El rol relevante de las pozas de evaporación solar en la industrialización de productos derivados de la salmuera

Tweet La atención mundial que han ocasionado las pozas solares de evaporación (PSE) en estas últimas décadas, se debe a los bajos costos de operación y construcción, además de las bajas temperaturas que éstas necesitan para almacenar grandes cantidades de energía. Gracias a estos dos aspectos, es que la industria minera, hoy en día tiene en punto de mira a ellas. Por otra parte, la necesidad de grandes extensiones de terreno y climas exclusivamente áridos son parte de las desventajas. Una poza solar natural o artificial es un colector de energía solar. Industrialmente se entiende como un sistema de almacenamiento energético en forma de calor. Estudios han estimado que, anualmente, un kilómetro cuadrado de poza solar, es equivalente, en términos energéticos, a 43 000 toneladas de petróleo (Soto, 2011:1).

Tabla Nº 1. Clasificación general de las PSE

Salt Gradient Solar Ponds (SGSP), "Pozas Solares de Gradiente Salino" - Naturales y/o Artificiales.

- Naturalmente, son comunes las producidas por aguas marinas en arrecifes.

- Artificialmente, son construidas para la producción de sales.

- Sus características corresponden a pozas de salmuera, de la cual, la evaporación es el principal objetivo.

- Últimamente el almacenamiento energético en estas pozas, ha pasado a ser de gran importancia entre los grupos de investigación.

The Honey-Comb Solar Ponds, "Pozas Solares seccionadas como Panal de abejas" - Pozas Artificiales, con las mismas características de una SGSP, con la diferencia de poseer una superficie seccionada en zonas hexagonales y comúnmente encapsuladas en una película de vidrio y/o teflón.

- Su finalidad es el almacenamiento energético en pozas, evitando la evaporación en ellas, aumentando (casi) al doble el almacenamiento térmico de una SGSP ordinaria.

The Shallow Ponds, "Pozas Superficiales" - Pozas de origen natural o artificial, corresponden a pozas muy poco profundas 2 a 15 cm, su principal utilidad radica en suministro de aguas calientes para el uso industrial.

Stratified Solar Ponds, "Pozas Solares Estratificadas" - Pozas artificiales, con las mismas características de una SGSP, con la diferencia de poseer una superficie recubierta superiormente por una membrana estratificada, cuya función es anular la convección superior generada en las pozas, generando un mayor almacenamiento energético y una menor evaporación.

Fuente: Elaboración propia en base a Soto, (2011:2).

Por su parte, una de las fuentes más relevantes de productos inorgánicos es la salmuera. Como ejemplos de ellas están: el agua de mar, salmueras subterráneas, depósitos salinos y salmueras geotermales. Compuestos de carbonato de litio, cloruro de potasio, sulfato de sodio y yodo, entre otros, son los derivados de salmueras con mayor relevancia en el mercado de productos químicos.

Tabla Nº 2. Minerales solubles en el Agua

GRUPO MINERAL FÓRMULA

Cloruros Halita NaCl

Silvita KCl

Silvinita NaCl + KCl

Carnalita KCl∙MgSO4∙ 6H2O

Sulfatos Schoenita K2SO4∙ MgSO4∙ 6H2O

Tenardita Na2SO4

Glauber Na2SO4∙ 10H2O

Carbonatos Trona Na2CO3∙ NaHCO3∙ 2H2O

Natrón Na2CO3∙ 10H2O

Boratos Tincal Na2B4O7∙ 10H2O

Ulexita (Na∙ Ca)B5O9∙ 5H2O

Nitrato Salitre NaNO3

Nitro KNO3

Otros Kainita KCl∙ MgSO4∙ 3H2O

Sulfohalita Na2SO4∙ NaCl

Fuente: Cisternas, et. al., (1999:123).

Generalmente, las salmueras son concentradas en PSE produciendo la cristalización de dos o más sales. Si existen componentes de valor, como es el caso del cloruro de potasio, éstos son obtenidos por flotación. La salmuera concentrada es tratada para obtener otros componentes de valor que se encuentran en menor concentración y/o tienen una alta solubilidad. Aquí se utilizan operaciones como la precipitación o la extracción líquido-líquido (Cisternas, et. al, 1999). Convengamos entonces que, la evaporación solar se constituye en el principal agente de separación que da lugar a la concentración de las salmueras, esto a partir de la consideración de las tasas de evaporación existentes en las zonas salinas.

La evaporación solar de la salmuera consiste básicamente en la eliminación del agua, la formación de una fase sólida (correspondiente a las sales precipitadas), y una salmuera más concentrada. (Continuará en próxima edición)

N de R.- Agradecemos el interesante artículo técnico, fruto del trabajo combinado de los profesionales, el Ing. Alejandro Chávez, docente de la UTO; Einar Barrientos, Ing. de procesos de la empresa Exar, Argentina y del Ing. Roberto Del Barco, Ing. orureño que se desempeña profesionalmente como doctorante en la Universidad de Zacatecas - México. El importante aporte de estos profesionales servirá para profundizar en el valor del proyecto del litio en los salares de Uyuni y Coipasa. El Editor

* Ingeniero de Procesos, Lithium Americas Corp. EXAR S.A., Argentina.

** Docente en Procesamiento de Evaporíticos, Carrera de Ingeniería Química, UTO.

*** Doctorante en Estudios del Desarrollo, Universidad Autónoma de Zacatecas, México.