El festival agua-energía

20 December, 2012 | By More

 EL FESTIVAL AGUA-ENERGIA

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Por Dora de Alonzo; 20 de diciembre de 2012

El agua es un recurso para la vida. El Festival del Agua de Sharjah en los Emiratos Árabes Unidos, el Festival del agua de Beaufort en Carolina del Sur, Estados Unidos y los festivales de agua del año nuevo en el sudeste asiático son algunos ejemplos de cómo personas alrededor del mundo se reúnen para disfrutar de este recurso único.

Mientras que la demanda de agua va en aumento, los suministros de agua parecen estar cada día más comprometidos. En algunas regiones del mundo, escasea el agua dulce y el agua de mar es la única fuente disponible. Sin embargo, preocupaciones de escasez – debido al cambio climático y la contaminación – han llegado a nuevas regiones con historia de abundante agua fresca.

 

Datos importantes sobre el agua y la energía:

* Sólo el 3% del agua del planeta es dulce [1]

* 1.2 millones de personas en el mundo no tiene acceso a agua potable [2]

* Hasta la fecha, la mayoría de las plantas de desalinización utilizan combustibles fósiles

* Se generan 3 kg de CO2 por cada metro cúbico de agua obtenida por ósmosis inversa [1]

* 1.5 millones de personas en el mundo no tiene acceso a electricidad [2]

 

¿Qué pueden hacer individuos, empresas y líderes mundiales para ayudar a superar los desafíos actuales y futuros de agua y energía?

Las acciones de individuos, empresas y líderes demasiado a menudo se basan en sólo incentivos económicos. Esta semana, los precios de gasolina de Estados Unidos se redujeron $3.20 dólares por galón. Aunque la combustión de un galón de gasolina de $5.00 contamina lo mismo que uno de $3.20, la disminución de los precios de gasolina promueve un gasto mayor, mientras que se genera una mayor huella de carbono y un mayor uso de agua.

Como consumidores, tenemos el poder de convertir la crisis de agua-energía en un festival de agua-energía. El agua y la energía están íntimamente interconectadas entre sí. Ningún cambio se producirá hasta que empezamos a apoyar el uso de productos, servicios y liderazgo que promueven la buena administración de energía y agua.

La ciencia por otro lado, funciona con incentivos diferentes por lo que se han hecho avances importantes en temas energéticos y del agua. Tecnologías de desalinización se harán posibles en el futuro mediante las energías renovables [3] y  estrategias de minimización [4].

El uso de las energías renovables es deseable debido a su menor huella de carbono y su capacidad para ser instaladas en las regiones remotas. En España, sistemas de ósmosis inversa combinados con energía solar ya han sido probados en desalación [5]. Las reducciones de electricidad para tales procesos híbridos son promisorias y ahorros de hasta de un 28% en las emisiones de CO2 han sido proyectadas [1].

Las estrategias de minimización de energía involucran el diseño más eficiente de procesos y tecnologías como ósmosis directa [2, 6], bombeo eficiente y recuperación de energía.

 

¿Qué hay acerca del destino de las aguas residuales?

Las aguas residuales, especialmente las que se originaron luego de un proceso de desalinización deben incorporarse dentro de un ciclo de vida inteligente. Una posibilidad es utilizar estas aguas residuales para cultivar microalgas. Estos microorganismos fotosintéticos pueden bioremediar las aguas residuales (lo que permite el reciclaje de agua dulce), mientras que se produce materia prima para biocombustible y se capturaran emisiones de CO2.

 

Observaciones finales

La ciencia nos consiente con  nuevos descubrimientos. En 2012, el descubrimiento de un planeta parecido a La Tierra (Kepler 22-b) fue confirmado por la NASA; un microorganismo vivo que se replica fue creado por primera vez, lo que abre expectativas para producir biocombustibles de forma ilimitada y el Higgs boson, la partícula que podría explicar el origen del universo, se cree haber sido descubierta finalmente.

Aunque estos descubrimientos deben ser celebrados, es importante darse cuenta de que todavía podemos estar años luz de desplazarnos a otro planeta que esté lleno de nuestro ingenio. Por eso, es crucial que nuestras decisiones diarias estén motivadas por el cuidado del festival  natural de agua-energía de nuestro planeta.

REFERENCIAS

[1] R. Salcedo et al., Multi-objective optimization of solar Rankine cycles coupled with reverse osmosis desalination considering economic and life cycle environmental concerns Desalination 286 (2012) 358–371.

[2] S. Zhao et al., Recent developments in forward osmosis: Opportunities and challenges Journal of Membrane Science 396 (2012) 1– 21.

[3] D. Voivontas, et al., A tool for the design of desalination plants powered by renewable energies, Desalination 133 (2) (2001) 175–198.

[4] A. Subramani, et al. Energy minimization strategies and renewable energy utilization for desalination: A review Water Research 45 (2011) 1907-1920.

[5] A. M. Delgado-Torres, et al. Preliminary design of a solar thermal-powered seawater reverse osmosis system Desalination 216 (2007) 292–305.

[6] S. Phuntsho, et al. Influence of temperature and temperature difference in the performance of forward osmosis desalination process Journal of Membrane Science 415–416 (2012) 734–744.

 

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THE ENERGY-WATER FESTIVAL

By Dora de Alonzo; December 20, 2012

Water is a resource for life. The Sharjah Water Festival in the UAE, the Beaufort Water Festival in SC, USA, and the New Year’s Water Festivals in Southeast Asia are some good examples of how people around the world gather to enjoy this unique resource.

While water demand is on the rise, water supplies appear to be ever more compromised. In some regions of the world, fresh water is scarce and seawater is the only supply available. Nonetheless, scarcity concerns – due to climate change and pollution – have now reached new regions with a history of abundant fresh water.

 

Important facts about water and energy:

* Only 3% of the water on the planet is fresh [1]

* 1.2 billion people in the world has no access to safe drinking water [2]

* To date, most desalination plants are powered by fossil fuels

* 3 kg of CO2 are generated per every cubic meter of water obtained by reverse osmosis [1]

* 1.5 billion people in the world has no access to electricity [2]

 

What can individuals, businesses and world leaders do to help overcome current and future water/energy challenges?

Actions from individuals, businesses and leaders are too often based on just economic incentives. This week, US gasoline prices dropped to a near two-year-low of about 3.20 USD per gallon. Although the combustion of one gallon of $5.00 USD gas pollutes the same as the $3.20 USD one, the decrease in gas prices prompts a shift towards larger spending, while generating a much larger carbon footprint and increased water use.

As consumers, we are empowered to turn the water-energy crisis into a water-energy festival. Water and energy are intimately interconnected to each other. No change will happen until we start pushing for products, services, and leadership that promote good stewardship of energy and water.

Science on the other hand, operates on different incentives and important advances have been made on water-energy issues. Desalination technologies may be enabled in the future by pursuing renewable energy [3] and minimization strategies [4].

The use of renewable energy is desirable due to its lower carbon footprint and its ability to be deployed to remote regions. In Spain, reverse osmosis systems combined with solar energy have already been tested in desalination [5]. Electricity reductions for such hybrid processes are promising and savings of up to 28% in CO2 emissions are projected [1].

Energy minimization strategies involve more efficient process design and technologies such as, forward osmosis [2, 6], efficient pumping, and energy recovery.

 

What about the disposition of wastewater?

Wastewater, especially the one originating from a desalination process must be looped into a smart life cycle. One possibility is to use this wastewater to grow microalgae. These photosynthetic microorganisms could bioremediate the wastewater (enabling fresh water recycle) while producing a feedstock for renewable fuel and capturing CO2 emissions.

 

Concluding remarks

Science keeps spoiling us with new discoveries. Just in 2012, the discovery of a new Earth-like planet (Kepler 22-b) was confirmed by NASA; a living and replicating microorganism was created for the first time, opening our expectations for world-endless biofuel, and the Higgs boson, the particle that could explain the origin of the universe, is believed to had been finally spotted.

While these discoveries should all be celebrated, it is important to realize that we still may be light years away from moving into another planet filled with our ingenuity. For that reason, it is crucial to make the driver of our daily decisions the care for the Earth’s natural energy-water festival.

 

REFERENCES:

[1] R. Salcedo et al., Multi-objective optimization of solar Rankine cycles coupled with reverse osmosis desalination considering economic and life cycle environmental concerns Desalination 286 (2012) 358–371.

[2] S. Zhao et al., Recent developments in forward osmosis: Opportunities and challenges Journal of Membrane Science 396 (2012) 1– 21.

[3] D. Voivontas, et al., A tool for the design of desalination plants powered by renewable energies, Desalination 133 (2) (2001) 175–198.

[4] A. Subramani, et al. Energy minimization strategies and renewable energy utilization for desalination: A review Water Research 45 (2011) 1907-1920.

[5] A. M. Delgado-Torres, et al. Preliminary design of a solar thermal-powered seawater reverse osmosis system Desalination 216 (2007) 292–305.

[6] S. Phuntsho, et al. Influence of temperature and temperature difference in the performance of forward osmosis desalination process Journal of Membrane Science 415–416 (2012) 734–744.

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Category: Renovables, Eficiencia Energética y Medio Ambiente

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