capítulo 4 - desalinización, una alternativa para el norte de chile

Alternativas HídricasPara La Macrozona Norte

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19 DE NOVIEMBRE 2013Iquique, Chile

MEMORIAS DE PONENCIAS

SEMINARIO INTERNACIONAL

Alternativas Hídricas Para La Macrozona Norte

Todos los derechos reservados

© UNAP – Universidad Arturo Prat - 2014

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I.s.B.N 978-956-302-084-7CIdERhCalle Vivar 493, 3er pisoEdificio don AlfredoIquique, ChileFono: (56)(57) 2 530800Email: [email protected]

Organizadores.

Prólogo.

Agradecimientos.

TEMA 1: Visión nacional: Una política hídrica a largo plazo. Eugenio Celedón Cariola, Presidente AlhsUd.

TEMA 2: Recursos hídricos: Estado del arte de la Región. Javier Vidal, director dGA Tarapacá.

TEMA 3: Recarga Artificial de Acuíferos en Chile: Proyecto Piloto en el Valle del Río Aconcagua y Perspectivas para la Región de Tarapacá. Pablo Rengifo, Gerente General Geo hidrología Consultores, una empresa Arcadis.

TEMA 4: desalinización, una alternativa para el Norte de Chile. Cristian Wedeles, Chief Operating Officer Osmoflo.

TEMA 5: Reúso: Principios y alcances en Chile. Ismael leonardo Vera, doctor en Ciencias Ambientales y siste-mas Acuáticos, CIdERh.

TEMA 6: Reúso: Experiencias en España. Irene Bustaman-te, deputy director, Institute IMdEA.

TEMA 7: Transporte de agua por vía marítima. Raimundo Varas, Consultor Marítimo de sirus Consultores.

TEMA 8: Aquatacama, la carretera hídrica para abastecer el Norte Grande. Félix Bogliolo, Founding Partner & Chair-man Managing Committee, Via Marina.

ANEXOs: Registro del Evento.

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ORGANIZADORESCENTRO DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO EN RECURSOS HÍDRICOS (CIDERH)

El Centro de Investigación y desarrollo en Recursos hídricos, CIdERh, nace el 2010 como parte de una política pública impulsada por la Comisión Nacio-nal de Investigación Científica y Tecnológica (CONICYT) que, a través de la creación de centros de investigación regionales, busca promover e instalar capacidades de investigación y formación de masa crítica a nivel regional en disciplinas o materias específicas, para que se conviertan en referentes nacio-nales en el área temática de su competencia.

la misión de CIdERh es generar y difundir conocimiento científico sobre los recursos hídricos en zonas áridas, a través de un equipo multidisciplinario de investigadores, vinculado a redes nacionales e internacionales.

ASOCIACIÓN LATINOAMERICANA DE HIDROLOGÍA SUBTERRÁNEA PARA EL DESARROLLO (ALHSUD)CAPÍTULO CHILENO

la Asociación latinoamericana de hidrología subterránea para el desarrollo (AlhsUd) Capítulo Chileno A.G., tiene como objetivo difundir, apoyar y faci-litar las condiciones técnicas, legales, culturales y sociales para el desarrollo del agua subterránea en beneficio de las personas y actividades económicas, tales como la agricultura, minería e industria, siempre bajo criterios de preser-vación y sustentabilidad.

Busca Incidir en el debate nacional para el uso óptimo de los acuíferos subte-rráneos asegurando su preservación a través de planes de gestión y estudios adecuados; apoyar la acción de la autoridad reguladora sobre la base de cri-terios científicos y de desarrollo sustentable a largo plazo; y ser un referente en la actividad de aguas subterráneas en el país en sus ámbitos de conocimiento, uso sustentable y factor de desarrollo del recurso.

COMITÉ ORGANIZADOR

EdITORElisabeth lictevoutdirectora CIdERh

Elisabeth lictevoutdirectora [email protected]

Michèle Rouliez / Carolina WhiteUnidad de Comunicación [email protected]

Eugenio CeledónPresidente de AlhsUd Capítulo Chileno [email protected]

María José MurgadasGerencia Alhsud Capítulo Chileno [email protected]


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El norte de Chile es una de las zonas más áridas del mundo y el escenario de un crecimiento poblacional y económico, que genera una fuerte presión sobre el recurso hídrico. de hecho, la macro zona norte presenta una demanda hídrica

mayor a la oferta (disponibilidad), situación que provoca conflictos entre usuarios entorno al uso de ciertos cuerpos de agua y cuencas; además, propicia un clima de incertidumbre en cuanto al desarrollo futuro de la zona.

Considerando el nivel de desarrollo alcanzado y proyectado por y para las regiones del norte, y paralelamente a la necesidad de mejorar la gestión integral y sustentable del recurso natural, es necesario diversificar las fuentes de agua. desarrollando al-ternativas al uso de fuentes convencionales, se aumentará la disponibilidad de agua. la Región de Tarapacá depende totalmente de fuentes de agua subterráneas, al contrario de las regiones vecinas, que han desarrollado proyectos de desalación. sin embargo, la recarga artificial, el trasvase de agua desde otras cuencas y el reúso de aguas son alternativas tecnológicas potenciales y actualmente evaluadas.

la selección de la o las alternativas más adaptadas al contexto del norte de Chile tiene que basarse en el conocimiento y evaluación de todas las alternativas poten-ciales, sus beneficios, costos e impactos medioambientales. dado las características climáticas y geomorfológicas únicas de la zona norte de Chile, es además necesario adaptar estas tecnologías al contexto mediante investigación, desarrollo e innovación tecnológica.

Con el objetivo de apoyar la toma de decisión por parte de las autoridades y dar a conocer a las instituciones públicas y privadas, usuarios del agua y comunidad en general, las opciones que las regiones del norte de Chile tienen en la actualidad para aumentar su disponibilidad de agua, el Centro de Investigación y desarrollo en Recursos hídricos (CIdERh) de la Región de Tarapacá y la Asociación latinoamer-icana de hidrología subterránea para el desarrollo (AlhsUd) organizaron el 19 de noviembre del 2013 el seminario internacional “Alternativas hídricas para la Macrozo-na Norte” en la ciudad de Iquique, Chile. Este documento publica los artículos basa-dos en las ponencias orales de los expositores del seminario. Con ello, buscamos difundir y transferir esta información más allá del centenar de personas que participó en el seminario, aspirando con ello apoyar la generación de una visión de largo plazo para el desarrollo sustentable del norte de Chile.

Elisabeth Lictevout

Directora CIDERH

P R Ó L O G O

AGRAdECIMIENTOs

Un especial agradecimiento a los auspiciadores del evento: las compañías doña Inés de Collahuasi, sQM, Bhp billiton y Teck Quebrada Blanca; la empre-sa Aguas del Altiplano; y la Asociación de Industria-les de Iquique; y a los patrocinadores del evento: la secretaría Regional Ministerial de Medio ambiente, la Ilustre Municipalidad de Iquique, la Universidad Artu-ro Prat, la Fundación CREAR, la Estrella de Iquique, el Ministerio de Obras Públicas y la dirección General de Aguas, El Gobierno Regional de Tarapacá, CONI-CYT, el Centro de humedales y el Centro del Agua para la Agricultura de la Universidad de Concepción.

Esta publicación fue financiada por el proyecto CO-NICYT REGIONAl/CIdERh R09I1001 con fondos CONICYT y Gobierno Regional de Tarapacá.


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TEMA 4

DESALINIZACIÓN, UNA ALTERNATIVA PARA EL NORTE DE CHILE.

CRISTIÁN WEDELESCHIEF OPERATING OFFICER OSMOFLO.


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1 - INTRODUCCIÓN

la demanda de agua en el norte de Chile supera a la oferta, tal como se puede desprender de la Estrategia Nacional de Recursos hídricos 2012 - 2025 preparada por el Ministerio de Obras Públicas (MOP, 2012). Esto está afectando negativamente a las necesidades humanas básicas y el futuro desarrollo industrial.

la mayor parte del agua dulce de Chile se encuentra al sur de su capital, santiago, donde la oferta (más de 10.000 m3 por persona por año) es muy superior a la demanda (MOP, 2012). sin embargo, la situación al norte de santiago es de escasez de agua, con disponibilidad de agua superficial de menos de 800m3 por persona. En muchas ciudades del norte el déficit de lluvias, la sequía y la disminución de las napas han afectado a las necesidades básicas de la población.

Actualmente el sector minero representa menos del 10% del uso de agua en el país (MOP, 2012). Pero a pesar de que esta es una fracción relativamente pequeña de la demanda de agua, esta situación se ha transformado en un aspecto determinante para la viabilidad de las nuevas inversiones en la industria minera, tan importantes para el desarrollo y PIB del país.

sólo hay unas pocas opciones posibles para suministrar más agua al norte, incluyendo el transporte de agua desde la zona centro sur a la zona norte mediante una tubería submarina u otros medios; la recarga, almacenamiento y recuperación de acuíferos; y la desalinización de agua de mar por ósmosis inversa. Cada alternativa debe ser evaluada entre otros aspectos por su confiabilidad avalada por la experiencia internacional, los costos de implementación y operación, sus impactos en el medioambiente y los plazos hasta contar con la solución.

En el caso de la desalinización por ósmosis inversa, los plazos de implementación son co-nocidos y relativamente cortos. A su vez, proporciona la flexibilidad para producir el agua donde existe la demanda.

la desalación de agua de mar es una realidad en Chile y cada vez se están desarrollando más proyectos asociados a operaciones mineras, pero también crecientemente para el sumi-nistro de agua potable para las comunidades y otras industrias.

las múltiples experiencias que dan cuenta de los avances desarrollados en los últimos 30 años están cambiando la percepción de que representa una alternativa muy costosa y com-pleja para el suministro de agua dulce.

Muchos países hoy dependen de la desalinización de agua de mar para el suministro de agua para su población, la agricultura e industria en general. ha demostrado ser una alterna-tiva viable en variados países y regiones tales como el Caribe, Malta, Oriente Medio, España y Australia.

Existen más de 16.000 plantas de desalinización en el mundo, tanto para el tratamiento de agua de mar como también de agua salobre, permitiendo que hoy en día más de 300 millo-nes de personas en 160 naciones se abastecen de agua mediante estos sistemas.

El volumen de agua dulce producida a partir de la desalación de agua de mar se ha incre-mentado dramáticamente desde el año 2000 y esta tendencia se prevé que continuará, como se muestra en la figura 1.

dEsAlINIZACIÓN – UNA AlTERNATIVA

PARA El NORTE dE ChIlE

hiep le, Technical1, Cristián Wedeles2.

1 Services Manager Osmoflo Pty, 2Gerente General OsmofloSpA.


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Un factor que puede explicar lo anterior es que la desalini-zación de agua de mar es la única tecnología que produce agua “nueva” que se añade al inventario de agua existente. Esta nueva agua puede llevar el desarrollo industrial a zo-nas que de otra forma no podrían sustentarlo.

las tres principales razones para el crecimiento sostenido de la desalinización por ósmosis inversa son:

• la necesidad de asegurar el suministro de agua en el tiempo;

• la reducción de los costos de inversión y operación;

• la confiabilidad que entrega un proceso bien conocido.

2 - SEGURIDAD EN EL SUMINISTRO DE AGUA

las plantas de desalinización de agua de mar se abastecen de probablemente la fuente más segura del mundo: el mar. los beneficios incluyen:

• seguro contra la sequía.

• seguro contra el cambio climático.

• seguro ante el crecimiento de la demanda de agua a me-dida que aumenta la población y sus requerimientos.

las principales ciudades australianas han sido histórica-mente dependientes de las lluvias y el almacenamiento en los embalses, lo cual ha implicado enfrentar períodos de sequías y consiguientes severas restricciones en el uso del agua. Por ejemplo, Melbourne tuvo que implementar drásti-cas restricciones de agua durante la sequía experimentada entre los años 2003 y 2009, para evitar así el absoluto desa-bastecimiento de agua a la población proyectado para fines del 2009 como se muestra en figura 2.

Ahora que las plantas de desalinización de agua de mar se han construido, el sistema de suministro de agua es mucho más robusto y menos dependiente del tiempo atmosférico. dada la inversión realizada y sus costos operacionales du-rante los períodos de operación el suministro de agua cues-ta más, pero se han eliminado las restricciones durante las sequías. si la planta de desalinización de Melbourne hubie-

Figura 1: Proyección de largo plazo para desalinización. Fuente: desalinationMarketUpdate, C Gasson, Global Water IntelligenceGWI, 20 June 2013.

ra estado operativa durante la sequía antes mencionada, la ciudad no habría necesitado experimentar las restricciones de agua.

Además de las seis grandes plantas situadas en las prin-cipales ciudades, las industrias australianas también re-conocen los beneficios de un suministro de agua seguro. Industrias situadas en climas secos también han confia-do en la desalinización de agua de mar para el suministro de agua potable y procesos. Entre los ejemplos podemos mencionar: Onesteel Whyalla, mina de hierro para quie-nes Osmoflo implementó una planta y la planta de Cabo Preston en Pilbara, Australia Occidental, donde la planta desalinizadora de 140 mil metros cúbicos diarios abastece de agua la mina.

A su vez, muchas operaciones mineras en el interior de Australia dependen de la desalinización de agua salobre o aguas subterráneas hipersalinas para su abastecimiento de agua dulce, así como también la desalación de aguas residuales para su reutilización.

3 - REDUCCIÓN DE COSTOS

Una analogía cercana en la cual pagamos más por la ro-bustez es en los vehículos, donde para viajar a las ope-raciones mineras en la cordillera, hemos internalizado la necesidad de utilizar vehículos con características más robustas que para viajar a otros lugares del país. Un siste-ma robusto de suministro de agua mediante desalinización implica inversiones adicionales a las del suministro con-vencional de agua.

No obstante lo anterior, el costo del agua desalinizada se ha reducido a lo largo de los años debido a los avances tecnológicos, mejores diseños, componentes de menor costo (por ejemplo, las membranas) y equipos más eficien-tes (por ejemplo en recuperación de energía). El costo del


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Figura 2: Niveles de almacenamiento de agua, previstos y reales, en Melbourne, Australia durante la sequía del milenio. Fuente: National desalination Research Roadmap; sandia National labs’ desalination and Water Purification Technology Roadmap 2003; National Research Council’s desalination 2008.

“las seis grandes” han sido apodadas las principales plantas de ósmosis inversa que se han diseñado, construido y puesto en marcha en las principales ciudades de Australia como se muestra en la figura 3.

Figura 3: la seis grandes plantas australianas de desalinización.Fuente: National desalination Research Roadmap; sandia National labs’ desalination and Water Purification Technology Roadmap 2003; National Research Council’s desalination 2008.


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agua desalinizada es hoy comparable al del agua “difícil de obtener”.

la energía sigue siendo el mayor de los costos de ope-ración de una planta de ósmosis inversa, sin embargo, el consumo de energía se ha reducido drásticamente en los últimos 30 años. Esto debido a los avances tecnológicos que incluyen membranas y bombas más eficientes, dispo-sitivos de recuperación de energía más avanzados tales el caso de los intercambiadores de presión y mejores dise-ños tales como la co-localización con las centrales eléctri-cas. El consumo de energía típico es ahora un cuarto del consumo de energía durante la década de 1980.

Y aunque el consumo de energía parece ser alto, es per-fectamente comparable a otros usos cotidianos en la vida. Por ejemplo, si un hogar medio en Australia se abasteciera sólo de agua desalinizada, la energía utilizada sería similar a la energía utilizada por el refrigerador doméstico están-dar.

4 - CONFIABILIDAD

la desalinización de agua de mar por ósmosis inversa es perfectamente conocida. El proceso se ha perfeccionado con la experiencia de muchas plantas y años de operación por lo cual hoy es estándar en todo el mundo. Esto inci-de en el diseño y construcción de las partes principales de un sistema como la toma de agua de mar, el sistema de pre-tratamiento, el sistema de ósmosis inversa, los sis-temas de tratamiento posterior y el emisario de salmuera. la metodología de diseño y construcción se ha probado y cuenta con sus riesgos identificados y debidamente ges-tionados, y por supuesto, se continúa mejorando mediante la innovación en sus diferentes etapas.

A su vez, dicha confiabilidad ha permitido una gran varie-dad de modelos de financiamiento para la ejecución de estos proyectos en el mundo, incluido alternativas que-incluyen la inversión por parte de terceros; la asociación público-privada y otras alianzas.

5 - CONCLUSIONES

se ha demostrado en el mundo que la desalinización de agua de mar es accesible y sustentable. Proporciona un suministro independiente del clima, lo cual incrementa la seguridad en el suministro de agua en zonas históri-camente dependientes de la lluvia.

Con toda esta experiencia, los avances en la tecnología y los modelos de ejecución de estos proyectos, el costo del agua desalinizada es hoy comparable al del agua “difícil de obtener”.

si bien en Chile la desalinización mediante ósmosis in-versa es una tecnología relativamente nueva, ya con-tamos localmente con exitosas experiencias que han beneficiado a industrias y comunidades, abasteciéndo-los del agua fresca que tanto necesitan. Al respecto, no cabe duda de como los beneficios de la desalinización podrían mejorar la satisfacción de las necesidades de nuestras ciudades, así como también aumentar el de-sarrollo de la minería, la agricultura y la industria en ge-neral dando sustentabilidad al crecimiento económico de Chile.

6 - BIBLIOGRAFÍA

Gasson, C. (2013). desalination Market Update.InGlobal Water Intelligence.

Ministerio de Obras Públicas (2012). Estrategia Nacio-nal de Recursos hídricos 2012–2025.

National desalination Research Roadmap; sandia Na-tional labs’ desalination and Water Purification Techno-logy Roadmap (2003).

National Research Council’s desalination (2008).


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