es la siguiente: pretratamiento, pre-oxidación,
coagulación y floculación, decantación, filtración, desinfección, y tratamiento de fangos.
Por otra parte, el mercado de las aguas mineromedicinales embotelladas mueve en nuestro país
cifras económicas similares a las del ciclo integral del agua, a pesar de que su volumen
manejado es casi 1.000 veces menor. Por tanto, el ACV de una planta embotelladora de
agua mineral, incluyendo además del tratamiento su envasado (vidrio o plástico) y el
transporte al destino final (supermercado u hostelería), daría elementos de juicio adicionales
a esta nueva práctica, consecuencia de los hábitos de consumo actualmente presentes.
Dentro de las tecnologías de desalación, hay tecnologías con importantes innovaciones
técnicas que deberían estudiarse en un futuro no lejano, ya que además son muy apropiadas
para su integración con EERR y en zonas remotas, aisladas de las redes eléctricas y de agua
potable: por ejemplo podemos reseñar la electrodiálisis (ED), válida tan sólo para
desalobrar las aguas, pero integrable fácilmente con pequeñas instalaciones fotovoltaicas, o
la destilación por membranas (MD) acopladas a colectores solares planos.
Finalmente, el ACV de una presa con su aprovechamiento hidroeléctrico es también un ejercicio
pendiente muy interesante de analizar, para revisar la penalización ambiental en la
generación hidroeléctrica que podría computarse a la fase de construcción y
desmantelamiento de dicha infraestructura. En todo caso, este análisis si sería específico al
ejemplo analizado, ya que el tipo de presa y emplazamiento pueden ser realmente dispares
de un caso a otro.
7.3.2 En cuanto a la metodología y herramienta
Las bases de datos que actualmente se emplean para la realización de los análisis de inventario
en España están creadas generalmente en otros países, de modo que muchos datos y
estándares utilizados no se corresponden de manera estricta con los existentes en España.
Es por ello deseable el desarrollo de un inventario a nivel nacional del ciclo de vida de
fuentes de energía y de materias primas. Aunque se trata de una tarea muy ambiciosa y
costosa que debe contar con el consenso institucional y empresarial, con los resultados
obtenidos aquí se constata que es realmente necesaria para el conocimiento franco de los
impactos ambientales asociados a cada producto o actividad en nuestro país.
Con respecto al análisis de uso del ACV sobre las tecnologías del agua, y teniendo en mente
que el ACV no se fomentó ni se ha desarrollado posteriormente en este sector industrial,
sería conveniente también introducir categorías de impacto específicas, y sobre el medio hídrico
colindante, de estas tecnologías. Un ejemplo notable son los vertidos hipersalinos de
salmuera al mar o barrancos/acuíferos cercanos, que actualmente es uno de los mayores
impactos ambientales locales conocidos de la desalación por OI y no pueden evaluarse
dentro de ningún método, dada su condición de efecto local (y por otra parte remediable
con sus acciones correctivas adecuadas). En todo caso, es importante al comienzo de cada
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 263

Conclusiones
análisis ACV señalar los efectos que no va a poder evaluar, para de esta forma dejar claras
desde el principio sus fortalezas y limitaciones.
7.3.3 La integración del ACV con una metodología orientada al proceso
El análisis termoeconómico combina el análisis económico y termodinámico aplicando el
concepto de coste (originalmente una propiedad económica) a la exergía (una propiedad
energética) sobre un sistema cualquiera. Varios analistas están de acuerdo con que la exergía
es la propiedad termodinámica más adecuada para ser asociada con el coste, ya que
contiene información de la Segunda Ley de Termodinámica y considera la calidad de la
energía [Sciubba y Wall, 2007]. La herramienta básica del análisis termoeconómico es el
coste, entendido como la cantidad de recursos consumidos (energía primaria en definitiva)
para obtener un producto, bien o servicio. Aquí, el coste de un flujo en una planta
representa la cantidad de recursos que tiene que ser suministrados por el sistema completo
para producir este flujo. El coste es una propiedad emergente generada a través de los
procesos de producción como una consecuencia de las irreversibilidades. Es por tanto una
metodología orientada a los procesos tecnológicos. Y a través de los precios monetarios de la
energía, también se pueden expresar en unidades monetarias.
Por otro lado, la fase de inventario de la metodología del ACV consiste básicamente en una
contabilidad de los recursos naturales requeridos para obtener, mantener y operar tal
producto o servicio durante su ciclo de vida. Su propia gestación indica su clara orientación
hacia el producto, no hacia el proceso productivo intermedio.
En consonancia, las técnicas de análisis termoeconómico al igual que las de ACV están
basadas en la contabilidad de los recursos necesarios para producir un bien o servicio. La
termodinámica se aplica normalmente a plantas industriales y los límites del sistema son los
de la planta. Sin embargo no hay ninguna norma que impida ampliar los límites del análisis
hasta el pozo o la mina donde los recursos naturales fueron extraídos. Así, ambas
metodologías podrían ser combinadas permitiendo llevar a cabo un análisis energético,
económico y medioambiental combinado con una perspectiva global del sistema completo.
Algunos autores ya han propuesto y desarrollado alguna investigación en la evaluación
energética del ciclo de vida [Cornelissen y Hirs, 2002; Hau, 2002] y otros ya han propuesto
la combinación del análisis termoeconómico con el ACV [Tsatsaronis, 2007; Serra et al.,
2007], a pesar de su distinta concepción metodológica.
7.3.4 Sobre la concienciación ambiental global que propone el ACV
Una de las grandes desventajas del ACV es su excesiva complejidad en cuanto a su secuencia
de procedimientos a aplicar, lo que hace su aplicación reducida a expertos
medioambientales, con experiencia en el manejo de aplicaciones informáticas específicas
para la evaluación de impactos ambientales con ACV. Ello redunda en un excesivo
reduccionismo hacia el ámbito científico, cuando es la implicación medioambiental de la
población con una visión de largo plazo lo que realmente persigue el ACV, al ser una
herramienta realmente potente que puede computar las fases previas y posteriores a la vida
útil de una instalación operativa.
Con ello no se quiere sugerir el uso de métodos excesivamente simplificados o de bases de
datos genéricos en vez de datos reales para cualquier ACV realizado, sino el desarrollar
264 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Conclusiones
formas de presentar los resultados de una forma entendible por la población sin unos
conocimientos mínimos en ACV (por ejemplo en forma de indicadores como la huella
hídrica).
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 265

Conclusiones
Referencias
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266 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Conclusiones
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Tsatsaronis G. Exergoeconomics and Exergoenvironmental Evaluation of Energy Systems. Presentado
en la cuarta Conferencia Internacional en Desarrollo Sostenible de sistemas
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Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 267

ANEXO 1. DESCRIPCIÓN DE LOS
PROCESOS DE DESALACIÓN
1.1 Descripción y parámetros de operación de la MSF
La evaporación con efecto flash en una planta destiladora MSF (Multi Stage Flash
Distillation) se produce cuando un líquido es calentado hasta una temperatura y mediante
una cámara flash se provoca una ligera caída de presión pero suficiente para que sea menor
a la de saturación a dicha temperatura, evaporando una pequeña fracción del agua salada.
En una planta convencional, el agua salada es calentada gradualmente por el interior de los
tubos de los condensadores (etapas) de la MSF, a modo de recuperación de calor en
cascada, hasta llegar a un calentador final (brine heater) que usa como fuente de calor la
condensación de un vapor proveniente de la planta de potencia. Posteriormente, al agua
salada entra de nuevo en las etapas de la MSF, donde en su parte baja tenemos la cámara
flash que provoca la evaporación parcial del agua salada. Ese vapor se condensa
precalentando el agua que circula por el interior de los tubos del condensador, que
constituyen la parte alta de cada etapa, y es recogido en un canal. La pureza de este
destilado es casi total (

Anexos
Normalmente existe recirculación de salmuera (brine recycle) en el proceso MSF para reducir
el caudal de agua salada a circular dentro de la MSF y reducir así también el consumo de
aditivos químicos, pero ya existen plantas de un único paso (o sea, sin recirculación de la
salmuera), dado el elevado coste de los reactivos. La figura A.1.1 muestra una planta típica
sin recirculación de salmuera (once-through).
Siguiendo el esquema de la figura A.1.1b de una planta de recirculación, la alimentación de
la planta (SR a temperatura T 4) se calienta por el interior de los tubos de la sección de
Rechazo (Heat Reject Section, HJS) llamada así porque es donde se rechaza una fracción del
calentamiento innecesario para el resto de planta (agua de mar CW vertida a la temperatura
T 6 en la figura A.1.1b). El resto del agua marina (llamada aporte o make-up, F) recalentada
pasa por un desgasificador (que no aparece en la figura A.1.1b por simplicidad) y se mezcla
con una porción de la salmuera de la última etapa (la otra porción -purga o blowdown, BD-
es vertida al mar como una purga de salmuera) para conseguir finalmente el caudal de
recirculado R (a temperatura T 3 en la figura A.1.1b) que se precalienta en las etapas de
recuperación de calor (Heat Recovery Section, HRS). Dicho caudal sale de esta sección (a una
temperatura llamada T 2 en la figura A.1.1b) y se calienta hasta la temperatura de saturación
(máxima temperatura de la salmuera, TBT o T 1 en la figura A.1.1b) en el calentador de
salmuera (denominado Brine Heater o Heat Input Section, HIS), que es realmente un
condensador del vapor proveniente de una planta de generación eléctrica convencional
(aunque podría utilizarse cualquier vapor residual de un proceso industrial). El caudal de
salmuera se evaporará súbitamente de forma sucesiva en las etapas en cascada de la HRS y
luego en la HJS. Cuando la temperatura de alimentación del agua de mar a planta es menor
de un límite (25ºC, que implicaría provocar un vacío excesivo en la última etapa de la HJS)
hay recirculación previa de agua de mar (temper water, TP) para mantener como mínimo
ese límite para la entrada de la HJS y operar en mejores condiciones (tampoco aparece en la
figura A.1.1b por simplicidad). Es necesario recordar que la figura A.1.1 es mucho más
sencilla que la correspondiente al no contar con el flujo de recirculación de salmuera (R). Y
también la utilidad de la HRS y HJS: las dos secciones de recuperación recuperan en torno
al 90% del calor necesario para la evaporación del agua, en torno a los 2.300 kJ/kg para
presiones de operación cercanas a la atmosférica.
La circulación del vapor evaporado súbitamente dentro de una etapa puede verse en la
sección transversal de una etapa genérica cualquiera (tanto de la HRS como de la HJS, son
similares pero con menor número de tubos por paso) mostrada en la figura A.1.1c, con el
haz de tubos del condensador que contiene en su parte superior una extracción de gases no
condensables, y los difuminadores de vapores a ambos lados del haz, que no permiten el
paso de las burbujas que pudieran formarse en el proceso flash. Como puede desprenderse
de esta figura, normalmente los condensadores de las plantas MSF suelen ser de tipo
horizontal, con los tubos de cada sección conectados en zig-zag a modo de un
intercambiador de un número de pasos igual al número de etapas de la sección de
recuperación y/o rechazo.
270 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Figura A.1.1.c. Sección transversal de una etapa de una MSF. Adaptado de: Splieger [1994].
Figura A.1.1.d. Perfil de temperatura MSF un solo paso. Adaptado de: Splieger [1994].
Figura A.1.1.e. Perfil de temperatura MSF con recirculación. Adaptado de: Splieger [1994].
Anexos
Para plantas de recirculación, el caudal de recirculado R suele ser 10 veces el caudal de
destilado, que a su vez es más o menos otras diez veces el caudal de vapor consumido por
la planta desaladora. En una planta de un solo paso, el flujo de alimentación suele ser
también de un orden de magnitud mayor al del destilado producido. Las condiciones de
operación de la planta MSF con recirculación se ven mucho más claramente en la figura
A.1.1e, donde se ven los perfiles de temperatura de los tres flujos de la planta mientras
circulan por las distintas secciones de la misma: agua de mar/salmuera fría, destilado y
salmuera flash.
La operación de una planta MSF está limitada por dos temperaturas: la máxima
temperatura de la salmuera (TBT o T 1 en la figura A.1.1d y figura A.1.1e) y la temperatura
de la última etapa. La TBT depende de la calidad del vapor suministrado externamente, de
la prevención de la formación de depósitos o incrustaciones de naturaleza calcárea
(fenómeno de ‘scaling’) según la concentración de esa agua y el tipo de sales disuelta en ella.
Sin embargo, en la temperatura de la última etapa (T 5 en dichas figuras) influye sólo la
temperatura de entrada del agua del mar y de la presión que el sistema de vacío
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 271

Anexos
(generalmente con eyectores de vapor) puede mantener en esta etapa. Su diferencia se
define como el margen de operación de la planta (coloquialmente conocido como salto
térmico ΔT), y es el responsable de la productividad o cantidad de destilado producida en la
misma.
El parámetro de operación básico de una MSF es su productividad o GOR (Gain Output
Ratio, o toneladas de destilado producidas por cada tonelada de vapor consumido), y es
una medida del consumo térmico necesario en estas plantas, dando una idea de cantidad de
energía recuperada en el proceso de evaporación de las cámaras flash. Por lo tanto, debe ser
lo más alto posible, pero no mide la calidad de dicha energía térmica. En la práctica, un
GOR de 12 suele ser el límite técnico para la MSF. De forma general, la productividad
depende del salto térmico ΔT disponible (la diferencia entre las 2 temperaturas antes
comentadas), a través de la siguiente fórmula [Veza, 2002]:
ΔT
c
GOR ≅ +
ΔF
2·
h
( ΔT
)
Donde c es la capacidad térmica específica del agua (kJ/kg·K), h fg es el calor de evaporación
(kJ/kg) y ΔF es el intervalo de temperaturas de salmuera en el que tiene lugar la
evaporación súbita (K). Teóricamente, el número de etapas no es influyente para un GOR
dado, pero el número de etapas determina el área de intercambio de calor y por lo tanto
para una producción dada se necesita un número de etapas más o menos fijado.
Normalmente, el número de etapas ronda los 20-24, con un salto térmico entre ellas de
unos 3ºC. El ratio de funcionamiento (PR, a veces mal llamado GOR, se diferencian en que
el PR tiene normalizado el calor latente de vaporización del vapor consumido, en 2.326
kJ/kg), un PR de 8-10 es típico en plantas convencionales. Una variable similar a las
anteriores es el consumo específico (NC) o aporte de energía por kg de agua destilada
producida (en kJ/kg). Al igual que el GOR, el PR aumenta con el margen de temperaturas
de operación (ΔT, la diferencia entre la TBT y el agua de alimentación T 4), aunque ambas
temperaturas están limitadas por la formación de depósitos calcáreos y por el ambiente
marino respectivamente. La superficie de intercambio y la suciedad en el interior de los
tubos (algunas instalaciones cuentan con sistemas de limpieza de bolas para contrarrestarlo)
también son factores a tener muy en cuenta en los índices de operación de la MSF.
La capacidad unitaria (m 3 /d) de las MSF es muy elevada. Teniendo en cuenta la limitación
de la TBT de 120ºC por el fenómeno de scaling, el margen de temperaturas de operación
ΔT puede superar los 90ºC. Con el dimensionamiento adecuado de los condensadores y de
la línea de suministro de vapor la planta eléctrica (turbina de vapor, turbina de gas o ciclo
combinado), se pueden llegar a unidades de más de 50.000 m 3 /día. Un ejemplo es la unidad
MSF de Al-Taweelah B mostrada en la siguiente fotografía, que produce 57.600 m 3 /día en
condiciones nominales.
272 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía
fg

Figura A.1.2. Fotografía unidad MSF (6 x 57.600 m 3 /día) en Al-Taweelah B (Emiratos Árabes Unidos,
EAU). Fuente: Power Engineering International [2009].
1.2 Principios de operación del proceso MED
Anexos
En una planta de destilación por múltiple efecto (MED), cada etapa puede compararse a un
destilador simple en el que la energía térmica requerida por el evaporador es aportada por la
condensación del vapor producido en la etapa anterior. De acuerdo con la figura A.1.3, el
agua de mar que se pretende desalar se hace pasar, en una determinada cantidad, por el
condensador de la planta, con el fin de condensar el vapor que se ha producido en el último
efecto. Tras atravesar el condensador, una porción del agua marina de alimentación se
rechaza, utilizándose sólo la fracción restante como agua de alimentación para el proceso.
Este flujo salado de agua marina se hace pasar por una serie de precalentadores (P1 a P14
en la figura A.1.3), con el objeto de aumentar su temperatura hasta aproximarla a la de
saturación existente en la 1ª etapa o efecto. Hay un precalentador por etapa. Tras pasar por
el último precalentador, el agua de alimentación es introducida en la 1ª etapa,
pulverizándose sobre un intercambiador de calor de haz tubular horizontal. Por el interior
de los tubos de este evaporador-condensador circula el vapor que aporta la energía térmica
que requiere el proceso.
Como consecuencia de la pulverización del agua de alimentación sobre el evaporador de la
1ª etapa, se evapora una fracción de la misma. Este vapor pasa a la zona donde se
encuentra el precalentador correspondiente; al entrar en contacto con la superficie externa
del mismo, el vapor condensa parcialmente y pasa a la 2ª etapa. El resto del agua de
alimentación que no se evapora en la 1ª etapa pasa a la 2ª, donde se evaporará otra fracción
de la misma, gracias al calor que le cede la mezcla de condensado y vapor de la 1ª etapa.
Esta evaporación se produce a una temperatura algo inferior a la de la 1ª etapa, ya que la
presión existente en las sucesivas etapas es diferente y decreciente desde el primero hasta el
último efecto (las etapas trabajan en cascada de presiones y temperaturas de trabajo).
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 273

Anexos
Figura A.1.3. Esquema de funcionamiento de una planta MED típica vertical.
El vapor producido en la 2ª etapa se condensa parcialmente sobre la superficie externa del
precalentador correspondiente, pasando la mezcla de vapor y condensado al evaporador de
la 3ª etapa, donde acaba de condensar completamente. De este modo se producen una serie
de evaporaciones y condensaciones sucesivas que conducen a la producción de una
determinada cantidad de destilado, de tal modo que de la cantidad total de agua de
alimentación, M a, se obtiene una cierta cantidad de destilado, M d, y el resto se convierte en
una salmuera de rechazo, M b, con una cierta salinidad adicional con respecto al agua de
mar. En condiciones estables, se cumple que:
M +
a = M d Mb
La productividad de estas plantas depende esencialmente de su número de etapas o efectos,
a través de la siguiente fórmula [Veza, 2002]:
GOR
1
N
M
≅ +
a c·(
Tn
Tm
)
·
M d h fg
donde N es el número de efectos del evaporador, T n la temperatura de evaporación del
agua de mar en el efecto más caliente y T m es la temperatura del agua de mar en la entrada.
Las plantas MED pueden también acoplarse a compresores térmicos o termocompresores
para su alimentación de la energía térmica requerida, son los llamados MED-TVC
(Destilación Multiefecto con compresión térmica de vapor), que son MED convencionales
274 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía
−

Anexos
pero en este caso consumen vapor de media presión proveniente de la planta de
producción eléctrica. En el termocompresor se succiona parte del vapor de muy baja
presión generado en la última etapa, provocando el vacío y dando lugar a un vapor de
presión intermedia a las anteriores, adecuado para alimentar la 1ª etapa (recordamos la
única que consume energía en el proceso).
Figura A.1.4. Esquema típico de una planta MED-TVC. Fuente: IDE [2002].
La productividad de este tipo de plantas es ligeramente superior al de las plantas MSF (su
GOR está en el rango 10-15), pero su capacidad unitaria es bastante más limitada al tratarse
de intercambiadores con cambio de fase en ambos lados de su circuito hidráulico, con sus
consecuencias en cuanto al área de transferencia requeridos.
1.3 Instalaciones de Ósmosis Inversa
1.3.1 Ecuaciones básicas y parámetros característicos
Los parámetros básicos de una planta de ósmosis inversa se introducen para un caso
general. La figura A.5 muestra la configuración básica de los flujos en una membrana de
ósmosis inversa, que consta de tres flujos principales: alimentación de agua bruta
previamente presurizada por la bomba de alta presión (subíndice a), permeado de baja
concentración de sales (subíndice p) y flujo concentrado de rechazo (subíndice r). De aquí
en adelante, la inicial Q significa caudal, la C concentración salina, P es la presión absoluta y
Π es la presión osmótica de una solución salina con respecto a agua ‘dulce’.
Porcentaje de recuperación (Y): es el cociente en tanto por ciento del caudal de permeado
obtenido en función del de alimentación.
Caudal permeado Q
Y =
· 100 =
Caudal aporte Q
· 100
Este porcentaje varía lógicamente en función de la calidad del agua bruta introducida,
siendo de un 35 a un 50% en el caso de aguas marinas y una única etapa, y mucho mayor
en el caso de aguas salobres, hasta el 80% de conversión.
Porcentaje de rechazo de sales (R): cociente porcentual entre la concentración eliminada y
la concentración de aporte en la membrana.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 275
p
a

Anexos
C
R =
a
− C
C
· 100
El porcentaje de rechazo de sales en las membranas puede superar el 99,7 %, con lo cual la
concentración del permeado baja de las 200 ppm de TDS en cualquier caso.
Figura A.1.5. Esquema de flujos de una membrana de ósmosis inversa. Fuente: Fariñas [1999].
Porcentaje de paso de las sales (PS): cociente en tanto por ciento de la concentración
producto (C p) y la concentración inicial (C a):
C p
PS = · 100 = 100 − R
C
a
Como consecuencia de lo explicado anteriormente, el porcentaje de paso de sales en una
membrana de ósmosis inversa es siempre menor del 0,5%.
Factor de concentración (F): es el cociente entre las concentraciones del rechazo (Cr) y de
aportación.
Cr
F =
C
Este factor está relacionado directamente con el porcentaje de recuperación de la
membrana, a través del balance de materia de la misma. Un valor superior a 1,5 es lógico en
membranas de agua de mar, y puede llegar a 4 - 5 en el caso de aguas salobres.
Las concentraciones del producto y del rechazo pueden también calcularse en función de
parámetros definidos anteriormente:
C p = (1-
R) · (Ca
+ C p ) / 2
276 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía
a
Cr = R · Ca
p
a
/ (1-
Y)
Las ecuaciones básicas que rigen el comportamiento del proceso son:
Balance másico (agua):
Q a =
Qp
+ Qr

Anexos
Para una instalación de ósmosis inversa de agua marina con 10.000 m 3 /día de capacidad,
suponiendo una conversión del 45%, tenemos 4.500 m 3 /día de permeado y 5.500 m 3 /día
de rechazo.
Balance másico (sales):
C a · Qa
= C p · Qp
+ Cr
· Qr
Con el ejemplo anterior (una conversión del 45%), si la concentración del permeado
obtenida fuera de 300 ppm, y la concentración del agua marina de entrada de la instalación
de OI es de 35.000 ppm de TDS, el concentrado de la salmuera vertida al mar sería de
63.400 ppm.
1- Ecuación de flujo de solvente (agua):
El caudal por unidad de superficie o flujo de solvente J a se comprueba que es proporcional
al gradiente de presión efectiva aplicada a la membrana, es decir, restando la presión
osmótica que sufre la membrana con dos soluciones de distinta concentración.
J
a
= A·
( ΔP
− ΔΠ)
siendo A es el coeficiente de permeabilidad al solvente característico de cada membrana, y
valor típico cercano a 0,02 m 3 /d m 2 bar, ΔP es la diferencia de presión efectiva entre los
lados de la membrana y ΔΠ la diferencia de presión osmótica entre dichos lados de la
membrana. Es necesaria una diferencia de presión ΔP mucho mayor que la osmótica ΔΠ
(alrededor de 26 bar para la salinidad del Mar Mediterráneo) para poder obtener permeado,
con lo que la diferencia entre ambas puede llegar a ser mayor de 20 bar para aguas de mar.
2- Ecuación de flujo de soluto (sales):
El flujo de soluto o paso de sales J s, a través de la membrana es la suma de dos
contribuciones: la primera es la difusión molecular de naturaleza proporcional al gradiente
de concentraciones a ambos lados de la membrana ΔC, y la segunda se debe al fenómeno
de arrastre del solvente.
J = B · (C - Cp) +
s
m
M · J
En este caso, B es el coeficiente de permeabilidad de la membrana al soluto, cuyo valor
típico puede estar en torno a 0.003 m 3 /d m 2 , M es un coeficiente de acoplamiento de valor
0,005 para todas las membranas, y C m es la concentración del soluto en la superficie de la
membrana, que puede calcularse dividiendo las ecuaciones anteriores:
1.3.2 Pretratamientos
J
B·
ΔC
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 277
a
· C
s
C p = =
+ M ·
J a A·(
ΔP
− ΔΠ)
El pretratamiento en una instalación de OI es esencial para eliminar la existencia de
actividad biológica y materias coloidales orgánicas e inorgánicas en el agua, ya que éstas
m
C
m

Anexos
reducirían enormemente la vida útil de las membranas. En general, en el pretratamiento hay
esta línea de proceso:
• Filtración con arena y micro tamices, para reducir la turbidez y eliminar las
partículas en suspensión que pudieran existir en el agua.
• Acidificación para evitar la precipitación del carbonato cálcico sobre las
membranas y reducir el pH (que hará más efectiva la cloración).
• Cloración para reducir la carga orgánica y bacteriológica del agua bruta.
• Inhibición con polifosfatos de la formación de incrustaciones de sulfatos de
calcio y bario.
• Decloración final para eliminar el cloro residual (reactivo a las membranas).
1.3.3 Membranas de ósmosis inversa
Las membranas de ósmosis inversa pueden clasificarse en función de diversos parámetros:
estructura, naturaleza, forma, composición química... Todas tienen una capa activa, densa y
delgada que actúa de barrera al paso de soluto y es inocua al paso de solvente. El resto de la
membrana sólo sirve de soporte a la capa activa y al mismo tiempo ofrecen mínima
resistencia al paso del solvente.
Existen dos tipos de membranas para desalación: de arrollamiento en espiral y de fibra
hueca. Las membranas de arrollamiento en espiral están inmersas en módulos de 4 a 8
pulgadas de diámetro, con la capa activa en la superficie interior. El permeado fluye
radialmente hacia el exterior y el rechazo sale por el otro extremo del tubo. Las membranas
de fibra hueca o capilares, por su diámetro exterior de 80 a 250 micras, tienen su capa
activa en el exterior y así el flujo de soluto pasa hacia el interior de los capilares donde se
recoge.
1.3.4 Módulos
Las membranas se montan dentro de tubos horizontales de diámetros normalizados
llamados módulos, para mejorar su rendimiento y la limpieza, minimizar la polarización,
hacerlos más compactos y facilitar su sustitución.
Los módulos de arrollamiento en espiral se componen por un conjunto de membranas
planas rectangulares (dobladas con la capa activa hacia el exterior) arrolladas en espiral, en
torno a un tubo central perforado que recoge el producto; tienen de 30 a 120 cm de largo y
de 65 a 200 mm de diámetro; pueden montarse varias agrupaciones de este tipo (6 ó 7), en
serie y en un mismo recipiente a presión (tubo de presión), que pueden conectarse
posteriormente en serie o paralelo. Los de fibra hueca contienen un gran número de
membranas de este tipo, colocadas paralelamente a un tubo central con su punta pegada a
una resina epoxi y mantenidos en una vasija a presión. El agua salada circula por el interior
de las mismas hacia el final de la fibra donde se recoge el permeado de las miles de fibras.
278 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Anexos
Figura A.1.6. Estructura de un módulo de arrollamiento en espiral de ósmosis inversa. Adaptado de: Plantas
Purificadoras [2007].
Figura A.1.7. Módulo de fibra hueca en instalaciones de ósmosis inversa. Fuente: Artal [2000].
1.3.5 Agrupación de módulos
Los módulos suelen agruparse en paralelo, y en cada módulo en espiral se agrupan en serie
6 o 7 membranas, obteniendo una conversión final del 45% aproximadamente. El rechazo
de la primera membrana es el aporte de la segunda y sucesivamente, obteniéndose
aproximadamente un 10, 9, 8, 7, 6, 5 % de recuperación en cada membrana, hasta sumar el
45%. Una etapa es el conjunto de los tubos contenedores que trabajan en paralelo, para los
módulos de fibra hueca, cada módulo coincide con un tubo de presión. No es usual pero se
puede conectar en serie una segunda etapa, la segunda contaría con el aporte del rechazo de
la primera para obtener un 40-50% adicional de permeado. Un sistema es el conjunto de
etapas agrupadas con una única bomba de presurización. Si se busca una calidad ultrapura
del agua, es necesario conectar en serie el permeado de dos módulos, en este caso se
denomina el esquema se denomina de doble paso.
La siguiente fotografía muestra el interior de una pequeña planta de OI sita en las islas
Canarias.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 279

Anexos
Figura A.1.8. Fotografía Planta OI (1 x 640 m 3 /día) de Fuerteventura (Canarias). Fuente: IDE [2004].
280 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

ANEXO 2. DESCRIPCIÓN SISTEMAS
DEPURACIÓN Y REUTILIZACIÓN DE
AGUAS RESIDUALES
2.1 Biorreactores de membrana
Los bioreactores de membrana están compuestos por dos partes principales que son:
a) la unidad biológica responsable de la degradación de los compuestos presentes en el
agua residual y
b) el módulo de la membrana encargado de llevar a cabo la separación física del licor de
mezcla.
Distinguimos dos tipos principales de bioreactores de membrana en base a su
configuración:
1- Bioreactores con membrana integrada o sumergida
La unidad de membrana que realiza la separación física está inmersa en el tanque biológico.
La fuerza impulsora del flujo de la membrana se alcanza presurizando el bioreactor o
creando presión negativa en el lado del permeado de la membrana. La limpieza de la
membrana se realiza a través de frecuentes lavados con agua permeada y aire y
ocasionalmente mediante soluciones químicas. Generalmente se coloca un difusor de aire
justo debajo del módulo de la membrana para suministrar el aire necesario para
homogeneizar el contenido del tanque, para el proceso biológico y para la propia limpieza
de la membrana. A continuación se presenta un esquema sinóptico de este tipo de
configuración.
Figura A.2.1. Esquema con membranas sumergidas.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 281

Anexos
2- Membranas externas o con recirculación al bioreactor
Esta configuración de MBR implica que el licor de mezcla es recirculado desde el
bioreactor hasta la unidad de membrana que se dispone externamente a la unidad biológica.
La fuerza impulsora es la presión creada por la alta velocidad del flujo a través de la
superficie de la membrana [Cicek et al., 1998b; Urbain et al., 1998]. La figura A.2.2 muestra
un esquema de simplificado de este tipo de configuración.
Figura A.2.2. Esquema con membranas externas.
La aparición de membranas poliméricas de UF, menos costosas y más resistentes junto con
los requerimientos de presión menores y la obtención de un flujo permeado mayor, ha
potenciado el uso a nivel mundial de los MBR sumergidos.
2.1.1 Ventajas e inconvenientes de los MBR
Para hablar de las ventajas asociadas a esta tecnología es necesario compararla con el
proceso convencional de fangos activados. A continuación se presentan unas figuras en las
que se esquematiza la evolución que se ha producido en el tratamiento de las aguas
residuales desde lo más antiguo a lo más reciente:
Figura A.2.3. Proceso convencional de fangos activados.
282 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Figura A.2.4. Proceso convencional de fangos activados con tratamiento terciario con membrana.
Figura A.2.5. Biorreactor de membrana.
Anexos
Las principales ventajas asociadas a la tecnología MBR y que la convierten en una
alternativa válida frente a las otras tecnologías son:
• Eficaz retención de los sólidos suspendidos y de los compuestos más solubles dentro
del birreactor, lo que proporciona un efluente de excelente calidad capaz de cumplir los
requisitos de vertido más rigurosos y es potencialmente reutilizable [Chiemchaisri et al.,
1992].
• Cuando se utiliza UF, se logra la retención de las bacterias y virus obteniéndose un
efluente estéril, lo que elimina la necesidad de llevar a cabo costosos procesos de
desinfección, eliminando también la peligrosidad que llevaban asociada los
subproductos de la desinfección [Cicek et al., 1998a].
• La ausencia del clarificador, que también actúa como un selector natural de la
población bacteriana, permite que se desarrollen bacterias de crecimiento lento
(bacterias nitrificantes, bacterias que degradan compuestos complejos, etc.) y que
persistan en el bioreactor incluso a tiempos de retención de sólidos cortos [Cicek et al.,
2001].
• La membrana retiene no sólo toda la biomasa sino que también previene el escape de
enzimas exocelulares y de oxidantes solubles que crean un licor de mezcla más activo,
capaz de degradar una gama más amplia de compuestos [Cicek et al., 1999].
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 283

Anexos
• Compactación: con la tecnología MBR se puede operar bajo unas concentraciones de
15-30 g MLSS/L. Trabajando a la máxima concentración de MLSS, la superficie de la
planta se puede reducir en un 50% o más.
• Dado que los biorreactores de los MBR pueden operar con 15-30 g MLSS/L, las
edades del fango son más altas que los sistemas convencionales. La mayor parte de las
plantas MBR operan con edades de fango de 40 días o mayores. Estas edades de fango
elevadas pueden reducir en hasta un 40% la producción de fango con la consiguiente
reducción de costes de operación.
Por otro lado, como limitaciones de la tecnología tenemos:
• Económicas principalmente, ya que requieren una inversión inicial importante debido
al elevado coste actual de las unidades de membrana.
• Aunque los sistemas conllevan un gasto energético importante para lograr las presiones
requeridas en el sistema, los estudios comparativos realizados hasta ahora confirman
que los consumos energéticos de los MBR con membranas sumergidas son similares a
los de las plantas convencionales.
• Limitación de su uso por la polarización y otros problemas propios del ensuciamiento
en membranas.
• El tratamiento de los lodos generados es una posible desventaja, ya que pueden
presentar problemas de sedimentabilidad dado que la mayoría de los sólidos en
suspensión son retenidos en el bioreactor.
• Otra limitación es la posible acumulación en el bioreactor de compuestos inorgánicos
no filtrables como metales pesados, que a determinadas concentraciones pueden ser
dañinos para la población bacteriana o afectar a la integridad de la membrana [Cicek et
al., 1999].
Aproximadamente el 55% de estos sistemas comerciales tienen la membrana sumergida
dentro del birreactor, mientras que el otro 45% restante presenta una configuración de
membrana externa al bioreactor.
2.1.2 Criterios para el control del proceso
El proceso MBR completo consiste en varias etapas: pretratamiento, degradación biológica
y filtración de membrana. Cada etapa del proceso está ligada con las otras, pero a pesar de
todo son lo suficientemente independientes como para que se pueda optimizar cada una de
ellas individualmente.
1.- Pretratamiento
El efluente primario debe tener un tratamiento previo para adecuar sus características a los
requerimientos mínimos de la unidad MBR. El pretratamiento consta de las siguientes
etapas:
284 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

• Rejas de desbaste bruto: unidad estándar para la eliminación de los gruesos.
Anexos
• Tamiz de afino (D poro = 0.5 mm): Debe evitarse que se produzca un flujo laminar ya que
conduciría a que las fibras capilares no fuesen retenidas, pasando al resto de la unidad y
pudiendo llegar a colapsarla. Se debe forzar al agua de alimentación a circular en
régimen turbulento lo que evitaría esto último. Debe ser autolimpiante.
• Desarenador: deberá instalarse una unidad estándar que posibilite la eliminación en
torno al 95% de las partículas de diámetro superior a 0.2 mm.
• Desengrasador: unidad estándar que permita eliminar las grasas por debajo de 50 ppm.
2.- Reactor aerobio
El control del proceso en el reactor puede hacerse a través de una serie de parámetros:
Carga másica (C m): Se define como la cantidad de sustrato añadido al sistema por unidad de
masa de microorganismos del reactor. Es decir,
donde,
C
DBO ∗Q
MLVSS + V
m = 5
reactor
DBO 5 (mg/l): demanda biológica de óxigeno en la entrada de la balsa
Q (m 3 /d): caudal de entrada a la balsa de aireación
MLVSS (mg/l): sólidos volátiles en el interior de la balsa
V reactor (m 3 ): Volumen de la balsa de aireación
En un proceso convencional de fangos activados nos encontramos con una concentración
de sólidos en el reactor de alrededor de 3.000 mg/L. Una de las peculiaridades de un
bioreactor de membrana es que permite operar con concentraciones de sólidos en el
reactor de 11.000-15.000 mg/l.
El valor de la carga másica en este tipo de sistemas se estima que no se alejará mucho de los
valores con los que se opera en un proceso convencional de fangos activados ya que, como
se ha visto, la producción de fangos es muy pequeña. Por lo tanto, podemos suponer que el
sistema trabaja a C m = 0.2 kg DBO 5/d por kg de MLSS en el bioreactor.
Si suponemos un caudal de entrada al bioreactor de 3.000 m 3 /día, y teniendo en cuenta un
valor de DBO 5 de 225 mg/l, calcularemos el volumen del reactor, resultando 225 m 3 . Para
el diseño del reactor aerobio uno de los parámetros más importantes es el tiempo teórico
de permanencia del agua en el volumen del reactor, o lo que es lo mismo, el tiempo de
retención hidráulico (TRH). En nuestro caso particular sería:
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 285

Anexos
V 225
TRH = reactor = =
Q 3000
0,
075
horas)
El tiempo de retención celular, tiempo de retención de sólidos o edad del fango (EF) queda
definido como el tiempo medio de retención de la biomasa en el reactor.
MLSS ∗V
EF =
1000 ∗ P
La mayoría de las plantas MBR operan a edades de fango elevadas. Suponemos que nuestra
planta opera a una edad de fango de 24 días. La producción de fangos P f en un sistema que
opera a las condiciones descritas sería,
P f
3.- Purga y decantabilidad de fangos
286 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía
reactor
( kg / d)
= 140,
6
Los valores de C m y EF a los que se opera en un reactor MBR se encuentran dentro del
rango que produciría problemas en un proceso convencional de fangos activados, ya que el
fango producido presenta una mala decantabilidad. En el sistema MBR, esto no es tan
problemático ya que la unidad de membrana proporciona una efectiva separación de los
biosólidos con lo que la calidad del efluente no es tan dependiente de la decantabilidad de
los flóculos. Por el contrario, el hecho de que los fangos presenten problemas de
decantabilidad sí puede ocasionar dificultades a la hora de tratar los fangos que se producen
en el sistema.
Uno de los principales problemas que se presentan durante la operación es el exceso de
“babas” que presentan los fangos que se producen en el sistema (fango extremadamente
viscoso). La viscosidad de los fangos se vuelve significativa cuando la concentración de la
biomasa es superior a 25 g/L.
La purga de fangos de los MBR se realiza directamente del reactor aerobio. De allí el fango
se envía a un espesador, para posteriormente llevarlo a centrifugación u otro tratamiento de
deshidratación.
4.- Necesidades de oxígeno
En el reactor biológico es preciso que se produzca la mezcla del líquido en el reactor y la
incorporación del oxígeno necesario para el proceso biológico.
f
días
( 1,
8
La demanda total de oxígeno en un agua residual puede venir dada por:
Siendo:
( D . O.)
= ( D.
O.)
+ ( D.
O.)
+ ( D.
O.)
+ ( D.
O.)
(D.O.) T : demanda total de oxígeno
T
F
S
DS
N

(D.O.) E : demanda de oxígeno para respiración endógena o desasimilación
(D.O.) S : demanda de oxígeno para respiración del sustrato
(D.O.) N : la demanda de oxígeno para nitrificación. (NH 4 NO 3)
(D.O.) DS : la demanda de oxígeno para desnitrificación. (NO 3 N 2)
Anexos
Ya se comentó que la tecnología MBR permite operar a altos niveles de MLSS en el
biorreactor. Sin embargo, existe un valor límite a partir del cual la transferencia de oxígeno
se ve dificultada. Según Muller et al. (1995), ese límite se sitúa en torno a los 50 g/l de
MLSS.
5.- Tasa de recirculación
Se define como el caudal de recirculación entre el caudal de entrada. Dado que la purga de
fangos se realiza en el reactor biológico, la tasa de recirculación adecuada es aquella que
garantiza una concentración de MLSS en el reactor de en torno a 11.000 - 20.000 mg/l.
6.- Microbiología esperada
Un estudio realizado por Cicek et al. (1999) constató el carácter complejo de la población
microbiológica presente, que tendría las siguientes características medias:
• Flóculos pequeños (mientras que en
un proceso convencional de fangos activados nos
encontramos con flóculos de tamaños en torno a los 20 µm en un proceso MBR el
tamaño medio de los flóculos está en torno a 3,5 µm).
• Gran número de bacterias libres
nadadoras.
• Escasa presencia de organismos
filamentosos o ciliados.
• Nula presencia de nemátodos.
• La alta concentración de MLSS en el reactor junto con los valores bajos de carga
másica favorecen que las bacterias compitan por el alimento por lo que se favorece la
adaptación de las mismas para degradar sustrato complejo. Por otro lado, las altas
edades del fango a las que se opera favorece que estén presentes en el sistema
microorganismos de crecimiento lento más adaptados a la degradación de dicho
sustrato.
7.- Características del agua de alimentación
Las variaciones en la calidad del efluente parecen tener poco impacto en cuanto a la eficacia
del sistema para eliminar DBO, COD y SST.
Como ocurre en los procesos convencionales de fangos activados, temperaturas del agua
de alimentación inferiores a 13ºC ocasionan un impacto negativo en el rendimiento de los
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 287

Anexos
bioreactores de membrana. La nitrificación se ve ligeramente afectada por variaciones de
carga y la eficacia del proceso decrece con la disminución de la relación DBO/NT. A bajas
temperaturas, no tiene lugar la nitrificación completa incluso a EF altas, ya que para que
tuviese lugar en estas condiciones sería necesario optimizar otros factores tales como:
TN/MLSS, NHN/ MLSS, TRH y la tasa de recirculación. Por lo tanto, se debe controlar
periódicamente la temperatura en el interior del bioreactor.
Por otra parte, es importante controlar la calidad del agua de alimentación para detectar la
posible presencia de sustancias tóxicas que pudiesen afectar negativamente a la población
microbiana.
2.1.3 Unidad de ultrafiltración
1.- Cuestiones generales sobre las membranas
Hay varios tipos de membranas aptas para el proceso MBR:
• Atendiendo a la forma que presenta
la membrana, podemos encontrarnos en una
unidad MBR membranas planas, tubulares, de disco rotatorio o bien de fibra hueca.
• Atendiendo a la composición de las membranas, éstas pueden ser orgánicas, que son
aquellas cuya capa activa está fabricada por un polímero o copolímero orgánico
(polisulfona, polietersulfona, polietileno etc.), o inorgánicas (cerámicas
fundamentalmente).
Los criterios para obtener un rendimiento óptimo de las membranas usadas en la unidad
MBR, son los siguientes:
1. Deben ser inertes y no biodegradables.
2. Deben de ser fáciles de limpiar y de regenerar y deben de ser resistentes a los
agentes químicos, y a presiones y temperaturas elevadas.
3. Deben tener una distribución de los poros uniforme y elevada porosidad.
4. Las membranas deben de ser neutras o presentar carga negativa para evitar la
adsorción de los microorganismos.
5. Deben ser duraderas y fáciles de sustituir.
6. Deben de ser capaces de resistir las condiciones específicas del agua de
alimentación.
A continuación, se van a describir los conceptos básicos de las membranas de
ultrafiltración utilizadas en los MBR.
• Ultrafiltración: elimina los contaminantes de hasta 0,01 µm de diámetro. Por lo tanto
podemos eliminar los quistes, bacterias, virus, sólidos en suspensión, hierro y
manganeso. No elimina sin embargo los compuestos orgánicos naturales o sintéticos.
288 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Anexos
Funciona a presiones similares a las del proceso de microfiltración. La presión que hay
que aplicar está entre los 0,15-4,5 bares.
• Previo a la unidad de ultrafiltración, debe haber un prefiltrado del agua producto del
reactor biológico. El tamaño de poro de la unidad de prefiltrado depende del
fabricante. Generalmente, se sitúa entre 100-250 µm. La unidad de prefiltrado debe
contar de autolimpieza. El agua prefiltrada se almacena en un tanque, desde donde se
bombea a la unidad de UF.
Los parámetros de operación y diseño que es necesario controlar en la unidad de
ultrafiltración (UF) son los siguientes:
• Caudal
• Carga hidráulica
• Presión transmembrana
• Tasa de Recuperación
• Tipo de membrana
• Tamaño nominal de poro
• Superficie de las membranas
• Potencia eléctrica instalada
Es importante controlar las características del agua de alimentación a la unidad, que debe
tener una calidad mínima para evitar complicaciones en la unidad de UF. El desarrollo de
materiales y configuraciones de los módulos de membrana para su aplicación en plantas
MBR, ha sido centrado en la eliminación o reducción del ensuciamiento de las membranas
y sus problemas asociados. La naturaleza y la dimensión del ensuciamiento dependen tanto
de la calidad del agua de alimentación, como de factores específicos del sistema de
separación de membrana.
Los materiales preferidos para las membranas de una unidad MBR son poliméricos debido
a su bajo coste. En cuanto a las configuraciones empleadas en los sistemas que se han
comercializado hasta ahora, existe un amplio rango que va desde membranas de placas
(Kubota, Japón, Rodia Pleiade, Francia) a membranas tubulares (Milleniunpore, Reino
Unido) o de fibra hueca (Zenon, Canadá).
2.- Fundamentos del proceso
a. Flujo. Los elementos clave de cualquier proceso de membrana son la influencia de los
siguientes parámetros en el flujo total que atraviesa la membrana:
• La resistencia de la membrana.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 289

Anexos
• La fuerza operacional por unidad de
membrana.
• Las condiciones hidrodinámicas en
la membrana.
• El ensuciamiento y la consecuente
limpieza de la superficie de la membrana.
El flujo es la cantidad de masa que pasa a través de una unidad de área de la membrana y
unidad de tiempo. Las unidades en el SI son m 3 /m 2 .s
b. Conversión. La combinación del flujo y de área total de la membrana determina el
factor de conversión del proceso. La conversión (normalmente expresada como
porcentaje) es la cantidad de agua de alimentación que es recuperada como permeado.
Un balance de masa sencillo aplicado a la unidad de membrana dicta que,
donde,
Q : caudal de la alimentación
Q = Q + Q
Q = Qp
⋅ C p + Qr
⋅ Cr
C : concentración de la alimentación
Q p : caudal del permeado
C p : concentración del permeado
Q r : caudal retenido
C r : concentración de agua retenida
Donde el % de conversión es dado por,
Qp
% Conversión =
Q ⋅100
donde,
290 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía
p
r

Figura A.2.6. Balance de masas al módulo de membrana.
Anexos
En los MBRs la concentración del permeado C p es normalmente muy pequeña en
comparación con la concentración del agua de alimentación, C. Además, el rango de
producción de fango Q r es normalmente muy pequeño comparado con el caudal de
entrada. Por lo tanto el proceso MBR proporciona una muy sustanciosa eliminación de la
materia biodegradable.
c. Rechazo. La membrana hace un barrido selectivo; permite pasar a algunas sustancias a
través de ella mientras rechaza otras. Esta propiedad se expresa normalmente como:
( 1−
C p )
Q =
C ⋅100
Normalmente en los procesos MBR el rechazo de materia suspendida y demanda de
oxígeno es muy alto.
d. Transporte de masa. Para que haya un paso a través de la membrana es necesario
aplicar una fuerza que permita el flujo de materia a través de ella. La fuerza puede ser
natural o impuesta artificialmente. Los dos mecanismos de transporte más importantes en
un proceso de membrana para el tratamiento de las aguas residuales son la difusión y la
convección.
El régimen del flujo es dependiente del rango de flujo, es decir, a rangos altos de flujo el
régimen es turbulento, mientras que a rangos bajos de flujo el régimen es laminar. Los
rangos altos de flujo producen mayor eficiencia en el transporte de masa, por lo que es
deseable promover la existencia de flujo turbulento.
e. Fuerza conductora. La fuerza conductora de la masa a través de la membrana es
generalmente un gradiente de presión. Dado que el flujo y la fuerza conductora están
interrelacionados, podemos fijar cada uno de ellos según los objetivos de diseño. Lo
normal es fijar el valor del flujo, y luego determinar el valor para la presión transmembrana
adecuado a nuestro proceso.
Uno de los factores que se oponen a la fuerza conductora es el ensuciamiento de la
membrana. Se entiende por ensuciamiento al proceso por el cual, especies presentes en el
agua aumentan la resistencia de la membrana por adsorción o deposición en su superficie o
adsorción en los poros.
Cuando el ensuciamiento de la membrana es elevado, e induce una importante pérdida de
carga a través de la membrana, es necesario utilizar soluciones químicas limpiantes.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 291

Anexos
2.2 Descripción del sistema de fangos activados CAS
1.- Pretratamiento
1.1.- Desbaste
El primer paso en el tratamiento de agua residual consiste en la separación de los sólidos
gruesos. El procedimiento más corriente consiste en hacer pasar el agua residual a través de
rejas o tamices. El desbaste se efectúa en dos etapas, separación de sólidos gruesos y
separación de sólidos finos.
En la separación de sólidos gruesos, las aguas residuales llegan a un pozo de gruesos
provisto de una reja extraíble. La separación entre barrotes es de 75 mm y la reja está
provista de un sistema de limpieza automático mediante peine. Una cuchara bivalva anfibia
de accionamiento electrohidráulico y actuada por un polipasto eléctrico, permite la
extracción de los sólidos retenidos a dos contenedores de 5 m 3 en este caso.
Para la separación de sólidos finos, se dispone de una reja manual con una separación entre
barrotes de 10 mm y de un tamiz autolimpiante de 3 mm de luz. La evacuación de los
sólidos se hace mediante un transportador-compactador de tornillo sin-fin que dirige los
sólidos al contenedor de 5 m 3 .
1.2.- Desarenado-desengrasado
El desarenado tiene por misión la eliminación de arenas propiamente dichas, y a la grava,
cenizas, y cualquier otro material pesado cuya velocidad de sedimentación o peso específico
sea considerablemente superior al de los sólidos putrefactos presentes en el agua residual.
Los desarenadores se instalan para proteger los elementos mecánicos móviles de la
abrasión y el excesivo desgaste; y reducir la formación de depósitos pesados en el interior
de las tuberías, canales y conducciones.
El desengrasado o eliminación de grasas y aceites se hace aprovechando la menor densidad
de los mismos, lo que provoca que suban a la superficie y floten al reducir la velocidad de
las aguas residuales. Esta reducción de la velocidad se realiza en reactores provistos de
dispositivos que permiten la retirada de la mayor parte de las grasas llevadas por las aguas
residuales. La presencia de grasas y aceites es perjudicial, ya que obstruyen las rejillas finas,
pudiendo formar, si es grande la concentración, capas superficiales que pueden dificultar la
sedimentación. Así mismo, ralentizan la transferencia de oxígeno a los lodos activados.
En el caso de estudio de esta tesis, el desarenado-desengrasado se lleva a cabo en canales
longitudinales (10 metros de longitud), aireados con zona de remanso para separación de
grasas. La extracción de arenas se realiza mediante bombas centrífugas y una segunda
separación con un clasificador-lavador de arenas de tornillo sin-fin, se recogen en un
contenedor cerrado de 1.000 litros de capacidad. Las grasas son recogidas mediante
rasquetas y enviadas a un separador de cadenas y posteriormente a un contenedor de 1.000
litros de capacidad.
292 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

2.- Tratamiento biológico de fangos activados
Anexos
El lodo está compuesto de distintos tipos de microorganismos unidos a materiales inertes,
orgánicos e inorgánicos. El procedimiento de lodos activados consiste, esquemáticamente,
en realizar en un reactor o tanque de aireación una mezcla íntima entre el agua residual, el
lodo bacteriológicamente activo y el oxígeno necesario para el mantenimiento de la fauna
aerobia. Esta mezcla se logra por insuflación de aire o por agitación mecánica.
Para ello, se introducen las aguas residuales a depurar con materia orgánica biodegradable, y
en un reactor donde se mantiene en suspensión, un cultivo bacteriano aerobio, el cual lleva
a cabo la biodegradación de la materia orgánica. El oxígeno que se necesita para crear el
medio aerobio se aporta por medio de difusores o aireadores, que a su vez, sirven para
mantener el líquido mezclado en un régimen de mezcla completa. Después de un periodo
determinado de tiempo, la mezcla del agua residual con los microorganismos “jóvenes” y
“viejos” y los sólidos en suspensión (líquido mezclado), se lleva a un sedimentador
secundario, donde se separarán los flóculos del agua residual depurada. Una parte de los
lodos activados sedimentados se devuelven al reactor biológico, para mantener así una
concentración adecuada de organismos en el reactor, mientras que otra parte es separada
del sistema.
El fundamento de esta depuración biológica se basa en la tendencia a coagular que tienen
los coloides presentes en las aguas residuales, cuando son sometidas en esta agua y durante
algún tiempo, a la inyección de aire finamente dividido.
El tratamiento biológico analizado aquí se realiza en dos reactores biológicos con un
volumen total de 596 m 3 . Cada reactor está equipado con dos agitadores sumergidos y 3
parrillas de aireación de 125 difusores cada una. La regulación integral de la aireación se
consigue con medidores de oxígeno y caudal del aire, válvulas motorizadas y variador de
velocidad actuando sobre los agitadores.
Para un diseño correcto y una operación adecuada de una estación depuradora de lodos
activados, se utilizan una serie de parámetros (parámetros de diseño y operacionales) que
relacionan diferentes aspectos de la planta, a fin de optimizar las diferentes características
que permitan alcanzar los más eficazmente posible, el fin propuesto. Éstos son:
i) Tiempo de retención hidráulico (TRH)
Es el tiempo de permanencia del agua en el volumen del reactor.
3
V ( m )
THR =
reactor
3
Q ( m / día)
ii) Edad de los lodos o tiempo de retención celular (TRC)
Es el tiempo medio (en días) que permanecen, en el reactor biológico, los lodos activados
en suspensión, antes de pasar a la decantación secundaria. Se suele definir como: ‘la
relación entre la masa de lodos activados existente en el reactor biológico y la masa de
lodos eliminados por unidad de tiempo’.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 293

Anexos
La edad de los lodos debe ser la necesaria para completar la biodegradación deseada de los
compuestos orgánicos, y para facilitar a las células microbianas la mejora de su
sedimentabilidad. Funcionando adecuadamente, una estación depuradora de lodos
activados tiene un período de retención de los lodos de 3 a 12 días, pudiendo conseguir un
rendimiento en la eliminación de la DBO 5 del 85-90%.
Cuando aumenta la edad de los lodos, disminuye la carga másica (C m, cantidad de sustrato
añadido al sistema por unidad de masa de microorganismos del reactor), y disminuye
también la producción de los mismos, influyendo en el desarrollo del ecosistema, de forma
que una edad del fango grande permite evolucionar al ecosistema en el sentido de aumentar
la complejidad, lo cual implica una diversificación de la biocenosis. Es por ello importante
lograr una buena relación entre la carga másica, la edad de los lodos y la velocidad de
crecimiento bacteriano.
La selección de una edad para los lodos activados depende de la calidad del efluente que se
quiera obtener. Hay una amplia ventana de operación de la edad de los lodos, la cual
produce solo pequeños cambios en la calidad del efluente. Por debajo de los 3 días (edad
mínima requerida), se produce el lavado de los predadores y la ruptura de los flóculos,
siendo pobre el lodo sedimentado, disminuyendo la calidad del efluente. A una edad de los
lodos mayor de 10 días, la posibilidad de ruptura de los flóculos aumenta por alteración de
la biomasa que los forma y se produce la defloculación de los flóculos de los lodos,
aumentando la turbidez del efluente. Con el aumento de la edad de los lodos entran en
acción nuevos parámetros, siendo el más significativo el comienzo de la nitrificación. Eso
se produce cuando la edad de los lodos es superior a 6 días en climas templados, y a mucha
menor edad de los lodos en climas cálidos.
Generalmente, se acepta que una planta de depuración de lodos activados está bien
controlada cuando el tiempo de retención de los lodos se mantiene constante.
iii) Concentración de sólidos en el reactor (MLSS y SVSLM)
La concentración de sólidos en los lodos activados se puede expresar de maneras
diferentes, cada uno con un distinto significado.
a) Como una concentración de sólidos en suspensión, de modo que la concentración en el
reactor biológico se puede mencionar en términos del valor de los ‘sólidos en suspensión en
el líquido mezclado’ o MLSS. Sin embargo, como algunos de los sólidos pueden ser
inorgánicos, no expresará claramente la presencia total de nutrientes. Se calcula por
medio de la ecuación:
SSLM = g.
de lodos / m
del reactor
b) Como el contenido del material biodegradable presente, conocido como ‘sólidos volátiles
en suspensión’ (SVS), los cuales se relacionan con la concentración en el reactor
microbiana en los lodos activados. La concentración de los lodos activados en la etapa
de aireación se expresa como ‘sólidos volátiles en suspensión en el líquido mezclado’ o SVSLM.
Esta expresión indica la cantidad de materia orgánica presente, pero no establece
distinción ente el material bioquímicamente activo y el material orgánico inerte
294 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía
3

Anexos
presentes en los lodos. La proporción de SVS debida a los microorganismos activos
dependerá de las condiciones de operación de la planta y la cantidad de SVS en el agua
residual influente. Los valores de SVS se deberán usar con una cierta cautela, si bien
proporciona una base útil para la comparación de procesos similares. Los valores más
altos de SVSLM están limitados por la sedimentabilidad de los lodos activados, siendo
valores típicos de operación de 2 a 3 kg de sólidos de los lodos por m 3 (peso seco).
El tratamiento biológico analizado en esta tesis trabaja con un tiempo de retención
hidráulico (TRH) de 4,8 horas, una concentración de sólidos en el reactor de 3.000 mg/l y
una edad del fango de 4 días.
3.- Decantación secundaria
La decantación secundaria realiza dos funciones: la clarificación del influente y el
espesamiento de los lodos. La primera tiene una dependencia muy grande con la calidad del
efluente vertido al cauce receptor.
La estación depuradora (EDAR) analizada cuenta con dos decantadores secundarios o
clarificadores circulares de 14 metros de diámetro. Cada unidad dispone un vertedero y
deflector perimetral simple, un puente móvil que dispone de rasquetas de fondo y flotantes
y tolva de recogida de flotantes y fangos.
4.- Tratamiento de fangos
Los fangos recogidos en la decantación secundaria y los lodos activados purgados en el
tratamiento biológico, son conducidos a un espesador de fangos. El espesamiento es un
procedimiento que se emplea para aumentar el contenido de sólidos del fango por
eliminación de parte de la fracción líquida del mismo. Por ejemplo, si el fango en exceso
que se bombea desde los clarificadores con un contenido de sólidos del 0,8%, se pudiera
espesar hasta un contenido de sólidos del 4%, se conseguiría reducir el volumen de fango a
una quinta parte. El espesado se suele llevar a cabo mediante procedimientos físicos, que
incluyen el espesado por gravedad, flotación, centrifugación, y filtros de banda por
gravedad.
En la EDAR analizada, se disponía de un espesador por gravedad de 6,50 m de diámetro,
con cubierta de material plástico. Los fangos sedimentan y compactan, y el fango espesado
se extrae por la parte inferior del tanque.
A continuación, el fango espesado se bombea a los equipos de deshidratación. La
deshidratación es una operación utilizada para reducir el contenido en humedad del fango
por alguna o varias de las siguientes razones:
• Los costes de transporte del fango por camión hasta el lugar de su evacuación final son
notablemente menores cuando se reduce el volumen por deshidratación.
• El fango deshidratado es, generalmente, más fácil de manipular que el fango líquido o
espesado. En la mayoría de los casos, el fango deshidratado es susceptible de ser
manipulado con tractores dotados de cucharas y palas y con cintas transportadoras.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 295

Anexos
• La deshidratación del fango, suele ser necesaria antes del compostaje.
• En algunos casos, puede ser necesario eliminar el exceso de humedad para evitar la
generación de olores y que el fango no sea putrescible.
• La deshidratación del fango suele ser necesaria antes de su evacuación a vertederos
controlados, para reducir la producción de lixiviados en la zona de vertedero.
En la EDAR analizada, la deshidratación de los fangos se realiza mediante 2 bombas
centrífugas. Previamente, se acondiciona químicamente el fango con polielectrolito
(poliacrilato sódico). La sequedad de la torta de fangos obtenida es del 18 al 20%.
2.3 Descripción del sistema CAS-TF
El sistema CAS-TF es un sistema convencional de fangos activados que cuenta con un
tratamiento terciario. Este tratamiento es una ultrafiltración con membranas.
El agua procedente de la decantación secundaria, pasa por un tamiz de 1 mm de luz de
paso para proteger las membranas, y a continuación, se bombea a dos tanques de 55 m 3 ,
que contiene 6 casetes de 22 elementos cada uno. Cada elemento es una membrana del
modelo ZeeWeed 1000.
Membrana ZeeWeed 1000
Las membranas ZeeWeed 1000 se dirigen hacia aplicaciones con concentraciones de
sólidos en suspensión bajas, es decir:
• Filtración de agua superficial
• Clarificación de agua estancada
• Pretratamiento de agua de mar para osmosis inversa
• Filtración terciaria de agua residual
Son membranas de fibra hueca hechas de un polímero hidrofílico resistente al cloro y a los
oxidantes (PVDF, PoliVinilDiFluorato). Su configuración de filtración es de fuera hacia
dentro, requiriendo menores requerimientos de pretamizado y frecuencia de limpieza,
limpiezas más suaves para mantener la superficie de la membrana limpia, en comparación
con una configuración de filtración hacia fuera.
Un módulo de ZeeWeed 1000 está compuesto por una membrana 36 m 2 montada entre
dos colectores verticales. Los casetes son construidos acoplando elementos en vertical y
horizontal. En vertical, la estructura estándar tiene tres elementos, pero en tanques poco
profundos, pueden ajustarse fácilmente estructuras de uno o dos elementos.
296 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Figura A.2.7. Esquema membrana ZeeWeed 1000. Fuente: GE (2009).
2.4 Descripción del sistema MBR sumergido
Anexos
El sistema MBR tiene una etapa de pretratamiento, similar a la del sistema convencional de
fangos activados. A continuación (ver figura A.2.5), el agua residual pasa al tratamiento
biológico, que consta de dos bioreactores de membrana con un volumen total de 225 m 3 .
Cada bioreactor contiene 6 casetes de 22 elementos cada una de membranas ZeeWeed 500.
Los fangos se purgan desde el birreactor, a diferencia del sistema CAS donde se hacía
desde el decantador secundario, y se bombean a un tratamiento de espesamiento y
deshidratación.
El volumen de un bioreactor de membrana es menor que el volumen de un reactor
biológico de un sistema CAS ya que, al no depender la eliminación de los lodos activados
de la decantación, su concentración en el reactor puede ser mayor. Este hecho redunda en
un aumento de la eficacia (rendimiento) de la depuración.
El sistema MBR sumergido analizado en esta tesis trabaja con un tiempo de retención
hidráulico de 1,8 horas, una edad del fango de 24 días y una concentración de sólidos en el
reactor de 15.000 mg/l.
1.- Membrana ZeeWeed 500
La serie de membranas ZeeWeed 500 se dirige hacia aplicaciones con alto contenido en
sólidos, tales como:
• El proceso MBR donde las membranas están inmersas dentro del rango de los 8.000-
15.000 mg/L de biomasa.
• Mejora de los procesos de coagulación, donde los sólidos coagulados son separados
directamente por la membrana.
• Espesamiento de fangos en plantas residuales convencionales.
• Filtración con membrana de doble etapa, donde se requiere una alta recuperación (más
del 98%).
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 297

Anexos
La serie ZeeWeed 500 está construida con un refuerzo interno, constituyendo así una fibra
hueca de mayor diámetro. El diámetro exterior de las fibras huecas es de 1,9 mm y son
flexibles y con alta resistencia a la tensión, dos propiedades que permiten la limpieza con
aire en aplicaciones difíciles. Al igual que la serie 1000, están hechas de PVDF
(PoliVinilDiFluorato).
Los módulos son estructuras rectangulares que contienen delgados haces de fibras huecas.
Estas fibras se montan verticalmente entre los colectores permitiendo el movimiento, la
penetración del aire y renovación de agua dentro del haz. Estos módulos son ensamblados
lado por lado en casetes, dejando espacio para la circulación de agua y la limpieza con aire.
Los casetes tienen integrados colectores, para recoger el permeado y distribuir el aire. Son
bloques que se sumergen dentro del tanque de filtración, y están conectados con los
colectores de aire y permeado.
Figura A.2.8. Esquema membrana ZeeWeed 500. Fuente: GE (2009).
2.- Limpieza de las membranas
Periódicamente se realizan limpiezas de las membranas, pudiéndose distinguir tres
procedimientos:
• Contralavados: durante el funcionamiento normal de las membranas se establece
periódicamente un flujo inverso con el propio efluente filtrado, produciendo la
expansión de los poros, y liberando las partículas atrapadas o adheridas en la
membrana. Esta operación es de poca duración, típicamente se establecen ciclos de
unos 11 minutos, de los cuales diez corresponden a tiempo de permeado y uno a
contralavado. Una alternativa eficaz en muchos casos es sustituir el tiempo establecido
del contralavado, por tiempo de “relajación”, en el que se detiene la permeación
manteniendo la aireación.
• Limpieza de mantenimiento: se realizan cada 15-30 días con la finalidad de aumentar el
flujo y los intervalos ente limpiezas de recuperación. Durante 1 hora se establecen
ciclos de 10 minutos, de los cuales 5 son de relajación y 5 más de contralavado con
hipoclorito sódico (para contaminantes orgánicos) o con ácido cítrico (para
inorgánicos).
• Limpieza de recuperación: anualmente para restaurar la permeabilidad de las
membranas, se realiza una inmersión de éstas durante 3-4 horas en 600 ppm de cloro, o
en solución de ácido cítrico de pH máximo 2.
298 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

2.5 Descripción del sistema MBR externo
Anexos
A continuación de la etapa de pretratamiento (ver figura A.2.5 para el esquema), está el
sistema de membranas que consta de dos trenes de membranas ZeeWeed 500. Cada tren
contiene 6 casetes de 22 elementos cada uno. En este caso las membranas se han instalado
en un tanque adyacente al reactor biológico, hecho que obliga a instalar bombas para
impulsar el licor de mezcla hasta el tanque de las membranas. La purga de fangos se realiza
directamente desde el reactor biológico.
En un contenedor anexo al tanque de las membranas, se instalan las bombas de permeado,
las soplantes de aireación y los sistemas de almacenaje y dosificación de reactivos para las
operaciones de limpieza de las membranas.
El sistema MBR externo analizado en este estudio trabaja con las mismas condiciones de
TRH, MLSS y edad del fango que el sistema MBR sumergido.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 299

ANEXO 3. DESCRIPCIÓN DEL PROGRAMA
SIMAPRO 7.1.8
3.1 Visión de conjunto
Una vez abierta la aplicación SimaPro, se puede abrir un proyecto o bien una librería:
• Un proyecto es un área en la que se almacenan los datos que se recogen y procesan.
• Una librería es un tipo especial de proyecto que contiene los datos estándar
proporcionados a SimaPro o datos de otros distribuidores. Son una fuente para todos
los proyectos.
Figura A.3.1. Vista general de la pantalla de explorador de SimaPro: Procesos.
Una vez que se abre un proyecto o librería, aparece la pantalla del Explorador SimaPro
ACV, que permite acceder a los diferentes tipos de datos en el software.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 301

Anexos
La parte superior de la pantalla del explorador contiene datos específicos de librerías o proyectos,
la parte inferior los datos generales que no están almacenados en proyectos o librerías.
3.2 Estructura de SimaPro
a. Descripción del objeto y ámbito. Es esencial la descripción del objeto y ámbito, son
una guía que ayuda a asegurar la consistencia del ACV que se realiza. Los aspectos más
relevantes son la Unidad Funcional (define la cuantificación de la salida o salidas funcionales
del objeto exacto de estudio o sistema del producto) y Flujos de Referencia (especificar la
cantidad de producto necesaria para cumplir con la función expresada por la unidad
funcional).
La Sección Requisitos DQI (calidad de los datos) es la que permite alcanzar la máxima
homogeneidad y calidad de los datos. Seleccionando un perfil correcto de requisitos o
características deseables para un proyecto (periodo de tiempo, región, tecnología, asignación y
límites del sistema), aparecen unos códigos de colores en los datos disponibles, que
permiten identificar la calidad de los mismos y seleccionar los datos que se ajustan mejor al
proyecto. Así, los colores de mayor a menor ajuste entre el perfil de requisitos de datos
seleccionado y los datos disponibles son: verde, amarillo, naranja y rojo.
b. Inventario. En la fase de inventario, el modelo se construye con una secuencia
completa que incluye la producción, uso, transporte y disposición de un producto. El
sistema se puede representar en una hoja de flujo o árbol de proceso, con todos los
procesos relevantes.
Para cada proceso se recogen todas las entradas y salidas asociadas (uso de recursos,
emisiones al aire, agua y suelo), dando como resultado una larga lista de entradas y salidas,
que a menudo es difícil de interpretar.
En la sección Procesos, están disponibles los procesos de las bases de datos. Contienen los
datos medioambientales (emisiones al aire, agua y tierra, residuos sólidos, emisiones no
materiales y consumo de materias primas) y datos económicos (entradas de otros procesos
descritos en la base de datos, salidas de productos, salidas de residuos para tratamiento y
procesos evitados). Seleccionando y abriendo se ve cómo está definido el proceso. Después
de crear y editar los procesos más importantes, se puede empezar a construir el ciclo de
vida empleando las Fases del Producto. Esta sección no contiene información
medioambiental, sino que describe el producto y el ciclo de vida. Aparecen definidas las
fases: Montaje (lista de materiales y submontajes que describen la fase de producción del
producto), Ciclo de Vida, Escenario de Disposición Final (gestión de los productos usados,
especialmente si éstos son desmantelados o reutilizados), Desensamblar (partes específicas
del producto o submontajes que son separadas y enviadas a tratamientos específicos) y
Reutilizar (montajes o submontajes que son reutilizados). Primero se definen los montajes y
submontajes para describir la composición del producto, y luego se construye el ciclo de
vida.
302 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Figura A.3.2. Registro vacío de procesos (sólo parte superior). Es el elemento básico para los árboles de
proceso en SimaPro.
Figura A.3.3. Ejemplo de estado de Producto, en este caso el ciclo de vida. El ciclo de vida enlaza la
especificación del producto (montaje) a los procesos de uso y el final el escenario de ciclo de vida.
Anexos
Una vez definido el ciclo de vida, se pueden hacer varios tests o análisis de sensibilidad para
ver qué aspectos tienen un impacto significativo sobre los resultados generales, para ello se
puede aplicar los diferentes métodos de evaluación de impacto disponibles, ver la
representación gráfica del proceso en árbol y/o red y los análisis de contribución.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 303

Anexos
El árbol y/o red del proceso indica la forma en que los procesos están conectados unos con
otros; se construye desde la base, comenzando por la extracción de recursos, y se acaba con
una completa descripción del producto y de su ciclo de vida.
c. Evaluación de impacto. Esta fase permite entender y evaluar la magnitud y significado
de los impactos medioambientales potenciales de un sistema.
La fase evaluación de impacto del ciclo de vida usa un modelo diferente a la fase de
inventario para describir la relevancia de las entradas y salidas, el modelo usado es un
aspecto o componente ambiental. Empleando varios aspectos ambientales, los resultados
de inventario se pueden trasladar a un número de categorías de impacto, como
acidificación, cambio climático, etc...
La sección Métodos contiene todos los métodos disponibles. En el anexo 4 se explican
algunos de los métodos. Se pueden crear nuevos y modificar los que ya existen.
Bajo la sección Informes, se puede definir qué ciclo de vida, proceso y montaje necesitan ser
repetidamente analizados y comparados. Permite también la evaluación de los resultados
obtenidos.
d. Interpretación. Consiste en describir las conclusiones y observaciones, y además
permite comprobar la incertidumbre del ACV con el método Monte-Carlo. Hay que tener
en cuenta que todos los datos de los modelos del ciclo de vida tienen muchas
incertidumbres, las 3 más importantes son:
• Incertidumbre de los datos. Fáciles de manejar, expresadas en un rango de
desviación estándar.
• Incertidumbres en la corrección (representatividad) del modelo. Debido a la
subjetividad a la hora de hacer el modelo. Se tratan haciendo análisis de
sensibilidad.
• Incertidumbres debidas al modelo incompleto. Se refiere a las inevitables
lagunas de los datos.
3.3 Pasos básicos para realizar el ACV
El procedimiento general para generar un proceso es:
• Definición de los Procesos. Deben estar disponibles todos los procesos en la base de
datos antes de definir cualquier fase del ciclo de vida del sistema. Las categorías
principales de Procesos almacenadas en SimaPro son: Material, Energía, Transporte,
Procesado, Uso, Escenario de Residuo y Tratamiento de residuo.
• Construcción del ciclo de vida empleando las Fases del Producto. Dichas fases son:
Montaje, Ciclo de Vida, Escenario de Disposición final, Desensamblar y Reutilizar.
304 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Anexos
Estas fases no contienen información medioambiental, sino que describen el sistema y
su ciclo de vida. Primero se definen los montajes y submontajes, uniendo los procesos
de producción de materiales y transporte y especificando la cantidad necesaria del
proceso (en muchas ocasiones, tales procesos tienen uniones con otros procesos).
Luego se construye el ciclo de vida uniendo el montaje (que puede tener submontajes)
con procesos que ocurren durante la fase de uso, como el transporte para la
distribución y el uso de energía, procesos de disposición final y de disposición de
residuo. El ciclo de vida también puede unirse a uno o más ciclos de vida de productos
auxiliares (definidos como otro ciclo de vida, con montaje y etapa de disposición final).
• Una vez definido el ciclo de vida, ya se pueden aplicar los diferentes métodos de evaluación
de impacto disponibles, visualizar la representación gráfica del proceso en árbol y/o red y
hacer los análisis de incertidumbre.
3.4 Bases de datos disponibles en SimaPro
Las siguientes librerías o bases de datos de CV están disponibles o van incluidos en la
versión 7.1.8 de la aplicación de software SimaPro:
• BUWAL 250 (2001)
• ETH-ESU 96 (2003)
• IDEMAT 2001
• Industry data (2007)
• Ecoinvent (2006)
• Dutch Input Output database
• Franklin US LCI database
• Dutch Concrete database
• Danish Input Output database
• Data archive
• Dutch Concrete database y wizards
• IVAM
• LCA food
• US Input Output database
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 305

Anexos
• EuP database for Energy using Products
A continuación se describen brevemente algunas de las bases de datos que no han sido
descritas ya previamente en el apartado 3.2.1.
FRANKLIN US LCI database
Es un inventario norteamericano para energía, transporte, acero, plásticos, y procesamiento
de materiales.
Data archive
Contiene una variedad de fuentes de datos públicas pero ya consideradas antiguas (PWMI,
BUWAL 132, ETH, SPIN, Chalmers, Kemna) para materiales, energía, transporte,
procesamiento y tratamiento de residuos.
Dutch Concrete database y wizards
En ella aparecen datos holandeses relativos a todos los aspectos de producción y uso de
hormigón.
IVAM 4.0 database
Se trata de una colección de datos creada por el Centro de Investigación Medioambiental
de Ámsterdam (Holanda). Contiene datos de materiales, transporte, energía y tratamiento
de residuos. También contiene datos procedentes de las bases de datos ETH, BUWAL y
PRé.
306 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

ANEXO 4. DESCRIPCIÓN DE LOS
MÉTODOS DE EVALUACIÓN DE
IMPACTOS DE SIMAPRO 7.1.8
4.1 Método CML 2 baseline
Es un método elaborado por el Centro para Estudios Medioambientales (CML),
Universidad de Leiden, Holanda [Pré Consultants, 2008b]. Las categorías de impacto
incluidas en este método son las usadas en muchos ACV. Los indicadores baseline
(estándar), están basados en el principio de la mejor práctica disponible, y son indicadores
de categoría al nivel de los resultados (aproximación orientada al problema). Son adecuados
para estudios simplificados.
1.- Caracterización
Agotamiento de los recursos abióticos
Esta categoría de impacto está relacionada con la extracción de minerales y combustibles
fósiles según las entradas al sistema. El factor de agotamiento abiótico, ADF (Abiotic
Depletion Factor) está determinado para cada extracción de minerales y combustibles
fósiles, expresados en kg antimonio equivalente/kg extracción, basados en la concentración
de las reservas y ritmo de consumo. El alcance de este indicador es de escala global. La
fórmula para calcular el valor del indicador es:
Agotamiento Recursos Abióticos = ∑ i i
i
m ADP *
Siendo mi la cantidad de recurso i, expresado en kg excepto para gas natural y energías de
combustibles, que se expresan en kJ.
Cambio climático
El cambio climático puede afectar negativamente a la salud humana, al ecosistema y al
bienestar material. Se produce como consecuencia del incremento de temperatura en la
capa más inferior de la atmósfera, que es calentada por la radiación proveniente del sol, y
aunque parte de ella es reflejada por el suelo, el elevado contenido de CO2 y otros gases
denominados de efecto invernadero (CH4, NO2, CFCs, etc.) retienen alguna parte de la
radiación reflejada causando dicha elevación de temperatura.
Los factores de caracterización de esta categoría de impacto están basados en el modelo de
caracterización desarrollado por el Panel Intergubernamental del Cambio Climático,
(IPCC). Los factores están expresados como la contribución potencial de una sustancia al
calentamiento global para un horizonte temporal de 100 años (GWP100, Global Warning
Potencial), siendo la sustancia de referencia el CO 2, por lo tanto su GWP será la unidad y
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 307

Anexos
para el resto expresados en kg CO 2 equivalente/kg emisión. El alcance geográfico de este
indicador es también global. El valor total será la suma de los efectos causados por cada
sustancia, según indica la siguiente fórmula:
= i
i
m GWP
Global nto
Calentamie *
Siendo mi la cantidad de sustancia i emitida.
Disminución del ozono estratosférico
Debido a la reducción de la capa de ozono, una importante fracción de radiación UV-B
alcanza la superficie terrestre. Esto puede tener efectos perjudiciales en la salud humana,
animal, ecosistemas terrestres y acuáticos, y ciclos bioquímicos.
Los valores del potencial de reducción de ozono, ODP (Ozone Depletion Potential) han
sido establecidos para hidrocarburos que contienen cloro, floro y bromo combinados o
CFCs. Este indicador ha sido desarrollado por la WMO (World Meteorological
Organization) para diferentes sustancias. El CFC-11 es la referencia, por lo tanto los ODP
se expresan en kg CFC-11 equivalente/kg emisión. El alcance geográfico para este
indicador es de nuevo a escala global.
El valor total se calcula sumando los efectos causados por cada sustancia i, tal como indica
la ecuación aneja:
Disminución Ozono Estratosférico = ∑ m i i
i
m ODP *
Siendo mi la cantidad de sustancia i emitida.
Toxicidad humana
Esta categoría está vinculada con los efectos de las sustancias tóxicas sobre la raza
humana, pero sin incluir los riesgos del ambiente de trabajo. Los factores de
caracterización, expresados como Potenciales de Toxicidad Humana (HTP), son calculados
con el método USES-LCA (European Uniform System for the Evaluation of Substances),
basado en EU TGD (Technical Guidance Documents), describiendo el destino, exposición
y efectos de sustancias tóxicas para un horizonte temporal infinito. Para cada sustancia
tóxica, los HTP son expresados como kg 1,4-diclorobenzeno equivalente/kg emisión. El
alcance del indicador está determinado por el destino final de las sustancias, y puede variar
a escala local y global.
308 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía
∑
∑
∑
Toxicidad Humana = HTP * m
i
ecom
ecom i
Siendo ecom los medios de emisión (aire, agua y tierra) y mi la cantidad de sustancia i emitida.
Eco-toxicidad acuática del agua dulce
Esta categoría se refiere al impacto sobre los ecosistemas de agua dulce, como resultado de
las emisiones de sustancias tóxicas al aire, agua y tierra. Los potenciales de eco-toxicidad
(FAETP) son calculados también con el procedimiento USES-LCA y expresados como kg
1,4-diclorobenzeno equivalente/kg emisión. El indicador se aplica a escala global,
continental, regional y local.
i
i

Eco − Toxicidad Acuática del Agua Dulce = FAETP * m
Siendo de nuevo ecom los medios de emisión (aire, agua y tierra) y mi sustancia i emitida.
Anexos
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 309
∑
i
∑
ecom
ecom i
i
la cantidad de
Eco-toxicidad acuática marina
Esta categoría se refiere a los impactos de sustancias tóxicas sobre los ecosistemas marinos,
y se calcula y expresa de igual manera que la eco-toxicidad acuática en ecosistemas de agua
dulce.
Eco − Toxicidad Acuática Marina = MAETP * m
∑
i
∑
ecom
ecom i
con ecom los medios de emisión (aire, agua y tierra) y mi la cantidad de sustancia i emitida.
Eco-toxicidad terrestre
Se refiere a los impactos de las sustancias tóxicas sobre los ecosistemas terrestres, y se
calcula y expresa igual que los anteriores.
∑
∑
Eco − Toxicidad Terrestre = TETP * m
i
ecom
ecom i
Formación foto-oxidantes
Es la formación de sustancias reactivas (principalmente ozono), las cuales son perjudiciales
a la salud humana y ecosistemas y también dañan incluso los cultivos. El potencial de
creación de ozono fotoquímico (POCP), también conocido como smog de verano para las
emisiones de sustancias al aire, es calculado con el modelo de trayectoria UNECE (incluye
destino final de la sustancia), y expresado en kg etileno equivalente/kg emisión. El espacio
de tiempo especificado son 5 días, y el alcance geográfico de este indicador puede variar
entre un ámbito global o local.
donde m i
∑
Formación Fotooxidantes
= POCPi
* m
i
constituye la cantidad de sustancia emitida i.
Acidificación
La acidificación es causada por la emisión de protones en los ecosistemas terrestres y
acuáticos. En los sistemas terrestres, los efectos se manifiestan como una disminución del
crecimiento del bosque hasta su progresiva desaparición; en los sistemas acuáticos las
consecuencias han sido claras, formándose lagos ácidos sin ningún tipo de vida silvestre.
El indicador AP (Potential Acidification) tiene como sustancia de referencia el SO2, por lo
que el AP es expresado como kg SO2 equivalentes/kg emisión. El espacio de tiempo es
infinito y el alcance geográfico de este indicador puede variar según el ámbito global o
local. El valor total se calcula sumando los efectos causados por cada sustancia i, que ha
emitido una cantidad mi, tal como indica la ecuación:
i
i
i

Anexos
310 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía
∑
= i
i
m AP ión
Acidificac *
Eutrofización
La eutrofización o exceso de nutrientes (nitrificación) en los sistemas acuáticos y terrestres
puede ser causada por excesos de nitrógeno, fósforo y sustancias orgánicas degradables. El
enriquecimiento con nutrientes de los ecosistemas acuáticos incrementa la producción de
algas, y plantas de gran tamaño que deterioran la calidad del agua y disminuyen la utilidad
del ecosistema, al consumir el oxígeno disuelto en agua. La descomposición de materia
orgánica es un proceso que consume oxígeno causando algunas veces condiciones
anaerobias.
El índice NP (Potential Nitrification) está basado en el procedimiento estequiométrico de
Heijungs (1992), no se incluyen el destino ni la exposición, la sustancia de referencia es el
PO 4 y por lo tanto el NP se expresa como kg PO 4 equivalente/kg emisión. El espacio de
tiempo también es infinito, y el alcance geográfico de este indicador puede variar entre la
escala global y local.
∑
= i
i
m NP ión
Eutrofizac *
Como siempre, m i es la cantidad de sustancia i emitida.
2.- Normalización
Para cada indicador baseline, las puntuaciones de la normalización están calculadas para las
cuatro situaciones de referencia siguientes: el Mundo en los años 1990 y 1995, Europa
Occidental en el año 1995 y Holanda en el año 1997. Se utilizó la normalización para
Europa Occidental en 1995, porque así queda dentro de la escala temporal elegida.
4.2 Método Ecopuntos 97
El método suizo Ecopuntos 97 (escasez medioambiental), está basado en la distancia a un
objetivo, según la contaminación actual y en objetivos críticos que proceden de la política
suiza [Pré Consultants, 2008b]. Evalúa los impactos individualmente, en una lista completa
de 28 sustancias o categorías de impacto.
Las diferencias fundamentales de este método con respecto a otros son:
• El sistema de ecopuntos no usa una clasificación. Evalúa los impactos individualmente en
una lista de 28 sustancias o categorías de impacto (NO x, SO x, NMVOC, NH 3,
partículas PM10, CO 2, capa de ozono…), que cuentan con nombres muy concretos, y
es difícil apreciar a veces sus efectos al medioambiente (p. ej. emisiones de cadmio al
agua). Sin embargo, algunas de estas categorías las constituyen una larga lista de
sustancias, por ejemplo NMVOC. Esto permite que sea un método detallado y
específico por sustancia, pero tiene la desventaja de que se pueden evaluar pocos
aspectos ambientales.
i
i

Anexos
• Usa un principio de normalización distinto. Usa valores objeto más que valores
actuales.
• Está basado en niveles políticos en lugar de niveles de sostenibilidad o científicos.
Estos niveles políticos son normalmente un compromiso entre consideraciones
políticas y medioambientales y que contribuyen por igual, es decir que tienen la misma
importancia. La determinación política de los objetivos generalmente obedece a
cuestiones de tendencias o modas mundiales, y los argumentos para actualizar los
valores objetivos suelen ser poco transparentes.
Son necesarios los siguientes datos para calcular una puntuación en Ecopuntos:
• Cuantificar los impactos.
• Carga medioambiental total para cada tipo de impacto, en un área geográfica particular.
• Carga medioambiental máxima aceptable, para cada tipo de impacto en esa área
geográfica particular.
Tiene 3 versiones, que dan similares valores para los factores de caracterización. La
diferencia está en el factor de normalización y ponderación.
1- Normalización basada en un Valor Objetivo o Emisión Crítica (Target). Los Ecopuntos
se calculan con la fórmula original:
Siendo,
1
Fk
F
Fk
=
factor de normalización
Ecofactor = ∗
F
1
∗Cte = factor de ponderación (Ptos)
∗Cte
Siendo F la Emisión actual suiza por año; F k la Emisión crítica suiza por año y la Cte de
valor 10 12 /año.
2- Normalización basada en una Emisión Actual
La fórmula para calcular los Ecopuntos está adaptada de forma que la normalización se
basa en emisiones actuales:
Siendo,
Ecofactor = ∗
F
1
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 311
k
F
F
k
F
F
∗
k
F
F
k
∗ Cte

Anexos
1
F
F
F
k
=
factor de normalización
F
∗ ∗Cte
= factor de ponderación (Ptos)
F
k
3- Ecopuntos (sin normalización)
Los factores de normalización toman todos el valor 1. Los factores de ponderación son los
Ecofactores (f), calculados con cualquiera de las fórmulas anteriores.
Ponderación. Los ecofactores o factores de peso se calculan con la siguiente formula:
1
Ecofactor = f = ∗
F
k
∗10
312 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía
F
F
k
12
=
F
F
2
k
∗10
1
Siendo F la carga general actual total; Fk la carga objetivo o crítica; es el factor de la
Fk
F
normalización que expresa la contribución relativa de la carga que excede al objetivo;
Fk
es el factor de ponderación, que expresa cuanto se excede el modelo del objetivo.
Nivel Objetivo Nivel Actual Ecopuntos
Normal. Ponder. Normal. Ponder. Normal. Ponder.
NOx 2,22·10 -11 3,02·10 12 7,35·10 -12 9,13·10 12 1 67
SOx 3,94·10 -11 1,35·10 12 2,92·10 -11 1,82·10 12 1 53
NMVOC 1,23·10 -11 2,6·10 12 4,74·10 -12 6,79·10 12 1 32
NH3 2,99·10 -11 2,12·10 12 1,41·10 -11 4,48·10 12 1 63
Part. PM10 5,56·10 -11 2·10 12 2,78·10 -11 4·10 12 1 110
CO2 6,67·10 -14 2,95·10 12 2,26·10 -14 8,68·10 12 1 0,2
Capa ozono 1,18·10 -09 1,73·10 12 6,8·10 -10 2,99·10 12 1 2000
Pb (aire) 3,57·10 -9 8,07·10 11 4,42·10 -9 6,51·10 11 1 2900
Cd (aire) 2,22·10 -7 5,56·10 11 4·10 -7 3,09·10 11 1 120000
Zn (aire) 9,09·10 -10 5,73·10 11 1,59·10 -9 3,28·10 11 1 520
Hg (aire) 1,93·10 -7 6,38·10 11 3,03·10 -7 4,07·10 11 1 120000
COD 7,14·10 -12 8,21·10 11 8,7·10 -12 6,75·10 11 1 5,9
P 8,33·10 -10 2,42·10 12 3,45·10 -10 5,84·10 12 1 2000
N 4,17·10 -11 1,67·10 12 2,5·10 -11 2,78·10 12 1 69
Cr (agua) 4,17·10 -9 1,58·10 11 2,63·10 -8 2,51·10 10 1 660
Zn (agua) 1,06·10 -9 2·10 11 5,32·10 -9 4·10 10 1 210
Cu (agua) 4,17·10-9 2,96·10 11 1,41·10 -8 8,75·10 10 1 1200
Cd (agua) 1,06·10-7 1·10 11 1,06·10 -6 1·10 10 1 11000
Hg (agua) 7,14·10-7 3,36·10 11 2,13·10 -6 1,13·10 11 1 240000
Pb (agua) 2,13·10-9 7,02·10 10 3,03·10 -8 4,93·10 9 1 150
Ni (agua) 2,13·10-9 8,94·10 10 2,38·10 -8 7,99·10 9 1 190
AOX (agua) 8,33·10 -10 3,92·10 11 2,13·10 -9 1,53·10 11 1 330
Nitrato (tierra) 1,33·10 -11 2·10 12 6,67·10 -12 4·10 12 1 27
Metales (tierra) 1 120000 1 120000 1 120000
Pesticida tierra 6,67·10 -10 1,2·10 12 5,56·10 -10 1,44·10 12 1 800
Residuos 4,12·10 -13 1,25·10 12 3,3·10 -13 1,55·10 12 1 0,5
Residuos (especiales) 2,44·10 -11 1·10 12 2,44·10 -11 1·10 12 1 24
LMRAD 1,67·10 -9 1,98·10 12 8,4·10 -10 3,93·10 12 1 3300
HRAD 2,33·10 -8 1,98·10 12 1,18·10 -8 3,91·10 12 1 46000
Energía 9,88·10 -13 1,01·10 12 9,74·10 -13 1,03·10 12 1 1
Tabla A.4.1. Factores Normalización y Ponderación del método Ecopuntos 97.
12

4.3 Método Eco-Indicador 95 (EI 95)
Anexos
Este método fue desarrollado bajo el programa holandés NOH por la consultora PRé en
un proyecto conjunto con Philips Consumer Electronics, NedCar (Volvo/Mitshubishi),
Océ Copiers, Schuurink, CML Leiden, TU-Delft, IVAM-ER (Ámsterdam) y CE Delft [Pré
Consultants, 2008a]. Se basa en la existencia de una correlación entre la gravedad del efecto
producido por las emisiones (según un modelo de daño) y la distancia entre el nivel actual
de emisiones y un nivel objetivo marcado como estándar de calidad ambiental, siguiendo
un modelo de distancia al nivel objetivo.
El EI 95 de un material, proceso o componente es un número que indica el impacto
medioambiental: cuanto mayor es, mayor es dicho impacto. El ecoindicador se expresa en
milipuntos (mPtos) por unidad funcional. Para materiales esta unidad funcional es el kg, así
el indicador permite obtener datos para la producción de 1 kg de material.
Los efectos medioambientales que se incluyen son aquellos que dañan los ecosistemas o la
salud humana en el ámbito europeo, y son:
• Efecto invernadero: el aumento anticipado de temperatura como resultado del aumento
de concentración de gases que restringen las radiaciones de calor en la tierra.
• La reducción de la capa de ozono: el aumento de la radiación UV en la Tierra causado
por la descomposición de las zonas de gran altitud de la capa de ozono.
• Acidificación: degradación de los bosques, por ejemplo, por la lluvia ácida.
• Eutrofización: la desaparición de plantas adaptadas a crecer especialmente en suelos
pobres, a causa de las emisiones de sustancias, que tienen el efecto de un fertilizante y
los cambios en los ecosistemas acuáticos.
• Metales pesados: daños en la salud causados por los metales pesados que se encuentran
en el suelo, agua y aire.
• Sustancias cancerígenas: provocan el cáncer en la población a causa de este tipo de
sustancias.
• Niebla invernal: niebla causada por las emisiones de polvo y SO 2.
• Niebla de verano: niebla que se forma en los picos de verano, debido a aumentos de la
concentración de ozono.
• Pesticidas: descenso de la calidad de las aguas subterráneas, causado por la lixiviación
de pesticidas.
Los efectos que no se incluyen son:
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 313

Anexos
• Sustancias tóxicas que sólo son un problema localizado en el lugar de trabajo, pero
apenas tienen influencia alguna en el medioambiente exterior, ya que se descomponen
rápidamente.
• La disminución de materias primas.
• Las cantidades consumidas en usos incorrectos, se incluyen los efectos de malgastar en
los procesamientos.
En primer lugar, se calcula un resultado para el efecto medioambiental. Después, esos
resultados se normalizan comparándolos con los niveles actuales de efecto medioambiental
por europeo y año. Después, esos efectos se multiplican por un factor de ponderación.
Estos factores de ponderación (subjetivos), se determinan de acuerdo con la distancia al
objetivo principal. Tras ponderar los resultados de todos los efectos, éstos se pueden
resumir en un resultado global. El resultado es el valor total del ecoindicador.
Todos los ecoindicadores están actualizados y son válidos para el caso de Holanda, en el
año en el que se indica específicamente.
4.4 Método Eco-indicador 99 (EI 99)
Es el sucesor del Eco-Indicador 95 (EI 95). La diferencia de principio más importante
entre estos dos métodos es que el EI 95 contiene elementos de evaluación subjetiva
(distancia hasta el objeto o Distance to target), que el EI 99 resuelve mediante la introducción
de una función de aproximación orientada al daño, mediante la cual, de cada emisión se
determina cuánto daño produce y no la distancia hasta un objetivo difícil generalmente de
definir [Goedkoop et al., 2001]. Otras diferencias más específicas se pueden enunciar de la
siguiente manera:
• El método EI 99 ofrece una ejecución más explícita de los pasos tomados
sobre las consideraciones subjetivas.
• Ofrece también una mejor descripción y definición de los modelos de daños.
• Provee una especificación exacta de todas las incertidumbres y suposiciones.
Incorpora también efectos de otras emisiones (reducción de materias primas, radiación
nuclear, uso de tierras). El método EI 95 es más un indicador de emisiones y el EI 99 es
más un indicador de consumo de recursos.
El método de los ecoindicadores sugiere el enfoque de arriba hacia abajo (top-down), que
significa comenzar por la definición del resultado requerido, mediante la especificación
previa del término ‘ambiente’ para el caso de estudio, y la forma en que serán ponderados
los diferentes problemas ambientales. La ponderación de estos problemas ambientales se
considera el paso más difícil y controvertido del análisis [Pré Consultants, 2008a].
314 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Anexos
El procedimiento sugerido por estas normas difiere por el sugerido en las normas ISO
14000, que sugieren un enfoque de abajo hacia arriba (bottom-up), para ponderar las
categorías de impacto ambiental, es decir, comenzar por definir el inventario de emisiones y
el consumo de recursos, para luego tratar de interpretarlos.
El corazón operativo de este método se centra en la utilización de ‘ecoindicadores’, que
contabilizan en puntos los efectos adversos que determinado producto ejerce sobre el
medio ambiente durante su ciclo de vida [González et al., 2005]. Con este enfoque, las
puntuaciones adimensionales (punto Ecoindicador, Pt) que resultan de la evaluación de
cada indicador, y su comparación relativa con otros indicadores de otros efectos muy
diversos, pueden ser operadas algebraicamente para permitir una puntuación final con fines
comparativos entre diferentes alternativas de diseño o rediseño de un producto.
La escala de los ecoindicadores es tal que el valor de 1 Pt representa 1 centésima parte de la
carga ambiental anual de un ciudadano europeo medio (número calculado dividiendo la
carga ambiental total en Europa entre el número de habitantes y multiplicándolo por 1000,
el factor de escala) [IHOBE, 2000].
Este método fue desarrollado por un panel conjunto de expertos y usuarios, agrupando las
categorías de impacto en 3 categorías de daño, relacionadas directamente con el resultado
del inventario [IHOBE, 2000]:
• Daños a la salud humana, en esta categoría se incluyen el número y la duración de las
enfermedades, y los años de vida perdidos debido a la muerte prematura por causas
ambientales. Estos se expresan como DALYs, años de vida sometidos a una
discapacidad (Disability Adjusted Life Years), un índice que también es usado por el
Banco Mundial y la WHO.
• Daños a la calidad del ecosistema, se incluyen el efecto sobre la diversidad de especies,
especialmente en las plantas vasculares y los organismos sencillos. Se expresan como la
pérdida de especies en cierta área, durante cierto tiempo.
• Daños a los recursos, se incluye la necesidad extra de energía requerida en el futuro
para extraer mineral de baja calidad y combustibles fósiles.
Las categorías de daño (y no las categorías de impacto), están normalizadas a nivel europeo
(daño causado por 1 europeo al año), basadas principalmente en el año 1993, con algunas
actualizaciones para las emisiones más importantes. La normalización es independiente de
la perspectiva elegida.
Para poder usar las ponderaciones para las tres categorías de daños, se desarrollaron una
serie de complejos modelos de daños, representados de forma esquemática en la siguiente
figura:
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 315

Anexos
Figura A.4.1. Representación detallada del modelo de daño.
En el modelo de daños para las emisiones, son necesario 4 pasos para calcular el daño de
las emisiones [IHOBE, 2000]:
• Análisis Final o de Destino, cuando se libera una sustancia química, ésta se abre paso
a través del aire, agua y el suelo. Su destino final y el tiempo que perdure dependerán de
las propiedades de la sustancia y el medio. Una sustancia muy soluble llegará al agua,
mientras que otra que se una a las partículas orgánicas puede terminar en determinados
tipos de suelo. Otro aspecto importante es la degradabilidad, pues la mayoría de las
sustancias orgánicas tienen un tiempo de vida limitado. El llamado modelo de análisis
de destino, contempla la relación entre los medios de dispersión y la degradación de las
sustancias. Como resultado, se puede calcular la concentración en aire, agua, suelo y
alimentos.
• Análisis de Exposición, basándose en las concentraciones calculadas, se pueden
determinar cuánto tiempo afectará una sustancia al ser humano, a las plantas y a otras
formas de vida.
• Análisis de Efecto, una vez conocido el tiempo de exposición de una sustancia, es
posible predecir los tipos y frecuencia de enfermedades así como otros posibles efectos.
• Análisis de Daño, las enfermedades predichas pueden expresarse ahora en la unidad
de daños. Por ejemplo, se sabe que un cierto nivel de exposición causa 10 casos extra
de un determinado tipo de cáncer. Por otra parte, se puede encontrar datos sobre la
media de edad de las personas que contraen esa enfermedad y la media de posibilidades
que tienen esas personas de fallecer. Con estos datos, podemos calcular el número de
años perdidos y cuantos años se ha estado impedido, ya que las personas enfermas
tienen que recibir tratamiento hospitalario. Para evaluar los efectos tóxicos en el
ecosistema, se calcula qué porcentaje de plantas y especies sencillas se han expuesto a
sustancias tóxicas, mientras que para calcular la acidificación y la eutrofización,
consideramos el porcentaje de plantas en peligro de desaparición (fracción potencial de
316 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Anexos
desaparición). Los daños ocasionados a especies superiores tales como pájaros y
mamíferos no pueden calcularse, pero hay buenas razones para considerar que el daño
a las plantas y los organismos sencillos es también representativo del daño ocasionado a
los animales más complejos.
De esta forma, se calculan los daños considerando que la mayoría de las sustancias
ocasionan a escala europea, lo mismo que los daños subsecuentes (suposición límite). Sin
embargo, en algunas de ellas, como los gases de efecto invernadero, que disminuyen la capa
de ozono y las sustancias radioactivas de larga duración, se calcula el daño a nivel mundial,
ya que estas sustancias se dispersan fácilmente por todo el mundo.
Para el modelo de daños referido al uso del suelo, un factor importante que determina que
muchas especies están en peligro de extinción es la ocupación del terreno con fines
urbanísticos y agrícolas, por lo que es esencial incluir dichos efectos del uso del suelo. Aquí,
la desaparición de especies cuenta también como unidad de daños. Los diferentes tipos de
usos del suelo tendrán también diferentes efectos. Por ejemplo, un aparcamiento
pavimentado tendrá seguro menos plantas que un prado orgánico. Según estudios de
conservación de los terrenos [Kölner, 1999] se ha desarrollado una escala que recoge la
diversidad de especies en cada tipo de tierra, teniendo en cuenta la complicación que
supone el hecho de que la diversidad de especies depende del tamaño del área. Esto
significa que la construcción y el uso de un aparcamiento no sólo tienen efectos en el área
real del aparcamiento, sino también en el área circundante, y debido a ello las áreas
naturales serán algo más pequeñas, esto se llama efecto regional. El EI 99 tiene en cuenta
tanto el efecto regional como el local.
En cuanto al modelo de daños referido a los recursos, la extracción de minerales reduce la
calidad de los recursos restantes. Esto es debido a que la humanidad siempre extrae
primero los mejores recursos, dejando los de peor calidad a las generaciones futuras. Por
ejemplo, en la Edad del Bronce, nuestros antepasados encontraron menas con elevados
porcentajes de cobre, mientras que ahora éste alcanza alrededor del 0,7%. Las generaciones
futuras experimentarán el daño referente a los recursos, ya que tendrán que emplear más
esfuerzo para extraer los recursos que queden menos concentrados cada vez. Este esfuerzo
extra se expresa como ‘excedente de energía’ [Müller-Wenk, 1998].
Para los combustibles fósiles se aplica el mismo razonamiento anterior, aunque aquí no se
puede hablar de concentración. Sin embargo, la riqueza de datos estadísticos indica que, de
forma gradual, la disponibilidad de combustible fósil de fácil extracción, como el petróleo,
va disminuyendo. Esto no significa que nos enfrentemos al final de los recursos fósiles,
sino que deberán utilizarse otros combustibles de menor calidad, como los esquistos
bituminosos. Aquí también se puede interpretar la menor calidad como excedente de
energía, ya que la exploración para encontrarlos, por ejemplo, requerirá un consumo de
energía mayor que incluso la extracción de petróleo.
La metodología empleada para calcular los indicadores tiene dos tipos de incertidumbres:
1- Incertidumbres de los datos. Se refiere a los problemas técnicos de medida y evaluación
de los factores. Se presentan como la desviación geométrica estándar. Para la toxicidad
son importantes.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 317

Anexos
2- Incertidumbres sobre la configuración del modelo empleado. Están relacionadas con
opciones subjetivas en el modelo, tales como la elección del espacio de tiempo en el
mismo o si debemos incluir un efecto o incluso si las pruebas científicas demuestran
que la existencia de ese efecto es incompleta; así se desarrollan 3 versiones diferentes de
la metodología, que son:
i) Perspectiva Jerárquica (H): La perspectiva temporal elegida es un balance entre
plazos largos y cortos de tiempo, las sustancias son incluidas si hay consenso en
cuanto a su efecto. Para los combustibles fósiles se asume que no pueden ser
fácilmente sustituibles.
ii) Perspectiva Igualitaria (E): La perspectiva temporal elegida es a muy largo plazo, los
sustancias son incluidas si hay una mínima y clara indicación en cuanto a su efecto.
Los daños no pueden ser evitados, y causarán efectos catastróficos. Para los
combustibles fósiles se asume que no pueden ser fácilmente sustituibles.
iii) Perspectiva Individualista (I): La perspectiva temporal elegida es a corto plazo (100
años o menos), los sustancias son incluidas si hay alguna prueba completa en
cuanto a su efecto. Los daños pueden ser recuperados por desarrollo tecnológico y
económico. Para los combustibles fósiles, se asume que no pueden ser fácilmente
agotados, quedándose fuera de la evaluación (al punto de que no se considera en la
categoría daños a los recursos).
La versión (H) es la que se elige por defecto para esta tesis debido a que es la ponderación
media del panel de expertos y tiene una visión más moderada, mientras que las otras
versiones tienen una percepción más radical de la realidad. En el caso de la visión (I), no
cree que el consumo de los combustibles fósiles sea un problema, ya que cree que será
posible sustituir totalmente esta fuente de energía cuando se acabe, situación que parece
poco sensata con la actual situación, dado el conocimiento asumido del agotamiento de los
recursos energéticos fósiles en las calidades actuales.
1.- Caracterización
Emisiones
Los factores de caracterización son calculados al nivel de punto final (daños). El modelo de
daño para las emisiones incluye análisis de destino, análisis de exposición, análisis de
efectos y análisis de daños. Este modelo se aplica para las siguientes categorías de impacto
[Pré Consultants, 2002]:
- Cancerígenos. Las sustancias que se consideran son las mismas que las de la categoría de
impacto cancerígenos del método CML 2 baseline. El daño se expresa como DALY/kg
emisión.
- Orgánicos respirados. Efectos respiratorios resultado del smog de verano y emisiones de
sustancias orgánicas al aire. El potencial de creación de ozono fotoquímico, POCP,
también conocido como smog de verano, para las emisiones de sustancias al aire es
calculado con el modelo de Trayectoria UNECE (incluye el destino final de la
sustancia), y se expresa en kg etano equivalente/kg emisión. El daño se expresa como
DALY/kg. emisión.
318 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Anexos
- Inorgánicos respirados. Efectos respiratorios resultado del smog de invierno causado por
emisiones de partículas, SO x y NO x al aire. El daño se expresa como DALY/kg.
emisión.
- Cambio climático. Los factores de caracterización para la fase de análisis final están
basados en el modelo de caracterización desarrollado por el IPCC y expresados como
potencial de calentamiento global para un horizonte temporal a largo plazo de 200 años
(GWP200). El factor de equivalencia IPCC se ha dividido en tres grupos:
• Gases con una vida atmosférica menor de 20 años, se asume que se comportan
como el metano.
• Gases con vida atmosférica entre 20 y 100 años, se comportan como el CO 2.
• Gases con vida atmosférica superior a 100 años, se comportan como el N 2O.
El daño se expresa como DALY/kg emisión, resultado de un incremento o descenso de
enfermedades y mortalidad causadas por el cambio climático.
- Radiación. Basada en estudios para la industria nuclear alemana. El daño se expresa
como DALY/kg emisión, resultado de la radiación nuclear.
- Capa de ozono. Las sustancias que se consideran son las mismas que considera el método
CML 2 baseline para esta categoría de impacto. El daño se expresa como DALY/kg
emisión, debido el incremento de las radiaciones UV como resultado de la emisión de
sustancias reductoras de ozono al aire.
- Ecotoxicidad. Daños a la calidad del ecosistema, como resultado de la emisión de
sustancias tóxicas al aire, agua y tierra. Las principales son metales pesados, siendo la
sustancia de referencia el cromo. El daño es expresado como fracción potencialmente
afectada: (PAF)· m 2 · año / kg emisión.
- Acidificación/Eutrofización. Las sustancias que se consideran son las mismas que
considera el método CML 2 baseline para las categorías de impacto eutrofización y
acidificación. El daño a la calidad del ecosistema, como resultado de las emisiones de
sustancias acidificantes al aire, se expresa como fracción potencialmente desaparecida:
(PDF)· m 2 · año / kg emisión.
Uso de la tierra
El uso de la tierra (por la actuación humana) tiene impacto sobre la diversidad de especies.
Se construye una escala expresando la diversidad de especies por tipo de uso de la tierra,
basada en diversas observaciones y según los tamaños del área estudiada. Se tienen en
cuenta efectos regionales y también locales.
- Uso de la tierra. Son daños como resultado, bien de la conversión tierras o de su
ocupación. Los daños son expresados como PDF· m 2 · año / m 2 o m 2 a.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 319

Anexos
Agotamiento de los recursos
La humanidad siempre extraerá los mejores recursos primero, dejando los recursos de más
baja calidad para futuras extracciones. El daño sobre los recursos será experimentado por
las generaciones futuras, ya que tendrán que usar mayores esfuerzos para extraer los
recursos que quedan. Este esfuerzo extra es expresado como ‘surplus energy’ (energía extra).
- Minerales. Energía extra por kg de mineral, como resultado del descenso de las vetas de
minerales.
- Combustibles fósiles. Energía extra para extraer MJ, kg o m 3 de combustible fósil, como
resultado de la menor calidad de los recursos.
2.- Evaluación de daños
Se agrupan los resultados de las categorías de impacto en 3 tipos de daños [Pré Consultans,
2002]:
• Daños a la Salud Humana, en esta categoría de daño se incluyen las siguientes
categorías de impacto: cancerígenos, orgánicos respirados, inorgánicos respirados,
cambio climático, radiación y capa de ozono.
• Daños a la Calidad del Ecosistema, se incluyen las siguientes categorías de impacto:
ecotoxicidad, acidificación/eutrofización y uso de la tierra.
• Daños a los Recursos, donde están incluidas las siguientes categorías de impacto:
minerales y combustibles fósiles.
3.- Normalización
Se puede realizar al nivel de categoría de impacto y de daño. Los datos de normalización se
calculan a nivel europeo, la mayoría están basados en el año 1993, con muchas
adaptaciones para las emisiones más importantes. En la siguiente tabla aparecen los
factores de normalización para las categorías de daños según la perspectiva adoptada.
H/H H/A E/E E/A I/I I/A
Salud Humana 65,1 64,7 121
Calidad Ecosistemas 1,95·10 -5 1,95·10 -4 2,22·10 -4
Recursos 1,19·10 -4 1,68·10 -4 6,68·10 -3 6,77·10 -3
H: se refiere al conjunto de factores de peso según la perspectiva jerárquica.
E: se refiere al conjunto de factores de peso según la perspectiva igualitaria..
I: se refiere al conjunto de factores de peso según la perspectiva individualista.
A: se refiere al conjunto de factores de peso medios (average weighting set) (media del panel de expertos).
Tabla A.4.2. Factores de Normalización método EI 99.
4.- Ponderación
Se puede llevar a cabo en el nivel de categoría de impacto y de daño (nivel del punto final
en la ISO). Un panel de expertos realiza la ponderación para todas las categorías de
impacto y las tres categorías de daño. Cada perspectiva dispone de una ponderación
específica. La ponderación es el resultado medio de la evaluación del panel. En la siguiente
320 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Anexos
tabla aparecen los factores de caracterización para las categorías de daños según la
perspectiva adoptada [Pré Consultants, 2002].
H/H H/A E/E E/A I/I I/A
Salud Humana 300 400 300 400 550 400
Calidad Ecosistemas 400 400 500 400 250 400
Recursos 300 200 200 200 200 200
Tabla A.4.3. Factores de Ponderación método EI 99.
4.5 Método IMPACT 2002+
Es una metodología desarrollada en el Instituto Tecnológico Federal suizo. Este método es
fundamentalmente una combinación entre los métodos EI 99, CML y IPCC, uniendo
todos los resultados del inventario (flujos elementales y otras intervenciones) de las 14
categorías en 4 categorías de daño [Pré Consultants, 2008a].
Los factores de caracterización utilizados/adaptados de cada uno de los métodos son:
• Eco-indicador 99: efectos respiratorios, radiaciones ionizantes, acidificación
terrestre, uso de la tierra y extracción mineral.
• CML: acidificación y eutrofización acuáticas. La eutrofización acuática
implementada en este método son para un interfluvio de fósforo limitado.
• De su anterior versión (IMPACT 2002), los factores cancerígenos y no
cancerígenos a la salud humana y ecotoxicidad acuática y terrestre.
El factor de daño está normalizado dividiendo el impacto por unidad de emisión, por el
impacto total de todas las sustancias de la categoría de impacto para el cual hay factor de
caracterización, por persona y año (en Europa). La unidad de todos los factores de daño
normalizados son, por lo tanto [persona*año/unidad emisión]. Por ejemplo, el número de
personas equivalentes afectadas durante un año por unidad de emisión. Un resumen de los
factores de normalización de las 4 categorías de daño aparece en la siguiente tabla:
Categorías de Daño Factores normalización Unidad
Salud Humana 0,0071 DALY/persona · año
Calidad del Ecosistema 13.700 PDF·m 2·año/persona · año
Cambio Climático 9.950 kg CO2/persona · año
Recursos 152.000 MJ/persona · año
Tabla A.4.4. Factores de Normalización para las 4 categorías de daños para Europa Occidental.
4.6 Método Demanda acumulada de Exergía (CExD)
Este método proviene directamente de la base de datos Ecoinvent 2.0. La cantidad de
sustancias presentadas son compatibles con la base de datos EI 2.0 y no extensible a otras
bases de datos, considerando las exergías químicas, cinética, hidráulica, nuclear, radioactivasolar
y térmica [Pré Consultants, 2008a].
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 321

Anexos
El método incluye las etapas de caracterización y ponderación.
Este método se introduce para representar la extracción de exergía total para producir un
proceso o producto desde la naturaleza, sumando la exergía de todos los recursos
requeridos. El CExD analiza la cantidad de energía demandada e incluye la exergía de los
portadores así como los materiales no energéticos.
La exergía es otro modo de expresar la calidad de la energía más que la energía contenida.
Ambas se expresan en MJ. La exergía es una medida del trabajo útil que cierto portador de
energía puede ofrecer. Por ejemplo, el gas natural tiene un alto valor de exergía, y puede ser
usado para generar vapor a alta temperatura y presión. Si el gas natural se usa para calentar
una casa con una caldera de alta eficiencia, se pierde muy poca cantidad de energía, pero la
exergía contenida se pierde casi completamente (con agua entre 50 y 80ºC es poco probable
obtener trabajo útil). En este método, la exergía se utiliza como una medida del potencial
de pérdida de fuentes de energía útil.
Categorías de impacto consideradas: fósiles no renovables; nuclear no renovable; hidráulica
renovable; biomasa renovable; otras renovables, agua renovable; metales no renovables;
minerales no renovables. Para calcular el CExD, se aplica la siguiente ecuación [Pré
Consultants, 2008a]:
Siendo,
= ∑ ∑
CExD mi
∗ Ex(
ch),
i + n j ∗ rex−e(
k , p,
n,
r,
t),
j
i
j
CExD : demanda de exergía acumulada por unidad de producto o proceso (MJ-eq.)
m i : recurso de masa o material i (kg.)
Ex (ch)i : exergía por kg de sustancia i (MJ-eq./kg.)
n j : cantidad de energía desde el portador de energía j (MJ)
r ex - e (k, p, n, r, t),j: ratio de exergía respecto de la energía del portador de energía j (MJ-eq./MJ)
ch: componente química; k: cinética; p: potencial; n: nuclear; r: radiactiva; t: térmica
La asignación del tipo adecuado de exergía depende del recurso empleado:
• Exergía química ch aplicada en todos los recursos materiales, para biomasas,
agua y combustibles fósiles (por ejemplo, todos los materiales que no son
especies de referencia en el ambiente de referencia).
• Exergía térmica t aplicada para la geotérmica, donde el calor es sacado sin
extracción material.
• Exergía cinética k aplicada en la energía cinética del viento usado para
funcionar un generador eólico.
322 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Anexos
• Exergía potencial p aplicada en la energía potencial del agua usada para
funcionar una planta hidroeléctrica.
• Exergía nuclear n aplicada en el combustible nuclear consumido en las
reacciones de fisión.
• Exergía radiativa r aplicada en la radiación que incide en los paneles solares.
En la ponderación, cada categoría de impacto tiene un factor de ponderación de valor 1.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 323

ANEXO 5. DATOS DE INVENTARIO PARA
REALIZAR EL ACV
5.1 Serie de datos de Ecoinvent utilizados para el inventario de los
sistemas
A continuación aparece un listado con una breve descripción de los datos utilizados para
realizar el inventario de los distintos sistemas. Si no se indica nada explícita en los datos, se
supone que proceden de sus fuentes originarias correspondientes a Suiza, que se pueden
utilizar como aproximación para Europa. Para más información consultar PRé Consultants
(2004b).
1.- Materias primas
- Sulfato de calcio; calcium sulfate, in ground (kg). Materia prima extraída de la naturaleza.
- Agua del mar, para proceso; water, process, salt, ocean (kg). Materia prima extraída de la
naturaleza.
- Ocupación de suelo, área industrial; land occupation, industrial area (m 2 ·año). Área ocupada
por la infraestructura de los sistemas durante su tiempo de vida.
2.- Materiales y productos químicos
- Grava; gravel, unspecified, at mine (kg). Densidad de 2.650 kg/m 3 , mezcla de arena gruesa
(79%) y triturada (21%). El modelo incluye los procesos de manufactura (extracción,
trituración, etc.), los procesos internos (transporte, etc.) y la infraestructura.
- Cemento; cement, unspecified, at plant (kg). Densidad de 3.120 kg/m 3 . Mezcla de diferentes
tipos de cementos. El modelo incluye los procesos de manufactura (extracción,
trituración, etc.), los procesos internos (transporte, etc.) y la infraestructura.
- Hormigón y hormigón armado; concrete, normal, at the plant y lightweight concrete block, at
plant (kg). Densidad de 2.200 kg/m 3 . El modelo incluye la producción de hormigón ya
mezclado desde las materias primas, su transporte a la planta final, el secado con aire, el
empaquetado, la infraestructura y la disposición de las aguas residuales y algunos
residuos sólidos.
- Hierro y hierro fundido; pig iron y cast iron (kg). Densidad de 7.900 kg/m 3 . El modelo
incluye el transporte del metal y otras entradas de material (35% chatarra y 65% hierro)
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 325

Anexos
a la caldera eléctrica de arco, su fundición, el proceso de refino y fundición final. Se
corresponden con datos de plantas europeas.
- Arena; sand, at mine (kg). El modelo incluye los procesos de manufactura para la
excavación de la grava gruesa (65%) y arena (grava fina, 35%), los procesos internos
(transporte, etc.) y la infraestructura para la operación (maquinaria).
- Asfalto; bitumen, at refinery (kg). El modelo incluye los flujos de materiales y energía de
todos los procesos de la refinería (extracción del petróleo, transporte, refino, etc.),
tratamiento de aguas residuales y descargas directas a los ríos. Son datos provenientes
de refinerías europeas.
- Acero y acero de baja temperatura; reinforcing steel y ferromagnese, high coal, 74,5% Mn, at
regional storage (kg). El modelo incluye la producción de acero sin aleación y de baja
aleación y su reducción en caliente. Datos de plantas europeas.
- Acero inoxidable; chromium steel at plant (kg). El modelo incluye la producción del acero
cromado y la reducción en caliente.
- Aluminio; aluminium, production mix, at plant (kg). Mezcla de aluminio primario y
secundario. El modelo incluye toda la producción del metal, desde la minería hasta la
metalurgia.
- Niquel; nickel, 99,5%, at plant (kg). El modelo incluye toda la producción del metal,
desde la minería con su infraestructura, la disposición de sus residuos y desechos, la
metalurgia con la disposición de escorias, su infraestructura y la separación de los
subproductos y el refino para conseguir el metal.
- Cobre; copper, at regional storage (kg). El modelo incluye el transporte del metal primario y
secundario desde los países importadores a Europa, y el proceso de producción del
metal. Los datos son de Alemania.
- Titanio; titanium dioxide, production mix, at plant (kg). El modelo de la cuna a la tumba
incluye todos los materiales arcillosos, precursores, transportes e infraestructuras. Se
corresponden con datos europeos.
- PVC; polyvinylchloride, at regional storage (kg). El modelo contabiliza la producción del
polímero de PVC y la extrusión final. Son datos medios europeos de 3 tipos diferentes
de PVC (de suspensión, de emulsión, a granel).
- PVCD; polyvinylidenchloride, granulate, at plant (kg). El modelo incluye los datos de todos
los procesos desde la extracción de la materia prima hasta el transporte a la planta.
- PE; polyethylene, HDPE and LHPE, granulate, at plant (kg). El modelo incluye los datos de
todos los procesos desde la extracción de la materia prima hasta el transporte a la
planta, la producción de la fibra de polietileno y la extrusión final.
326 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Anexos
- PS; polystyrene, general purpose, GPPS, at plant (kg). El modelo incluye los datos de todos
los procesos desde la extracción de la materia prima hasta el transporte a la planta, la
producción del polímero de poliestireno y la extrusión final.
- Polibutadieno; polybutadiene, at plant (kg). El modelo incluye los datos de todos los
procesos desde la extracción de la materia prima hasta el transporte a la planta.
- Caucho sintético; synthetic rubber, at plant (kg). Densidad de 860 kg/m 3 . El modelo
incluye la producción del EPDM (sintético y elastómero), la extrusión y vulcanización.
También se incluyen los transportes de las materias primas a la planta de producción
del elastómero y la de polimerización.
- Poliamida aromática; epoxy resin, liquid, at plant (kg). El modelo incluye la producción del
polímero de PVC y la extrusión para obtener las capas. También incluye los datos de
todos los procesos desde la extracción de la materia prima hasta el transporte a la
planta.
- Poliuretano; polyurethane, flexible foam, at plant (kg). El modelo incluye el transporte e
infraestructura de los monómeros así como la producción (energía, aire, emisiones) de
la espuma de PUR. Son datos europeos.
- Vidrio blanco sin revestimiento; flat glass, uncoated, at plant (kg). El modelo incluye el
proceso general de manufactura para producir el vidrio (materias primas, adición de
desechos, procesos de fundición, procesos de enfriamiento, de corte y
almacenamiento), procesos internos (transporte, etc.) e infraestructura. No se incluye el
empaquetamiento. La cantidad total de energía procede de gas natural (58%),
combustible fósil (38%) y eléctricidad (5%). Se corresponden con datos de producción
medios europeos.
- Fibra de vidrio reforzado con plástico; glass fibre reinforced plastic, at plant (kg). El modelo
incluye el moldeo por inyección de la fibra de vidrio con plástico, incluyendo las
entradas de material, el proceso y la infraestructura.
- Cerámica; ceramics, at regional storage (kg). El modelo incluye la producción de la cerámica,
y el transporte de las materias primas a la fábrica. Los datos proceden de dos industrias
de un productor de Austria.
- Colector solar; solar collector glass tube, with silver mirror, at plant (kg). Inventario completo
para la manufactura de los colectores de tubos, desde los tubos de vidrio, incluyendo
una capa protectora pulverizada con un recubrimiento selectivo y una capa de espejo.
Son datos de Dinamarca.
- Ácido clorhídrico (HCl); hydrochloric acid, 30% in H 2O, at plant (kg). El modelo incluye los
compuestos precursores, los materiales auxiliares, transporte e infraestructura. Se
asume que el HCl se genera desde la combustión del Cl con H (50%) y también como
subproducto de otros productos. Son datos procedentes de plantas en Europa y
Norteamérica.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 327

Anexos
- Ácido fosfórico; phosphoric acid, industrial grade, 85% in H 2O, at plant (kg). El modelo
incluye materias primas, los compuestos químicos y energía del proceso, emisiones
directas del agua de proceso, disposición de los residuos sólidos del proceso y solvente
gastado para la incineración, y la concentración del 85% después de la purificación. Se
basa en la producción media de EEUU y Marruecos, del ácido fosfórico con fosfato de
roca húmedo y con el proceso de deshidratación.
- Ácido sulfúrico; sulphuric acid, liquid, at plant (kg). El modelo incluye la obtención del
SO 2 contenido en el gas (por medio de la oxidación del S contenido en las materias
primas: S elemental, piritas, otros sulfuros o ácidos), el consumo de auxiliares, la
energía, la infraestructura, el uso de la tierra, el transporte de las materias primas,
auxiliares y residuos, la conversión de SO 2 a SO 3 y la absorción del SO 3 en la solución
(ácido sulfúrico en agua) para conseguir el ácido sulfúrico. Son datos europeos medios.
- Sulfato de sodio; sodium sulphate, from Mannheim process, at plant (kg). El modelo incluye las
materias primas y compuestos químicos utilizados para la producción, transporte de
materiales a la planta de producción, emisiones al aire y al agua desde la producción,
estimación de la energía y la infraestructura de la planta. Se corresponden con datos de
procesos medios europeos.
- Sulfato de Aluminio; aluminium sulphate, powder, at plant (kg). El modelo incluye las
materias primas y consumo de energía para la producción y la infraestructura
(estimada). Estos datos proceden de un productor europeo.
- Cloro; chlorine, gaseous, membrane cell, at plant (kg). El modelo incluye el proceso de
electrólisis en una celda de membrana, la producción de salmuera, su purificación,
restauración así como el tratamiento final de los productos de la electrólisis (sin la
licuación del cloro). Son datos medios europeos.
3.- Energía
- Producción de energía térmica con gas natural; heat, natural gas, at industrial furnace (MJ).
El modelo incluye la entrada de combustible desde la red de alta presión, la
infraestructura (caldera), las emisiones de la combustión del gas natural en la caldera y
la electricidad necesarias para la operación. No se incluye la distribución posterior del
calor.
- Producción de energía térmica con propano; heat, heavy fuel oil, at industrial furnace (MJ).
El modelo computa la entrada de combustible desde la red de alta presión, la
infraestructura (caldera), las emisiones de la combustión del propano en la caldera y la
electricidad necesarias para la operación. No se incluyen las posibles pérdidas en la
distribución posterior del calor generado. La eficiencia de la combustión es del 95%.
- Producción de energía térmica con carbón; heat, at hard coal industrial furnace (MJ). El
modelo incluye la purificación del combustible, el transporte, combustión y la
distribución. La eficiencia neta es del 80%. Se asume que la alimentación de la caldera
para quemar carbón de antracita tiene una calidad entre carbón de llama larga y hulla.
Los datos proceden de Alemania.
328 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Anexos
- Producción de energía térmica con petróleo; heat, heavy fuel oil, at industrial furnace (MJ).
El modelo incluye la purificación del combustible, el transporte, combustión y la
distribución. El calor entregado por la caldera no incluye pérdidas durante la
distribución a la industria. Es una caldera no modular, con una eficiencia del 95%.
- Producción de electricidad; electricity, medium voltage, production UCPTE, at grid (kWh). El
modelo incluye la extracción de los recursos energéticos, el transporte, la
transformación de alto a medio voltaje, la transmisión de la electricidad y su
distribución a la red, asumiendo el perfil de consumo eléctrico europeo en los casos
base o de referencia analizados. El consumo se realizará a media tensión.
- Producción de energía solar térmica; heat, at hot water tank, solar+gas, flat plate, multiple
dwelling (MJ). El modelo incluye la distribución del calor con un sistemas solar,
incluyendo el calentamiento auxiliar necesario, mantenimiento y uso de la electricidad
en la operación.
- Producción de energía fotovoltaica; electricity, production mix photovoltaic, at plant (kWh). El
mix incluye paneles de silicio mono y poli-cristalinos, conectados a la red. El modelo
incluye la infraestructura, instalación y montaje de los paneles solares.
- Producción de energía eólica; electricity, at wind power plant 2 MW, offshore Middelgrunden
(Dinamarca) y electricity, at wind power plant 150 kW Grenchenberg (Suiza) (kWh). El modelo
incluye la operación de la planta eólica con el cambio necesario de aceite para engranaje
cada dos años. También incluye el factor de capacidad (10,5% para la planta de 150 kW
y 30% para la de 2 MW) según las condiciones del viento. La vida útil de las partes
móviles es de 20 años y las de las fijas de 40 años.
- Producción de energía hidráulica; electricity, hydropower, at power plant (kWh). El modelo
incluye la electricidad producida en las plantas hidroeléctricas fluyentes (46%) y de pie
de presa (54%).
4.- Transformación de materiales
- Excavaciones; excavation, hydraulic digger (m 3 ). Se asume que la excavación se realiza con
una excavadora hidráulica. El modelo computa la maquinaria y el consumo de
combustible.
- Extrusión de las tuberías de plástico; extrusion, plastic pipes (kg). El modelo incluye los
auxiliares y demanda de energía para el proceso de conversión de los plásticos. Los
datos proceden de diferentes compañías europeas y suizas.
- Moldeado por soplado; blow moulding (kg). El modelo incluye los auxiliares y demanda
de energía para el proceso de conversión de los plásticos. Son datos de diferentes
compañías europeas y suizas.
- Reformado térmico; thermoforming, with calendering (kg). El modelo incluye los auxiliares y
demanda de energía para el proceso de conversión de los plásticos. Contiene datos de
diferentes compañías europeas y suizas.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 329

Anexos
- Soldadura; welding, arc, steel (m). El modelo incluye la soldadura de arco y el transporte
de la varilla de metal y los protectores de gas en el lugar de uso. Son datos europeos.
5.- Transporte
- Transporte con camión de 40 toneladas; transport, lorry 40 t (ton·km). Según el escenario
europeo de Ecoinvent, los metales férricos, plásticos, productos químicos y el asfalto
son transportados 100 km; el hormigón y los minerales 50 km. Para los materiales
inertes se asume una distancia de 15 km hasta el vertedero. El modelo incluye la
producción, mantenimiento y disposición final del camión y la carretera.
- Transporte de mercancías por tren; transport, freight train (ton· km). Según el escenario
europeo de Ecoinvent, los metales férricos, plásticos, y el asfalto son transportados 200
km; el hormigón y los minerales 0 km; y los productos químicos 600 km. El modelo
incluye la producción, mantenimiento y disposición de la locomotora, los vagones y los
raíles, y la electricidad y el combustible consumidos en la operación. Los datos están
referidos a la condiciones de transporte en Europa.
5.2 Datos de inventario de las desaladoras
5.2.1 Inventario de la desaladora MSF
Para la planta desaladora MSF de Al-Taweelah B (sita a 80 km de AbuDhabi City, en el
corazón de los Emiratos Árabes Unidos), según la descripción dada en el apartado 4.2.1, se
consideran como principales componentes en la fase de construcción o montaje:
• Materiales de la obra civil y construcción de la planta: hierro fundido, hormigón,
hormigón armado y acero.
• Caldera, donde se quema el combustible (gas natural) y se produce el vapor necesario
para la planta desaladora. El material es el acero al carbono de baja temperatura,
ferromagnese, high coal.
• Tubos del brine heater (BH), donde se calienta el caudal de salmuera hasta la
temperatura de saturación, gracias a la condensación del vapor que proviene de la
caldera. El material es una aleación de cobre-níquel, y el total del número de tubos es
de 3.060 (2 pasos).
• Tubos de la sección de rechazo (Reject Section, HJS), por donde se elimina parte del
calentamiento innecesario de la planta y tiene lugar la primera parte de la destilación.
Corresponde a las etapas 18-20, con un número de tubos por etapa de 2.390, y el
material es una aleación de Titanio.
• Tubos de la sección de recuperación de calor (Recovery Section, HRS), que cuenta con
17 etapas y produce la mayor cantidad de destilado. Para las etapas 1-2, el material es
una aleación de cobre-níquel, el número tubos por etapa son 3.060; en las etapas 3-11,
el material es una aleación de cobre–níquel, el número tubos por etapa es 3.060; y para
330 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Anexos
las etapas 12-17, el material es una aleación de Titanio, con un número de tubos por
etapa de 3.185. Todo ello queda limitado por la corrosividad y posibilidad de
incrustación según la temperatura de trabajo.
• Evaporadores, secciones de recuperación y rechazo (carcasas, bafles, el resto que no
son tubos). El material es acero inoxidable, Chromium steel.
• Sistema de bombeo de la planta de desalación (bombas de recirculado, destilado,
rechazo, agua de mar, retorno BH, retorno a desgasificador). El material es de acero
inoxidable.
• Resto elementos. Se supone que el material es acero inoxidable, al prevenirse contacto
con agua salada en cualquier momento.
Se crean en el programa estos subsistemas, seleccionando los materiales y procesos e
indicando las cantidades necesarias. En la tabla A.5.1 aparecen las tablas con los datos
introducidos en el programa para los componentes de la fase montaje de la MSF.
En el subapartado 5.2.4 de este anexo aparece una descripción más detallada de la planta y
sus componentes o secciones (caudales, materiales, medidas, superficie,...).
La cantidad total de materiales necesarios en la etapa de fabricación de los componentes de
la planta MSF se especifican en la siguiente tabla:
Material Peso (ton)
Hierro fundido 30
Hormigón 6.000
Hormigón armado 2.500
Acero 300
Acero inoxidable 3.370
Acero baja aleación 740
Acero de Ni-Cu 826
Acero de Ti 100
Tabla A.5.1. Materiales planta MSF.
Para la fase de disposición final, una vez finalizado el ciclo de vida de la planta, se considera
el peor de los casos posibles, y es que todos los materiales (en un 100%) van directamente
al vertedero (es el escenario de residuo), sin reciclar ni reutilizar ningún componente ni
material, empleando el tren eléctrico para su transporte. El vertedero pertenece a la base de
datos Ecoinvent, antes de que los residuos sean depositados se produce una separación de
las distintas fracciones: PVC, PET, aluminio, plásticos, cartón,...
Se crea posteriormente el proceso de producción de 1 kg de destilado de la MSF, en
función de las entradas y salidas del inventario. Un punto destacable en la elaboración del
proceso es la adición paupérrima de antiincrustrante (antiscale), el real es hexametafosfato
sódico, pero al no aparecer en la base de datos SimaPro, se sustituye por el ácido fosfórico,
que si está en la Ecoinvent y es el más parecido en composición al hexametafosfato, y se
supondrá que tiene un proceso de producción similar, aunque no realice exactamente la
misma función.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 331

Anexos
Finalmente, se completa la fase Ciclo de Vida: el montaje seleccionado es una unidad de
montaje MSF; el proceso elegido es la producción de destilado MSF, con una cantidad que
será la producida en los 25 años de vida de la planta (379,2 hm 3 ); el escenario de residuo
seleccionado es la disposición MSF.
5.2.2 Inventario de la desaladora MED
Para la planta desaladora MED, según la descripción dada en el apartado 4.2.1, en la fase de
construcción o montaje se consideran como principales componentes:
• Materiales de la obra civil y construcción de la planta: hierro fundido, hormigón,
hormigón armado y acero.
• Caldera, donde se quema el combustible (gas natural) y se produce el vapor necesario
para la planta desaladora. Se supone que es similar a la usada en la planta MSF. El
material es el acero al carbono, ferromagnese, high coal.
• Etapas de la planta, 5 unidades gemelas con 14 etapas cada una, incluidos los
intercambiadores y el resto de elementos, donde tiene lugar la destilación. El material es
una aleación de cobre-níquel.
• Bombas de la planta MED: bomba de captación de agua de mar, salmuera y bomba de
destilado. El material es acero inoxidable, Chromium steel.
• Condensador, que recoge el destilado en la última etapa precalentando el agua de mar
que entra. El material es también una aleación de cobre-níquel.
• Resto de elementos, supuestos como acero inoxidable.
En el apartado 5.2.4 de este anexo aparece una descripción más detallada de la desaladora
MED y sus componentes.
La cantidad total de materiales necesarios en la etapa de fabricación de los componentes de
la planta MED se especifican en la siguiente tabla:
Material Peso (ton)
Hierro fundido 30
Hormigón 6.000
Hormigón armado 2.500
Acero 300
Acero inoxidable 230
Acero baja aleación 740
Acero de Ni-Cu 3.200
Tabla A.5.2. Materiales planta MED.
Se sigue el mismo procedimiento descrito antes para la planta MSF para la elaboración de
las distintas fases del sistema MED (montaje, operación y desmantelamiento). Se completa
la fase Ciclo de Vida de la siguiente manera: el montaje seleccionado es una unidad de
montaje de la MED; el proceso elegido es la producción de destilado MED, con una
332 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Anexos
cantidad que será la producida en los 25 años de vida de la planta (375 hm 3 ); el escenario de
residuo seleccionado es la disposición MED.
5.2.3 Inventario de la desaladora OI
Para la planta desaladora de OI de Antofagasta (Chile) de la que nutre de datos esta tesis, y
según la descripción dada en el apartado 4.2.1 de esta tesis, en la fase de construcción se
consideran como principales componentes:
• Materiales de la obra civil y construcción de la planta: hierro fundido, hormigón
armado y acero. También se computa el edificio de control y oficinas, sala de
dosificación, filtración, bombeo, almacén y urbanización.
• Filtros horizontales SILEX, donde se realiza la filtración del agua de mar. El material es
acero al carbono y el tipo de arena empleada es la arena silícea.
• Sistema de bombeo: bombas de captación de agua de mar, bombas del propio proceso
de alta presión y bomba de permeado producto hacia los depósitos de producto. El
material es el acero inoxidable.
• Tubos cilíndricos a presión que contienen 7 membranas, el material es la fibra de vidrio
reforzado con plástico o también llamado resina epoxi, con un diámetro de 8 pulgadas
(20 cm). Cada una de las líneas o módulos tiene 82 tubos de presión.
• Tubería de suministro del agua destilada. Tiene una longitud de 20 km, diámetro
interno 0,5 m, y espesor 0,02 m de acero inoxidable. Este componente sólo aparece en
el montaje en las comparaciones con los otros sistemas de suministro, por lo tanto para
este análisis individual de la planta de OI no se considera.
• Membranas en espiral TORAY de poliamida aromática, con una vida media de 5 años.
En el apartado 5.2.4 de este anexo aparece una descripción más detallada de la planta de OI
y de sus componentes. La cantidad total de materiales necesarios para la etapa de
fabricación de los subsistemas de la planta OI se especifican en la siguiente tabla:
Material Peso (ton)
Hierro fundido 10
Hormigón 2.000
Hormigón armado 750
Acero 1.350
Acero inoxidable 6
Resina epoxi 22,96
Arena silícea 1.000
Poliamida aromática 459,2
Tabla A.5.3. Materiales planta OI.
Se sigue el mismo procedimiento descrito antes para la planta MSF para la elaboración de
las distintas fases del sistema OI (montaje, operación y desmantelamiento).
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 333

Anexos
• Para el acondicionamiento agua de mar (pH), el compuesto debería ser bisulfito sódico,
pero al no estar en la base de datos Ecoinvent, se elige el sulfato de sodio.
• Para el acondicionamiento del destilado, se ha sustituido el hidróxido cálcico por el
sulfato de calcio debido a que no aparece como tal en la Ecoinvent.
• El coagulante real debería ser FeCl 3, pero por la misma razón anterior se ha elegido el
sulfato de aluminio.
• El antiincrustante debería ser hexametafosfato sódico, pero el más aproximado que se
encuentra en la Ecoinvent es el ácido fosfórico.
Todas las anteriores sustituciones se pueden realizar debido a que los consumos específicos
(por kg de destilado producido) son realmente pequeños. El criterio elegido para la
sustitución de los compuestos químicos es la composición química, así el proceso de
producción será parecido al compuesto que sustituye.
La planta desaladora de OI es diferente a la MSF y MED, debido a que las membranas
tienen un ciclo de vida más corto que la propia planta desaladora, es por ello que se crea un
ciclo de vida adicional para las membranas, que deben cambiarse cada 5 años (dato
adaptado de la planta real de Antofagasta en Chile, donde las cambian cada 8 años, pero se
ha adoptado un criterio más conservador al no computarse otros aspectos en el análisis de
la planta). El escenario de disposición final de dichas membranas también será el vertedero,
en principio sin posibilidad de reciclarlas.
Finalmente se completa la fase Ciclo de Vida: el montaje seleccionado es una unidad de
montaje de la OI; el proceso elegido es la producción de permeado OI, con una cantidad
que será la producida en los 25 años de vida de la planta (383,4 hm 3 ); el escenario de
residuo seleccionado es la disposición OI, y se completa con el ciclo de vida adicional de las
membranas, con 22.960 unidades (25/5 sustituciones/membrana x 8 líneas x 82
tubos/línea x 7 membranas/tubo).
5.2.4 Datos de las plantas desaladoras
Tiempo vida de las plantas de desalación: 25 años
Horas operación plantas: 8.000 h/año, 333 días/año
Densidad Destilado: 1.000 kg/m 3
TDS (Sólidos Totales Disueltos) agua mar: 35.000 ppm
Tª agua mar: 32ºC
1.- DATOS PLANTA DESALADORA MSF DE AL-TAWEELAH B (EMIRATOS
ÁRABES UNIDOS)
Datos Técnicos Planta Desaladora MSF: en condiciones de Caudal Nominal, TBT 100ºC
Caudal Destilado: 1.896 m 3 /h = 45.500 m 3 /día
TDS Destilado: 10 ppm
334 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Caudal agua de mar: 19.900 m 3 /h = 477.600 m 3 /día
19.
900
Consumo específico agua de mar: = 10,5 kg/kg destilado
1.
896
Caudal agua mar para eyectores: 2.200 ton/h
Caudal rechazo agua de mar: 10.887 ton/h
Caudal entrada agua mar a HJS: 17.700 ton/h
Caudal recirculado a HRS: 19.650 ton/h = 471.600 m 3 /día
TDS recirculado: 46.700 ppm
Caudal salmuera o purga (blowdown, BD): 4.917 ton/h
TDS salmuera: 53.000 ppm
Caudal vapor saturado: 239,6 ton/h
Producción destilado durante tiempo vida: 379,2 hm 3 (Mton)
Δh fg (100ºC; 1,2 bar): 2.267,8 kJ/kg
Eficiencia caldera (trabaja a una baja-moderada presión de vapor): 90%
Anexos
(Los datos reales dan una eficiencia para la caldera del 95,4%, pero como no tenemos en
cuenta muchos aspectos, tomamos un criterio desfavorable y reducimos la eficiencia hasta
el 90%).
Caudal Destilado 1896
GOR =
= = 8
Caudal Vapor saturado 239,
6
ΔHvap
( 100º
C;
1,
2 bar)
Energía Térmica para producir 1 kg Destilado: = 283,
5 kJ/kg
GOR
238,
5*
1896
Energía térmica vapor: =
3600
150 MW
Energía térmica eyectores: 16 kJ/kg destilado
238,
5 + 16
Consumo Energía Térmica Total: = 332,8 kJ/kg Destilado
0,
9
332,
8∗1896000*
0,
8
Caudal gn: = 13.
285 kg gn/h = 16.605 m
38.
000
3 /h
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 335

Anexos
Consumo específico gas natural: 7·10 -3 kg gn/kg destilado = 8,76 litros gn/kg destilado
Rendimiento de las bombas: 90%
Consumo energía eléctrica específica (bombas): 4·10 -3 kWh/kg Destilado
Consumo potencia eléctrica total bombeo: 4·10 -3 *1896·10 3 = 7.585 kW.
Consumo energía térmica global (eficiencia eléctrica 35%):
4 ∗3,
6
332, 8 + = 373,94 kJ/kg destilado
0,
35
Consumo energía térmica global (eficiencia eléctrica 55%):
4 ∗3,
6
332, 8 + = 358,98 kJ/kg destilado
0,
55
Sistema Bombeo del proceso desalación:
• Bomba brine heater (BHP)
• Bomba alimentación (FP)
• 2 Bombas recirculación (RP)
• Bomba agua de mar (SWP)
• 2 Bombas destilado (DP)
• Bomba salmuera (BDP)
Reactivos químicos:
-Se añade antiincrustante sobre el caudal recirculado para evitar el fenómeno de scaling.
Concentración hexametafosfato: 7 ppm
Consumo total antiincrustrante (25 años):
471.600 m 3 /día * 7·10 -3 kg/m 3 * 333 días/año * 25 años = 27.800 ton
Consumo específico antiincrustrante (antiscale) (hexametafosfato sódico):
73,4·10 -6 kg/kg Destilado.
-Se añade ácido clorhídrico al agua de mar para ajustar su pH.
Concentración ácido clorhídrico: 5 ppm
Consumo total ácido:
477.600 m 3 /día * 5·10 -3 kg/m 3 * 333 días/año * 25 años = 19.900 ton
Consumo específico ácido clorhídrico (HCl): 52,4·10 -6 kg/kg Destilado
336 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Anexos
Componente Peso (ton) Material
Bombas 260 Acero inoxidable (densidad 8 g/cm 3)
Tubos brine heater (BH) 106,5 Aleación Ni (densidad 8,94 g/cm 3)
Evaporadores 3.000 Acero inoxidable
Tubos recovery section (HRS) 112,2 Aleación Ni (etapas 1-2)
608 Aleación Cu (etapas 3-11) (densidad 8,91 g/cm 3)
50,87 Aleación Ti (etapas 12-17) (densidad 4,51 g/cm 3)
Tubos reject section (HJS) 46,8 Aleación Ti (etapas 18-20)
Caldera 740 Acero al carbón de baja Tª
Resto elementos 100 Acero inoxidable
Obra civil 6.000 Hormigón
2.500 Hormigón armado
300 Acero
30 Hierro fundido
TOTAL (sin obra civil) 5.000
Tabla A.5.4. Desglose de materiales de los componentes de la planta desaladora MSF. Estos valores se han
calculado por extrapolación con los datos de la planta MSF de Al-Taweelah B, AbuDhabi, siendo similares a
la planta MED.
Secciones Planta Desalación MSF:
Nº tubos Diámetro interno L e Masa total (*)
Brine Heater (BH) 3.060 (2 pasos) 33 mm 15,1 m 1,2 mm 106,5 ton
HRS (etapas 1-2) 3.060 33 mm 19,2 m 1 mm 112,2 ton
HRS (etapas 3-11) 3.060 33 mm 19,2 m 1,2 mm 608 ton
HRS (etapas 12-17) 3.175 33 mm 11,2 m 0,5 mm 50,87 ton
HJS (etapas 18-20) 2.390 33,6 mm 19,2 m 0,7 mm 46,8 ton
HRS: Recovery Section; HJS: Reject Section; L: longitud tubo; e: espesor
(*) Diámetro externo tubo: 3,54 cm.
Tabla A.5.5. Características principales de las secciones de la planta MSF.
Datos globales de los evaporadores de la HRS y HJS:
Longitud total: 87 m
Anchura Total: 19 m
Altura Total: 17 m
Peso Total vacío: 3.000 ton
Planta dual: Integración de Ciclo Rankine Convencional en la MSF
Datos procedentes de la tesis de Uche (2000)
Consumo térmico planta MSF: 221,67 kJ/kg Destilado
Rendimiento eléctrico ciclo combinado: 34% (2,938 kJ fuel /kJ eléctrico)
Consumo eléctrico planta MSF: 4 kWh/m 3
Consumo térmico (debido al bombeo):
3
4 kWh / m 2,
938 kJ / kJ eléct ∗ 3,
6 MJ / KWh
∗ = 42,30 MJ/m 3 destilado.
Consumo térmico total: 263,97 MJ/m 3 destilado (kJ/kg destilado)
Planta dual: Integración de Ciclo Combinado en la MSF
Datos procedentes del trabajo previo de Lachén (2001)
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 337

Anexos
Consumo térmico planta MSF: 116,3 kJ/kg Destilado
Rendimiento eléctrico ciclo combinado: 55,6% (1,8 kJ fuel /kJ eléctrico)
Consumo eléctrico planta MSF: 4 kWh/m 3
3
Consumo térmico (debido electricidad): 4kWh
/ m ∗ 1,
8kJ
/ kJ eléct ∗3,
6 MJ / KWh =
25,92 MJ/m 3 destilado.
Consumo térmico total: 142,22 MJ/ m 3 destilado (kJ/kg destilado)
Configuración híbrida: Ciclo Rankine con MSF y OI
Consumo eléctrico OI: 4 kWh/m 3 destilado
Consumo térmico (debido electricidad OI):
3
4 kWh / m 2,
938 kJ / kJ eléct ∗ 3,
6 MJ / KWh
∗ = 42,30 MJ/m 3 destilado.
Consumo térmico total: 263,97*379,2 + 42,30*383,4 = 116.315,24 MJ
Configuración híbrida: Ciclo Combinado con MSF y OI
Consumo eléctrico OI: 4 kWh/m 3 destilado
Consumo térmico (debido electricidad OI):
3
4 kWh / m 1,
8 kJ / kJ eléct ∗ 3,
6 MJ / KWh
∗ = 25,92 MJ/m 3 destilado.
Consumo térmico total: 144,22*379,2 + 25,92*383,4 = 64.625,95 MJ
2.- DATOS PLANTA DESALADORA MED
Datos Técnicos Planta Desaladora: en condiciones de Caudal Nominal
Caudal Destilado: 1.875 m 3 /h = 45.000 m 3 /día (en 5 unidades paralelas)
TDS Destilado: 10 ppm (mg/L destilado)
Conversión: 0,3 (destilado / agua mar)
Caudal agua de mar: 6.250 m 3 /h = 150.000 m 3 /día
150.
000
Consumo específico agua de mar: = 3,33 kg/kg destilado
45.
000
Caudal salmuera o purga (Balance global de masa al agua): 4.375m 3 /h
TDS salmuera (Balance global de sales): 50.000 ppm
Producción destilado durante tiempo vida: 375 hm 3 (Mton)
338 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Δh fg (100ºC; 1,8 bar): 2.333,8 kJ/kg
Eficiencia caldera (trabaja a baja presión de vapor): 90%
GOR = Caudal Destilado/ Caudal vapor saturado = 12
Caudal vapor saturado: 156,25 ton/h
Energía Térmica para producir 1 kg Destilado:
ΔHvap
C
GOR
( 100º
; 1,
8
bar)
= 194,
5 kJ/kg Destilado
194,
5∗1875
Energía térmica total aportada: = 101,
3 MW
3600
Energía térmica eyectores: 16 kJ/kg destilado
194,
5 + 16
Consumo energía térmica total: = 263 kJ/kg destilado
0,
9
233,
8∗1875000*
0,
8
Caudal gas natural: = 9.
235 kg gn/h = 11.540 m
38.
000
3 /h
Consumo específico gn: 4,9·10 -3 kg gn/kg destilado = 6,15 litros gn/kg destilado
Rendimiento de las bombas: 90%
Consumo energía eléctrica específica (bombas): 2·10 -3 kWh/kg destilado
Consumo potencia eléctrica total: 2·10 -3 *1875·10 3 = 3.750 kW
Bombas del proceso:
• Bombas para salmuera: 5·14 (una por etapa de las 5 líneas)
• Bomba alimentación agua de mar
• Bomba destilado
• Bomba rechazo
Consumo Energía Térmica Global (eficiencia eléctrica 35%):
2 ∗3,
6
263 + = 283,57 kJ/kg destilado
0,
35
Consumo Energía Térmica Global (eficiencia eléctrica 55%):
2 ∗3,
6
263 + = 276,09 kJ/kg destilado
0,
55
Anexos
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 339

Anexos
Reactivos químicos:
Sistema de limpieza similar a la planta MSF, con antiincrustante y ácido clorhídrico, sobre
el caudal de entrada de agua de mar, y en las mismas concentraciones.
Consumo total antiincrustrante (25 años):
150.000 m 3 /día * 7·10 -3 kg/m 3 * 333 día/año * 25 años = 8.700 ton
Consumo específico antiincrustrante (hexametafosfato sódico):
23,3·10 -6 kg/kg destilado.
Consumo total ácido:
150.000 m 3 /día * 5·10 -3 kg/m 3 * 333 día/año * 25 años = 6.250 ton
Consumo específico ácido clorhídrico (HCl): 16,6·10 -6 kg/kg destilado
Componente Peso (ton) Material
Bombas 130 Acero inoxidable (densidad 8 g/cm 3)
Etapas planta 3.000 Aleación Ni
Condensador 200 Aleación Ni
Caldera 740 Acero al carbón de baja Tª
Resto elementos 100 Acero inoxidable
Obra civil 6.000 Hormigón
2.500 Hormigón armado
300 Acero
30 Hierro fundido
TOTAL (sin obra civil) 4.000
Tabla A.5.6. Desglose de materiales de los componentes de la planta desaladora MED. Estos valores se han
calculado por extrapolación con los datos de la planta MSF de Al-Taweelah B, en Abu-Dhabi (Emiratos
Árabes Unidos).
Planta dual: Integración de Ciclo Rankine Convencional en la MED
Datos adaptados para la MED procedentes de la MSF de la tesis de Uche (2000)
263
Consumo térmico planta MED respecto MSF: = 79%
333
221,67 kJ/kg Destilado (MSF) * 0,79 = 175,21 kJ/kg Destilado
Rendimiento eléctrico ciclo combinado: 34% (2,938 kJ fuel/kJ eléctrico)
Consumo eléctrico planta MED: 2 kWh/m 3
Consumo térmico (debido electricidad):
3
2 kWh / m ∗ 2,
938 kJ / kJ eléct ∗ 3,
6 MJ / KWh = 21,15 MJ/m 3 dest.
Consumo térmico total: 196,36 MJ/ m 3 destilado (kJ/kg destilado)
Planta dual: Integración de Ciclo Combinado en la MED
Datos adaptados para la MED, procedentes de la MSF contenida en el trabajo de Lachén
(2001).
340 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

263
Consumo térmico planta MED respecto MSF: = 79%
333
116,3 kJ/kg permeado (MSF) * 0,79 = = 91,92 kJ/kg permeado
Rendimiento eléctrico ciclo combinado: 55,6% (1,8 kJ fuel /kJ eléctrico)
Consumo eléctrico planta MED: 2 kWh/m 3
Consumo térmico (debido bombeos eléctricos):
3
2 kWh / m ∗ 1,
8 kJ / kJ eléct ∗ 3,
6 MJ / KWh = 12,96 MJ/m 3 permeado.
Consumo térmico total: 104,88 MJ/m 3 permeado (kJ/kg permeado)
Configuración híbrida: Ciclo Rankine con MED y OI
Consumo eléctrico OI: 4 kWh/m 3 permeado
Consumo térmico (debido electricidad OI):
3
4 kWh / m 2,
938 kJ / kJ eléct ∗ 3,
6 MJ / KWh
∗ = 42,30 MJ/m 3 permeado.
Consumo térmico total: 196,36*379,2 + 42,30*383,4 = 90.677,53 MJ
Configuración híbrida: Ciclo Combinado con MED y OI
Consumo eléctrico OI: 4 kWh/m 3 permeado
Consumo térmico (debido electricidad OI):
3
4 kWh / m 1,
8 kJ / kJ eléct ∗ 3,
6 MJ / KWh
∗ = 25,92 MJ/m 3 permeado.
Consumo térmico total: 104,88*379,2 + 25,92*383,4 = 49.708,22 MJ
3.- DATOS PLANTA DESALADORA OI DE ANTOFAGASTA (CHILE)
Caudal total permeado: 1.917 m 3 /h = 46.000 m 3 /día
TDS permeado: 400 ppm (mg/L)
Conversión = Recuperación: 0,45 kg destilado/kg agua de mar
Caudal total agua de mar: 102.222,2 m 3 /día = 4.260 m 3 /h
Caudal salmuera (Balance masa al agua): 4.260 – 1.917 = 2.343 m 3 /h
TDS salmuera (Balance global a las sales): 63.300 ppm
Número módulos o tubos: 8 x 82 = 656 tubos
Anexos
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 341

Anexos
Cada módulo tiene un diámetro de 200 mm (8”) y una longitud de 1 metro
Tiempo vida membrana: 5 años
Modelo membrana: TORAY SU-820FA, de poliamida aromática, arrollamiento en espiral;
coeficiente de retención: 99,75%; superficie nominal: 32 m 2 ; presión máxima de trabajo:
8.969 kPa; peso en seco: 18-20 kg
Número de membranas totales (25 años) = 25/5 sustituciones x 7 membranas/tubo x 82
tubos/línea x 8 líneas = 22.960 membranas
Producción permeado durante tiempo vida: 383,4 hm 3 (Mton)
4.
260
Consumo específico agua de mar: =
1.
917
Reactivos químicos:
1
= 2,23 kg/kg permeado
0,
45
Pretratamiento:
• Consumo cloro gas para desinfectar el agua de mar
• Consumo H 2SO 4 para regular el pH
• Consumo reductor bisulfito sódico
• Consumo coagulante-floculante para retener la materia en suspensión (MES) y los
coloides.
• Consumo antiincrustante para evitar la precipitación de sales sobre las membranas.
Postratamiento:
• Consumo cloro gas para desinfectar el agua destilada
• Consumo hipoclorito sódico para ajustar pH y remineralizar el agua destilada.
i) Concentración hipoclorito sódico (se corresponde con el cloro gas): 1 ppm (pretratamiento)
0,5 ppm (postratamiento)
Consumo total hipoclorito sódico (25 años): (102.222 m 3 /día * 1·10 -3 kg/m 3 + 46.000
m 3 /día * 0,5·10 -3 kg/m 3 ) * 333 días/año * 25 años = 1.050 ton
Consumo específico hipoclorito sódico: 2,72·10 -6 kg/kg permeado
Tiempo operación tratamiento de limpieza: 24 horas/día.
ii) Concentración ácido sulfúrico (H 2SO 4): 20 ppm (96% pureza)
Tiempo operación tratamiento ácido: 24 horas/día
Consumo total ácido (25 años): 102.222 m 3 /día * (20·10 -3 /0,96) kg/m 3 * 333 días/año * 25
años = 17.730 ton
Consumo específico ácido sulfúrico: 46,2·10 -6 kg/kg permeado
342 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

iii) Concentración bisulfito sódico: 15 ppm
Anexos
Consumo total bisulfito (25 años): 102.222 m 3 /día * 15·10 -3 kg/m 3 * 333 días/año * 25
años = 12.800 ton
Consumo específico bisulfito sódico: 33,3·10 -6 kg/kg permeado
Tiempo operación tratamiento de limpieza: 24 horas/día.
iv) Concentración coagulante sulfato de aluminio (Al 2SO 3) (sustituye al FeCl 3): 15 ppm (40%
pureza)
Consumo total coagulante (25 años): 102.222 m 3 /día * (15·10 -3 /0,4) kg/m 3 * 333 días/año
* 25 años = 31.900 ton
Consumo específico coagulante: 83·10 -6 kg/kg permeado
Tiempo operación tratamiento de limpieza: 24 horas/día.
v) Concentración antiincrustrante (hexametafosfato sódico): 1 ppm
Consumo total antiincrustrante (25 años): 102.222 m 3 /día * 333 días/año * 1·10 -3 kg/m 3 *
25 años = 850 ton
Consumo específico hexametafosfato: 2,22·10 -6 kg/kg permeado.
Tiempo operación tratamiento de limpieza: 24 horas.
vi) Concentración hidróxido cálcico (20% pureza): 0,5 ppm (postratamiento)
Consumo hidróxido cálcico total (25 años): 46.000 m 3 /día * (0,5·10 -3 /0,2)kg/m 3 * 333
días/año * 25 años = 960 ton
Consumo específico hidróxido: 2,5·10 -6 kg/kg permeado
Tiempo operación tratamiento de limpieza: 24 horas/día
La planta dispone de 5 filtros de arena horizontales, siendo filtros de sílex de acero al
carbono con un espesor de 5 cm, un diámetro de 4 metros y 12,5 metros de longitud (31,21
m 3 ); con 200 toneladas de arena silícea no soluble en cada filtro. La filtración se realiza al
agua de mar después de añadir el coagulante-floculante.
Rendimiento de las bombas: 90%
Consumo Energía Eléctrica específica (bombas): 4·10 -3 kWh/kg permeado
Consumo Potencia eléctrica total: 4·10 -3 *1.917·10 3 = 7.670 kW
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 343

Anexos
Consumo energía térmica global (generación con eficiencia eléctrica 35%):
3,
6
4 ∗ = 41,14 kJ/kg permeado
0,
35
Consumo energía térmica global (eficiencia eléctrica 55%):
3,
6
4 ∗ = 26,18 kJ/kg permeado
0,
55
Sistema de bombeo de la planta:
• Bomba de pozos o captación: consume el 8% de la potencia
• Bombas del propio proceso (pretratamiento, bomba de alta, limpieza,
postratamiento y otros): consumen el 79% de la potencia, de ellos la bomba de
alta presión supone el 62%.
• Bomba impulsión del permeado (hasta cota 100): consume el 13% de la
potencia total.
Componente Peso (ton) Material
Bombas 230 Acero inoxidable (densidad 8 g/cm 3)
Filtro arena (5 unidades) 1.217,5 Acero al carbono (densidad 7,8 g/cm 3)
1.000 Arena silícea
Tubo presión membrana (656 unidades) 22,96 Resina epoxi
Membrana (22.960 unidades) 459,2 Poliamida aromática
Obra civil 2.000 Hormigón
750 Hormigón armado
100 Acero
10 Hierro fundido
TOTAL (sin Obra Civil) 2.700
Tabla A.5.7. Desglose de materiales de los componentes de la planta desaladora OI.
Hormigón armado: 8 vigas de hormigón armado (2.000 kg/m), L = 10,5 m
12 vigas de hormigón armado, L = 14 m
12 vigas de hormigón armado, L = 12 m
6 vigas de hormigón armado, L = 6,5 m
TOTAL: 750 ton
Planta dual: Integración de Ciclo Rankine Convencional en la OI
Rendimiento eléctrico ciclo Rankine: 34% (2,938 Kj fuel /kJ eléctrico)
Consumo eléctrico planta OI: 4 kWh/m 3
Consumo térmico (debido electricidad):
3
4 kWh / m ∗ 2,
938 kJ / kJ eléct ∗ 3,
6 MJ / KWh = 42,35 MJ/m 3 permeado.
Planta dual: Integración de Ciclo Combinado en la OI
Rendimiento eléctrico ciclo combinado: 55,6% (1,8 kJ fuel/kJ eléctrico)
Consumo eléctrico planta OI: 4 kWh/m 3
Consumo térmico (debido electricidad):
3
4 kWh / m ∗ 1,
8 kJ / kJ eléct ∗ 3,
6 MJ / KWh = 26,18 MJ/m 3 permeado
344 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Anexos
5.3 Datos de inventario de los sistemas de depuración y reutilización
En este anexo aparecen los datos que se han tomado del proyecto de la estación
depuradora de aguas residuales (EDAR) de Tauste (Zaragoza) [IDECONSA, 2003], y los
cálculos necesarios para adaptar los datos e introducirlos en el programa SimaPro.
• Materiales de la obra civil y construcción de la planta: hierro fundido, hormigón,
hormigón armado y acero.
• Movimiento de tierras para la obra civil: se disponía de los m 3 de tierra de excavación y
de relleno, así como los m 3 que se trasladaban al vertedero. Para calcular los kg de
tierra, se tomo una densidad media de 1.500 kg/m 3 .
• Tuberías de PVC para la obra civil: en el proyecto se especificaban los metros y
diámetro de las tuberías. Se ha considerado un espesor de 5 mm y una densidad para el
PVC de 1.400 kg/m 3 .
• Impermeabilización para la obra civil: se disponía de los kilogramos de emulsión de
betún necesarios para la impermeabilización de los equipos de proceso.
• Edificios: los ladrillos necesarios para construir los edificios venían expresados en m 2 y
se especificaba el espesor, dándoles una densidad de 1.600 kg/m 3 . El mortero de
cemento necesario, también se expresaba en m 2 y espesor. Para el revestimiento se
empleó poliestireno expandido, donde se especificaban los m 2 y el espesor.
• Bombas, válvulas, soplantes, etc.: respecto a estos equipos el proyecto indicaba el
número, modelo, capacidad y marca comercial de cada equipo empleado en las distintas
etapas de la estación depuradora. Como se disponía de la marca de los equipos, se
consultó en sus respectivas páginas web las características técnicas de los equipos, así
como materiales y dimensiones.
• Tuberías: en esta parte del proyecto las tuberías son de distintos materiales, PVC, acero
inoxidable, acero fundido, acero soldado eléctricamente, polietileno de baja densidad.
Para cada tubería se especificaban los metros, diámetro y espesor.
• Compuertas: se especificaba sus dimensiones y material, acero inoxidable.
• Acero: el proyecto facilitaba los kilogramos de acero al carbono o de baja temperatura
utilizados.
• Para el resto de equipos como puentes móviles, deflectores, vertederos, depósitos,
cubiertas, etc., se detallaban sus dimensiones y materiales.
5.4 Datos de Inventario de la ETT de Arrato
Para la realización del inventario se disponía del proyecto de la estación de tratamiento
terciario de la Comunidad de Regantes de Arrato (Vitoria, Álava). En este anexo aparecen
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 345

Anexos
los datos que se han tomado y los cálculos necesarios para adaptar esos datos e
introducirlos en el programa SimaPro.
• Años vida de la planta: 25.
• Caudal agua tratada entrada/salida: 400 l/s = 34.500 m 3 /día = 3,105 hm 3 /año.
• Caudal agua tratada total tiempo vida del análisis ACV: 77,625 hm 3 (Mton).
• Caudal tratado con del módulo de OI: 0,1 l/sg.
• Superficie regable agrícola de la Comunidad de Regantes de Arrato: 3.400 ha posibles
según cota bombeo; 1.000 ha reales.
• Horas operación al año: 2.160 h (verano).
• Superficie total planta: 4.000 m 2 .
• Obra civil: 15.000 m 3 de excavación, hormigón 600 m³ (1200 kg/m 3 ).
• Nombre y dosis/concentración del coagulante: Policloruro de aluminio, 20 ppm.
• Nombre y dosis/concentración del floculante: Electrolito aniónico DKFLOK, 0,2
ppm.
• Dosis de hipoclorito sódico: 60 ppm.
• Tiempo de contacto con hipoclorito: 1,5 h.
• Dimensiones y materiales de la cámara de floculación (m): largo x ancho x alto (20 x 2,4
x 2,5); espesor de los muros 0,5 m, revestidos en hormigón.
• Dimensiones (m) y materiales del filtro de arena: 4 ud. (10 x 1,8 x 0,8) de arena; 4 ud.
(10 x 1,8 x 2,5), lecho de hormigón.
• Dimensiones (m) y materiales del decantador lamelar: 2 ud. (25 x 2,40 x 5); espesor 0,25
m.
• Dimensiones y materiales de la balsa de cloración: 1600 m 2 x alto 3,6 m; hormigón y
bloque.
• Número, dimensiones y material de las bombas: 5 x 270 CV; acero y fundición de
acero.
• Longitud, diámetro, espesor y material de la tubería de impulsión: 4.500 m; diámetro 80
cm; espesor 2 cm; hormigón armado con chapa
346 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Anexos
• Longitud, diámetro, espesor y material de la red de tuberías: 77 km; diámetro 8 cm;
espesor 2 cm; PVC.
• Longitud, diámetro, espesor y material de la tubería de riego: 100 km; diámetro 8 cm;
espesor 2 cm; aluminio.
• Consumos eléctricos totales OI (sin bombeo): 1.500 MWh/año = 0,4831 kWh/m 3 .
• Capacidad de permeado del módulo de OI (con autolavado): 0,1 l/s = 6 l/h.
• Cantidad agua utilizada para lavado filtros arena: se recupera toda el agua.
5.5 Inventario de la desaladora solar térmica MED
Para la planta desaladora solar térmica MED de la PSA de Almería, según la descripción
dada en el apartado 5.3.2, en la fase de construcción se consideran como principales
componentes:
• Desaladora MED:
- Cuerpo del evaporador, donde se alojan las 14 etapas, se considera un único
material, acero inoxidable.
- Condensador, el material es una aleación de cobre-níquel.
- Bombas de la planta destilación: bomba de agua de mar, pretratamiento, vacío,
salmuera y destilado. Todas se consideran de acero inoxidable.
- 2 torres de refrigeración, se considera como único material el poliéster
reforzado con fibra de vidrio.
- Piscinas, donde se bombea el agua de mar y se descarga la salmuera y los
rechazos de la desaladora. Se considera un único material, hormigón armado.
- Tuberías, de acero inoxidable.
- Materiales de la obra civil y construcción de la planta: cemento, hormigón,
hormigón armado y acero galvanizado.
• Caldera, donde se quema el combustible (gas propano) y se produce el vapor necesario
para la planta desaladora. El material es de acero al carbono. El rendimiento del
quemador es del 90%, la potencia máxima que puede suministrar el quemador es de
169 kW (145.717 kcal/h), con un consumo de propano en régimen de trabajo de 11
kg/h.
• Bomba de absorción de calor de doble efecto (LiBr-H 2O, DEAHP):
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 347

Anexos
- Estructura, de hierro fundido.
- Generador 1 de alta temperatura, se alimenta energéticamente de vapor
saturado (180ºC en condiciones nominales) generado en la caldera. Y alimenta
con vapor saturado al primer efecto de la MED (65ºC). Los materiales
considerados son acero y aleación de cobre-zinc.
- Generador 2 de baja temperatura, se alimenta del vapor generado en el
Generador 1. Al igual que el anterior, se han considerado, acero y aleación de
cobre-zinc.
- Condensador, es refrigerado por agua líquida (66,5ºC, condiciones nominales).
El material considerado fue acero.
- Evaporador, se alimenta energéticamente del vapor saturado (35ºC, condiciones
nominales) procedente del último efecto de la planta MED. Está realizado de
acero al igual que el condensador.
- Absorbedor, se alimenta de vapor procedente del evaporador. Es refrigerado
por agua líquida (66,5ºC, condiciones nominales), y está construido de acero.
- Tres bombas de impulsión de la disolución de BrLi. Se considera un único
material, acero.
- Conexiones o tuberías, de acero inoxidable.
- Elementos Comunes, plástico EDPM.
- Calorifugado, revestimiento de lana de vidrio para las tuberías y equipos.
• Paneles solares CCP/TPC:
Se distribuyen en 4 filas, con 21 columnas por fila y 3 colectores por columna, haciendo un
total de 252 colectores. Los elementos del campo solar considerados son:
- Tubos absorbedor (7 tubos por colector), de aleación de cobre-níquel.
- Tubos distribución (2 tubos por colector), de aleación de cobre-níquel.
- Cubierta, se considera un único material, vidrio templado.
- Chapa, se considera un único material, el vidrio.
- Estructura, se considera de acero.
- Varios elementos, se considera el aluminio.
- Tuberías, de acero inoxidable.
348 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Anexos
• Paneles solares CPC
El campo solar re distribuyen en 10 bucles o lazos con 2 filas por bucle y 2 colectores SCE
(Solar Collector Elements) por fila, haciendo un total de 40 SCE con 12 módulos por SCE.
Elementos considerados:
- Espejos, cada SCE tiene 28 espejos.
- Estructura, se considera como único material el acero.
• Depósitos de agua, para el almacenamiento de la energía térmica del agua y la
interconexión paneles solares-MED o DEAHP/MED. Se considera el acero inoxidable
como único material.
La descripción más detallada de la desaladora MED y sus componentes se incluye
posteriormente. La cantidad total de materiales necesarios en la etapa de fabricación de los
componentes de la planta MED en modo híbrido con colectores CPC, se especifican en la
siguiente tabla.
MATERIAL Peso (kg)
Hierro fundido 6.250
Hormigón 34.372
Hormigón armado 35.172
Acero 57.873,1
Acero inoxidable 13.699
Acero baja aleación 1.038,2
Aleación Cu-Zn 933,7
Aleación de Ni-Cu 3.037
Cemento 36.960
Aluminio 1.260
Acero galvanizado 280
Poliéster 5.216
EPDM 3
Vidrio templado 37.239,5
Lana de vidrio 110
Tabla A.5.8. Materiales totales de la planta desaladora solar térmica MED, bomba de calor y colectores
solares CPC, modo híbrido CPC.
Se siguió el mismo procedimiento descrito en las desaladoras anteriores para la elaboración
de las distintas fases del sistema MED (montaje, operación y desmantelamiento).
1.- DATOS GENERALES PLANTA DESALADORA MED-PSA (basada en Alarcón
[2007])
Tiempo vida de la planta: 25 años
Horas operación plantas: 8.000 h/año, 333 días/año
Caudal destilado: 2,8 m 3 /h
Entrada agua de mar: 8 m 3 /h
Densidad destilado: 1.000 kg/m 3
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 349

Anexos
Área total ocupada: 168 m 2
Temperatura entrada primer efecto MED: 66,5ºC
2.- MODO CONVENCIONAL
Performance ratio: 10
Consumo térmico:
173 kW (potencia entregada por la caldera de propano al 1 er efecto MED)
Consumo térmico específico:
173 3 3
= 61,
67 kWh/m destilado*3,6=222,336 MJ/m destilado
2,
8
Sistema bombeo MED:
• bomba alimentación: 2,2 kW
• bomba pretratamiento: 0,1 kW
• bomba vacío: 5,5 kW
• bombas destilado: 1,5 kW
• bomba salmuera: 1,5 kW
Potencia Total: 10,8 kW
10,
8
Consumo eléctrico específico: = 3,857 kWh/m
2,
8
3
Componente Peso Material
Bombas proceso desalación 180 kg Acero inoxidable
Cuerpo evaporador 7 ton Acero inoxidable
Condensador 500 kg Aleación Cu-Ni
Piscinas 26,34 kg Hormigón armado
Torres refrigeración 3,94 ton Poliéster reforzado con fibra de vidrio
Tuberías 351 kg Acero inoxidable
Caldera 1 ton Hormigón armado
Obra civil 36,96 ton Cemento
34,37 ton Hormigón (estructura)
280 kg Acero galvanizado (cubierta)
8,832 ton Hormigón armado
Tabla A.5.9. Materiales de la planta desaladora solar térmica MED, modo convencional (sólo materiales de la
MED).
Peso total MED sin obra civil: 10 toneladas
3.- MODO SOLAR
Consumo térmico MED: 179 kW
Consumo térmico específico MED:
179 3 3
= 64,
17 kWh/m destilado*3,6=231,012 MJ/m destilado
2,
8
350 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Factor conversión energía térmica a solar: 0,764
Eficiencia paneles solares: 0,48
Potencia solar entregada por campo solar a los tanques:
179
= 491,
24 kW
( 0,
762 ∗ 0,
48)
Potencia solar específica:
491,
24
175,
44
2,
8
= kWh/m 3 *3,6=631,59 MJ/m 3 destilado
Sistema bombeo tanques almacenamiento calor:
• bomba entrada tanque secundario (frío): 2 kW
• bomba entrada primario (caliente)/entrada MED: 3 kW
Potencia Total: 10,8 + 5 =15,8 kW
15,
8
Consumo eléctrico específico: = 5,64 kWh/m
2,
8
3
Peso total bombas proceso desalación: 90 kg acero inoxidable
3.1.- COLECTORES CPC
CPC; Captadores Parabólico Compuestos (captadores estáticos)
Área captación: 1,98 m 2
Número colectores: 252 (4 filas, 21 columnas/fila, 3 colectores/columna)
Área total captación: 500 m 2
Potencia máxima media suministrada: 270 kWt
Componente Peso Material
Tubos absorbedores y distribuidores 2,54 ton aleación Cu-Ni
Cubierta 4,4 ton vidrio templado
Chapa 1,28 ton vidrio templado
Varios 1,26 ton aluminio
Estructura 168 kg acero
Tuberías 2,2 ton acero inoxidable
Colectores 9,6 ton (38 kg colector vacío)
Tabla A.5.10. Materiales de loa colectores CPC.
3.2.- COLECTORES CCP/TPC
CCP/TPC, Captadores Cilindro Parabólicos
Área apertura campo solar: 545 m 2
Anexos
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 351

Anexos
Campo solar: 10 bucles o lazos, 2 filas por bucle; 2 colectores SCE por fila
Número colectores SCE (Solar Component Element): 40
Número módulos totales: 480 (12 módulos/SCE)
Número espejos totales: 1.120 (28 espejos/SCE)
Longitud SCE: 12,5 m
Longitud módulo: 100 m
Peso total espejos: 32,8 ton vidrio templado
Peso total estructura: 52,48 ton acero
4.- MODO FUEL
Performance ratio: 10
Bomba absorción de calor de doble efecto DEAHP (LiBr-H 2O), condiciones nominales:
COP: 2,2
Sistema bombeo DEAHP: 3 bombas de 2,2 kW cada una
Sistema bombeo tanques almacenamiento calor:
• bomba salida tanque secundario: 3 kW
• bomba entrada primario (caliente)/entrada MED: 3 kW
Potencia Total: 10,8 + 6,6 + 6 =23,4 kW
23,
4
Consumo eléctrico específico: = 8,36 kWh/m
2,
8
3
Potencia entregada por la DEAHP a los tanques o al 1 er efecto MED: 150 kW
150
Potencia térmica consumida por DEAHP: = 68,
18 kW
2,
2
Potencia recuperada por la DEAHP: 150-68,18=81,81 kW
68,
18
Consumo térmico específico: 24,
35
2,
8
= kWh/m 3 *3,6 = 87,66 MJ/m 3 destilado
352 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Componente Peso Material
Bombas 120 kg Acero inoxidable
Materiales de los generadores 721,1 kg Acero
328,7 kg Aleación
Absorbedores y condensador 4.384 kg Acero
Calorifugado 110 kg Lana de vidrio
Estructura 6,25 ton Hierro fundido
Conexiones 80 ton Acero inoxidable
Varios 858 kg Aleación Cu-Zn
Tabla A.5.11. Materiales de la bomba de calor.
Disolución LiBr-H 2O:
600 kg de disolución; densidad 1,634 kg/m 3 , 54% de LiBr
Amoníaco: 33 mg/l=12,12 g
Inhibidor (Na+K): 842 mg/l=309,18 g
Cobre: 25 mg/l =9,18 g
Hidróxido de Litio (LiOH): 0,091 moles/l=1402,1 g (PM=41,96 moles/l)
Ácido hidrobromhídrico: 389,75 kg
5.- MODO HÍBRIDO
Performance ratio: 19,7
DEAHP carga mínima (30%)
COP: 2,14
Sistema bombeo tanques almacenamiento calor:
• bomba entrada tanque secundario (frío): 2 kW
• bomba salida tanque secundario: 3 kW
• bomba salida tanque primario (caliente)/entrada MED: 3 kW
Potencia Total: 10,8 + 6,6 + 8=25,4 kW
25 , 4
3
Consumo eléctrico específico: = 9 kWh/m
2,
8
Consumo térmico MED: 200 kW
Consumo máximo procedente DEAHP: 17% (34 kW)
Consumo mínimo procedente campo solar: 83% (166 kW)
Factor conversión energía térmica a solar: 0,764
Eficiencia paneles solares: 0,48
Anexos
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 353

Anexos
166
Potencia solar entregada por campo solar a los tanques: = 453,
85 kW
0,
762 ∗ 0,
48
453,
85
Potencia solar específica: 162,
01
2,
8
= kWh/m 3 *3,6=583,52 MJ/m 3 destilado
Potencia entregada por la DEAHP a los tanques o al 1 er efecto MED: 34 kW
34
Potencia consume DEAHP: = 15,
89 kW
2,
14
Potencia recuperada por la DEAHP: 340-15,89=18,11 kW
15,
89
Consumo térmico específico: 5,
67
2,
8
5.6 Inventario del proyecto del Trasvase
= kWh/m 3 *3,6=20,42 MJ/m 3 destilado
Según la descripción del capítulo 2.3 para el proyecto del Trasvase del Ebro y partiendo de
la documentación básica contenida en el Proyecto de las Transferencias autorizadas en la
Ley 10/2001 del PHN [Trasagua, 2003], donde se exponen las infraestructuras hidráulicas
‘tipo’ que se proyectaban realizar en dicho Trasvase, de forma telescópica en función de su
caudal de diseño. Se consideran como principales componentes en la fase de construcción
o montaje:
• Acueductos, formados por una cuba en la parte superior, las pilas y la zapata en la parte
inferior, todas de hormigón armado. Encima de las zapatas se coloca un bloque de
cemento. La distancia media entre pilas es de 35 m, la altura máxima de una pila es de
20 m y altura media es de 15 m.
• Canales en tierra, de hormigón armado con un espesor de 0,25 m. La base del canal
mide 3,5 m.
• Canales en roca, de hormigón armado con una capa de espesor de 0,15 m.
• Sifones, formados por dos tuberías de acero inoxidable, con un espesor de 2 cm, una
base inferior de hormigón armado, relleno compuesto por grava y arena y una base
superior de cemento.
• Tuberías para la impulsión del agua, de acero inoxidable, diámetro interno 0,5 m y un
espesor de 0,02 m.
• Túneles, de hormigón armado con un espesor de 0,5 m.
354 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Anexos
• Bombas, de acero inoxidable. La potencia total de bombeo en los distintos saltos es de
458.870 kW, mientras que la potencia total neta descontando la recuperación de las
turbinas en la Cuenca del Segura es de 384.330 kW.
Se crean en el programa estos subsistemas, seleccionando los materiales y procesos e
indicando las cantidades necesarias. En la tabla A.5.11 aparecen las tablas con los datos
introducidos en el programa para los componentes de la fase montaje del Trasvase.
En el apartado 4.2.4 de esta tesis aparece una descripción más detallada de los materiales
empleados según el tipo de obras hidráulicas empleadas en el proyecto del trasvase
(caudales, materiales, longitudes,...).
La cantidad total de materiales necesarios se especifican en la siguiente tabla, teniendo en
cuenta que son la mitad del real porque el Trasvase cuenta con una vida útil media de 50
años, pero la comparación con la alternativa de las desaladoras (cuya vida útil para 25 años)
debe hacerse en los mismos períodos de tiempo:
Material Cantidad (kton)
Hormigón armado 8.400
Cemento 1.240
Grava 16.555
Arena 4.520
Acero 1.052
Polietileno 16
Tabla A.5.12. Materiales para el proyecto de las transferencias.
Se crea la fase montaje Trasvase, y se seleccionan como materiales o ensamblajes los
subsistemas antes creados. Después, se ha creado el proceso de suministro de 1 kg de agua.
Al igual que para las desaladoras, la electricidad para el caso base se toma según la media
europea UCPTE. Se considera que una vez pasados los 50 años las infraestructuras
permanecen en su lugar, y no se procede a su desmantelamiento.
Finalmente, se completó la fase ciclo de vida del Trasvase: el montaje seleccionado es una
unidad de montaje del Trasvase; el proceso elegido es el suministro de agua, con una
cantidad que será la suministrada por la infraestructura en los 25 años de vida de las plantas
(26.250 hm 3 ).
A continuación se muestra una tabla con los detalles para calcular el inventario de los
acueductos.
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 355

Anexos
ACUEDUCTOS Pérdidas material 1%
Cubas
ACUEDUCTOS ALTURA < 20 m Separación pilas: 35 m
Densidad hormigón masa: 2.200 kg/m3
Longitud (m) Caudal (m 3/s) Anchura cuba (m) Altura cuba (m) Sección cuba (m) Volumen cuba (m 3) m 3 hormigón/m Hormigón M-20 (ton)
121 50 8 6,85 13,15 1607,0615 13,2815 3535,5353
520 50 8 6,85 13,15 6906,38 13,2815 15194,036
700 50 8 6,85 13,15 9297,05 13,2815 20453,51
600 50 8 6,85 13,15 7968,9 13,2815 17531,58
240 50 8 6,85 13,15 3187,56 13,2815 7012,632
610 48 8 6,85 13,15 8101,715 13,2815 17823,773
340 48 8 6,85 13,15 4515,71 13,2815 9934,562
800 48 8 6,85 13,15 10625,2 13,2815 23375,44
370 48 8 6,85 13,15 4914,155 13,2815 10811,141
190 48 8 6,85 13,15 2523,485 13,2815 5551,667
770 45 7,75 6,7 12,775 9935,1175 12,90275 21857,2585
530 45 7,75 6,7 12,775 6838,4575 12,90275 15044,6065
240 45 7,75 6,7 12,775 3096,66 12,90275 6812,652
230 32 7 5,92 9,076 2108,3548 9,16676 4638,38056
1500 32 7 5,92 9,076 13750,14 9,16676 30250,308
724 10 3,5 5 4,45 3254,018 4,4945 7158,8396
8485 194,35127 216985,9215
Acueductos Altura > 50 m Separación pilas: 50 m
Promedio (m 3/m) 12,14695438
Longitud (m) Caudal (m 3/s) Anchura cuba (m) Altura cuba (m) Sección cuba (m) Volumen cuba (m 3) m 3 hormigón/m Hormigón M-20 (ton)
220 50 8 6,85 13,15 2921,93 13,2815 6428,246
450 50 8 6,85 13,15 5976,675 13,2815 13148,685
980 50 8 6,85 13,15 13015,87 13,2815 28634,914
780 50 8 6,85 13,15 10359,57 13,2815 22791,054
485 48 8 6,85 13,15 6441,5275 13,2815 14171,3605
420 48 8 6,85 13,15 5578,23 13,2815 12272,106
3335 79,689 97446,3655
356 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

TOTAL(m) Promedio (m 3/m) 13,2815
13,2815
Pilas Separación media pilas (m): 35 m sección rectangular
Anchura pila (m) Profundidad pila (m) Número pilas altura media pilas (m) Volumen x pila (m3) Volumen total m 3 hormigón/m Hormigón pilas (ton)
4 2,5 2 5 93,30552 188,4771504 1,5576624 414,6497309
4 2,5 15 7,3 136,2260592 2063,824797 3,96889384 4540,414553
4 2,5 16 25,15 469,3267656 7584,320532 10,83474362 16685,50517
4 2,5 18 23 429,205392 7802,954027 13,00492338 17166,49886
4 2,5 8 14,4 268,7198976 2171,256773 9,046903219 4776,7649
4 2,5 18 20,3 378,8204112 6886,955076 11,29009029 15151,30117
4 2,5 10 20 373,22208 3769,543008 11,0868912 8292,994618
4 2,5 16 10,7 199,6738128 3226,728815 4,033411019 7098,803393
4 2,5 8 6,25 116,6319 942,385752 2,546988519 2073,248654
4 2,5 5 13 242,594352 1225,101478 6,447902514 2695,223251
4 2,5 24 13,8 238,44744 5779,965946 7,50644928 12715,92508
4 2,5 18 18,58 321,040104 5836,509091 11,0122813 12840,32
4 2,5 6 15,83 273,523404 1657,551828 6,906465951 3646,614022
4 2,5 8 12,15 174,0572064 1406,382228 6,114705338 3094,040901
4 2,5 18 12,46 178,4981722 3245,09677 2,163397847 7139,212894
4 2,5 1 5 55,60632 56,1623832 0,077572352 123,557243
191 107,5992821 118455,0744
Separación media pilas (m): 50 m Min anchura pila: 4 m Min prof pila: 2,9 m
Promedio (m 3/m) 6,724955129
Anchura int pila (m) Profundidad int pila (m) Número pilas altura media pilas (m) Volumen x pila (m3) Volumen total m 3 hormigón/m Hormigón pilas (ton)
2,7 1,6 6 24 793,945152 4811,307621 1058487,677 10584,87677
2,7 1,6 12 37,1 1227,306881 14874,9594 6693731,728 32724,91067
2,7 1,6 27 22,24 735,7225075 20063,15278 19661889,72 44138,93612
2,7 1,6 21 33,81 1118,470233 23722,75364 18503747,84 52190,05801
2,7 1,6 10 45 1488,64716 15035,33632 7292138,113 33077,7399
2,7 1,6 12 22,1 731,0911608 8860,824869 3721546,445 19493,81471
88 56931541,53 192210,3362
Promedio (m 3/m) 9488590,254
Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía 357
Anexos

Anexos
Zapatas
Caudal (m3/s) Anchura H50 (m) Altura (m)
50 12 14,5 3
48 12 14,5 3
45 11,75 14,25 3
32 10 12,5 3
10 8 10 3
Vol total H50 m (m3) Hormigón total (ton)
872,64 3822,345 10328,967
6544,8 7644,69 31216,878
6981,12 17200,5525 53199,6795 HM-20 TOTAL acueducto (ton) 921714,6996
7853,76 13378,2075 46710,3285
3490,56 6370,575 21694,497
7853,76 7644,69 34096,59
4363,2 9599,04
6981,12 15358,464
3490,56 7679,232
2181,6 4799,52
10039,905 22087,791
7529,92875 16565,84325
2509,97625 5521,94775
2424 5332,8
5454 11998,8
193,92 426,624
296617,002
Tabla A.5.13. Cálculos para los materiales de los acueductos para inventario del proyecto de Trasvase del Ebro.
358 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía

Referencias anexos
Anexos
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360 Evaluación ambiental de la integración de procesos de producción de agua con sistemas de producción de energía