Las aplicaciones menos conocidas de la energía solar

El desarrollo de estas tecnologías, de marcado carácter medioambiental, permiten eliminar, entre otros residuos, algunos tan peligrosos como las dioxinas y furanos. Una familia de sustancias químicas presentes en algunos pesticidas, plásticos y disolventes, por ejemplo, y que tienen el dudoso honor de ser reconocidas como los productos químicos más tóxicos que el hombre ha sido capaz de sintetizar.
Las investigaciones de detoxificación solar comenzaron en 1997, cuando el departamento de Química Solar de la PSA, que dirige Julián Blanco Gálvez, puso en marcha el proyecto Solardetox, que tenía por objetivo desarrollar la tecnología de fotocatálisis solar a escala industrial para degradar compuestos orgánicos volátiles (VOCs) disueltos en agua.

Desde 1999, el proyecto es ya una realidad y está aplicándose con éxito en una planta situada en Arganda del Rey (Madrid). "Esta planta, la primera de sus características en el mundo, degrada cianuros procedentes de empresas del sector de recubrimientos metálicos", explica Blanco. "Su puesta en marcha ha sido posible a partir de las experiencias y prototipos desarrollados previamente en la Plataforma. Para ello, llevamos a cabo un par de pequeños proyectos a nivel nacional y directamente con Hidrocen, que es la empresa que gestiona la instalación de Arganda, en la que hay instalado un campo de colectores solares de unos 100 m2".

La experiencia aportada por el proyecto Solardetex, incluido en el programa europeo BRITE, ha permitido avanzar en otros desarrollos tecnológicos. Uno de ellos, la próxima instalación en Almería de una planta para el reciclado de los envases plásticos de pesticidas utilizados por el sector agrario. Julián Blanco explica cómo se realiza este proceso: "el plastico es triturado, lavado y, finalmente, extrusionado para ser convertido en granza (para fabricar nuevos objetos de plástico). El agua de lavado es la que queda contaminada por los pesticidas y a la que se aplica el proceso de fotocatálisis, aunque el grado de purificación del agua es algo que todavía esta por ver ya que, hasta ahora, todos los ensayos realizados han sido en base a simulaciones de este agua en la PSA. Hay que realizar ensayos en condiciones reales y decidir cuál es el punto final de tratamiento". Para ello hay dos opciones. "O bien se retienen los compuestos remanentes, que suponen un pequeño porcentaje, mediante carbón activo, o bien se transfiere el agua a una planta de tratamiento biológico, si se constata que estos compuestos remanentes son biodegradables", concluye.

Mejorar la tecnología
Un segundo proyecto derivado de la experiencia Solardetox persigue mejorar esta tecnología, combinando el proceso de fotocatálisis con ozono con el fin de tratar contaminantes en concentraciones mayores. "Ambos procesos, denominados de "oxidación avanzada", se basan en la generación de unos radicales altamente oxidantes llamados hidroxilo, capaces de destruir cualquier tipo de sustancia orgánica por lo que, en principio, pensamos que estos procesos pueden ser aplicados a cualquier tipo de contaminante orgánico", explica Blanco.

El departamento de Química Solar de la PSA también se ha propuesto eliminar los patógenos del agua mediante un sistema basado al cien por cien en la energía solar. En este caso no se trata de construir plantas, sino de instalar en el techo de las viviendas pequeños colectores –un poco menores que las placas solares para producir agua caliente– y purificar con ellos el agua de un pequeño depósito adyacente, de entre 200 y 300 litros de capacidad. Esta líneas de investigación, que como todas las anteriores cuenta con financiación de la Unión Europea, tendrá su mejor campo de aplicación en los países en desarrollo, al permitir a los núcleos de población asegurarse el suministro de agua en las condiciones sanitarias adecuadas. De hecho, el proyecto de la PSA, presentado inicialmente para atender poblaciones en Latinoamérica, ha tenido tan buena acogida en Bruselas que la Comisión pidió a los investigadores que lo ampliaran al norte de África.

Cómo funciona el proceso
Todos los procesos fotoquímicos de detoxificación que se investigan en la PSA se basan en el mismo principio: la degradación de materia orgánica y otros productos contaminantes presentes en efluentes procedentes de la actividad humana mediante el empleo de un fotocatalizador. En otras palabras, una sustancia que es sensible a los fotones procedentes del sol y, tras sus fotoestimulación, desencadena la reacción perseguida. En este caso, la degradación de sustancias contaminantes hasta formas inactivas.

Los principales elementos catalíticos son el dióxido de titanio (producto no tóxico, abundante y barato) y el carbón activo, al sumar sus efectos catalíticos en la reacción de degradación. En cuanto a los compuestos que pueden ser eliminados mediante tan valiosa herramienta, los hay de todo tipo. Por ejemplo, compuestos fenólicos, iones cianuro, compuestos con radicales orgánicos (para-nitrofenol, para-hidroquinona o el ácido para-hidrobenzoico) y diversos herbicidas y pesticidas. Igualmente, pueden ser degradados los efluentes procedentes de la producción de aceite de oliva, o sustancias no biodegradables que llegan del sector de la pintura (tintes, por ejemplo) y del farmacéutico.

Desaladoras ayudadas por el sol
El área de Química Solar de la PSA también lleva a cabo dos proyectos de investigación en el campo de la desalación mediante energía solar. Uno de ámbito nacional (proyecto Solardesal) y otro de ámbito europeo (proyecto AquaSol). El objetivo común de ambos es el desarrollo de una tecnología híbrida de desalación de agua de mar basada en los procesos de destilación por efecto múltiple (MED), lo que permitirá, además, abaratar el coste el proceso. Para ello, Julián Blanco y su equipo trabajan, básicamente, en tres aspectos. Uno de ellos es reducir el coste del sistema solar que proporciona la energía térmica al proceso, para lo cual van a desarrollar un colector estático, tipo CPC (Concentradores Parabólicos Compuestos), que estará acoplado a un sistema de gas. De esta manera se tendrá un sistema híbrido que permitirá operar las 24 horas del día. "Esto es especialmente importante ya que uno de los principales aspectos que penaliza fuertemente el coste de un sistema solar es la operación de solo ocho horas al día, debido a la amortización del sistema", explica Blanco.

La incorporación e integración de una bomba de calor de doble efecto, que permite reducir el consumo energético del sistema en un 50% mediante la recuperación de la energía de la salmuera de salida, es el segundo aspecto al que dedican tiempo y esfuerzos. El tercero, la utilización de la salmuera para producir sal, "con lo que se consigue un vertido cero a la vez que incorpora una ventaja económica añadida al obtenerse sal a partir de una materia prima más concentrada que si se utiliza directamente el agua de mar", concluye el director del departamento.

Más información
Plataforma Solar de Almería.
Tel: 950 387905
www.psa.es

solar térmica

Las aplicaciones menos conocidas de la energía solar