Simulation by CORMIX of the dispersion at sea of brine discharges from the CORSO desalination plant - Algeria

El mar Mediterráneo es un lugar donde el ingenio humano y los límites naturales suelen encontrarse. A medida que las ciudades costeras crecen y el agua dulce es cada vez más escasa, muchas naciones han recurrido a la desalinización, un proceso que elimina la sal del agua de mar para crear agua potable. Si bien esta tecnología resuelve una escasez crítica, crea un subproducto: la salmuera. Este es el agua sobrante del proceso, que es mucho más salada y densa que el agua de mar de la que provino. Cuando este líquido pesado y salado se vierte de nuevo en el mar, no simplemente se mezcla y desaparece. Debido a que es más pesado, se hunde y se extiende por el fondo, creando potencialmente una capa de agua que es demasiado salada para las plantas y los animales que viven allí. El desafío para los ingenieros es diseñar una forma de liberar esta salmuera para que se mezcle con el océano lo suficientemente rápido como para ser inofensiva antes de asentarse.

En la ciudad costera de Corso, Argelia, una gran planta de desalinización comenzó sus operaciones en 2023 para suministrar agua dulce a la región. Para asegurar que esta instalación no dañe la vida marina local, un equipo de investigadores utilizó un programa informático especializado para simular cómo se comportaría la salmuera de la planta en el océano. No se limitaron a adivinar; construyeron un modelo digital del entorno submarino, incluyendo las tuberías de descarga de la planta, las corrientes locales y el viento, para observar cómo se movería la pluma salina. El objetivo era ver si el diseño actual de las tuberías submarinas, conocido como difusor, estaba cumpliendo su función de dispersar la salmuera de forma segura.

Los investigadores se centraron en tres conjuntos diferentes de condiciones meteorológicas para ver cómo resistiría el sistema. Probaron un escenario con vientos y corrientes fuertes, uno con condiciones moderadas y uno con agua muy calma y estancada. En el mejor de los casos, donde el viento y el agua se movían rápidamente, la pluma de salmuera se alejó de la costa y no tocó las tuberías que traen el agua de mar para su tratamiento. Sin embargo, incluso en esta situación favorable, la simulación mostró que la salmuera no se mezclaba lo suficiente por sí sola. El agua necesitaba diluirse quince veces para ser segura para el medio ambiente, pero las tuberías actuales solo lograron diluirla unas nueve veces antes de que la pluma viajara lo suficiente como para alcanzar un nivel seguro. Esto significó que el propio océano tuvo que hacer la mayor parte del trabajo para limpiar la descarga, en lugar de que las tuberías lo hicieran inmediatamente al liberarla.

La situación se volvió más preocupante cuando los investigadores simularon condiciones más calmas. En el escenario intermedio, con vientos y corrientes más débiles, la pluma salina comenzó a derivar de regreso hacia la costa. Empezó a interactuar con las tuberías de toma que alimentan la planta, lo que potencialmente atraía la sal extra de vuelta al sistema que se supone debe producir agua dulce. En el peor de los escenarios, donde el agua estaba casi estancada, la pluma se movía muy lentamente e incluso regresaba hacia la línea de costa, creando un riesgo significativo de reingresar al sistema de toma. En estas condiciones de calma, la salmuera permaneció concentrada durante una gran distancia, y las tuberías de la planta no lograron proporcionar la mezcla necesaria para proteger el ecosistema local.

El estudio concluye que el diseño actual del sistema de descarga de la planta de Corso no está funcionando lo suficientemente bien como para garantizar la seguridad en todas las condiciones. Los investigadores encontraron que las tuberías simplemente no expulsan la salmuera con la fuerza suficiente para mezclarse rápidamente. Para solucionar esto, recomiendan aumentar la velocidad a la que la salmuera es disparada desde las tuberías, lo que le daría más energía para mezclarse con el agua circundante. También sugieren mover el punto de descarga más lejos de la toma de agua para evitar que la pluma salina dé la vuelta. Como paso adicional, el equipo propone añadir un sistema para mezclar agua de mar fresca con la salmuera antes de que sea liberada, asegurando que sea menos densa y más fácil de dispersar. Estos hallazgos resaltan que construir una planta de desalinización es solo el primer paso; asegurar que sus desechos se gestionen de forma segura requiere una ingeniería cuidadosa que se adapte a los cambios de humor del mar.