El auge de las infraestructuras adaptadas al medio acuático
El auge de las infraestructuras adaptadas al medio acuático
Durante más de un siglo, las infraestructuras se han diseñado en función del terreno. Las ciudades, las centrales eléctricas, las redes de transporte y las instalaciones industriales han seguido siempre un patrón habitual: construir sobre el terreno y, a continuación, buscar formas de llevar el agua allí donde se necesita. Sin embargo, a medida que la escasez de agua dulce, el cambio climático, la urbanización y la creciente demanda energética van transformando el panorama mundial, está surgiendo un nuevo paradigma: las infraestructuras «nativas del agua».
En lugar de considerar los océanos, los lagos y otras masas de agua como obstáculos o, simplemente, como fuentes de materias primas, las infraestructuras acuáticas las integran como el entorno natural en el que pueden funcionar los sistemas críticos. Este cambio tiene el potencial de redefinir nuestra forma de concebir la seguridad hídrica, la eficiencia energética, la producción alimentaria, la informática y la resiliencia costera.
¿Por qué se está produciendo este cambio?
Más de la mitad de la población mundial sufre una grave escasez de agua durante al menos una parte del año. Al mismo tiempo, la población costera sigue creciendo, lo que ejerce una mayor presión sobre los sistemas de agua dulce, cada vez más obsoletos. La desalinización se ha convertido en una herramienta cada vez más importante para la seguridad hídrica, especialmente en las regiones costeras áridas, pero las instalaciones tradicionales en tierra firme suelen requerir un consumo energético considerable, una gran superficie y una gestión cuidadosa de los impactos medioambientales.
Mientras tanto, sectores como la inteligencia artificial, la computación en la nube y la fabricación avanzada están generando una demanda de energía y agua sin precedentes. Los centros de datos, por ejemplo, requieren importantes recursos de refrigeración, lo que lleva a los ingenieros a replantearse dónde deben ubicarse las infraestructuras futuras y cómo se pueden integrar de forma más eficiente los recursos hídricos naturales.
Estas tendencias convergentes están impulsando el interés por las infraestructuras diseñadas específicamente para funcionar en el medio marino o en su entorno.
El agua como plataforma operativa
La infraestructura «nativa del agua» se aplica a la filtración submarina, ya que aprovecha las características únicas del propio océano.
La presión de las profundidades oceánicas, las temperaturas naturalmente estables, el amplio espacio disponible y la proximidad a las poblaciones costeras ofrecen oportunidades que los sistemas terrestres convencionales no pueden replicar fácilmente. Los ingenieros también están investigando plataformas flotantes de energía renovable, acuicultura en alta mar, robótica submarina, eliminación de carbono marino y centros de datos flotantes.
Por ejemplo, varias empresas tecnológicas están investigando centros de datos flotantes o sumergidos que utilizan agua de mar para la refrigeración, lo que reduce las necesidades energéticas y, al mismo tiempo, alivia la presión sobre los recursos terrestres, cada vez más escasos. Los investigadores también están estudiando formas de integrar la desalinización con otros sistemas de infraestructura, incluida la utilización del calor residual de los centros de datos para mejorar la eficiencia en la producción de agua.
En lugar de construir sistemas independientes que compitan por el suelo, el agua y la energía, es posible que las infraestructuras del futuro funcionen cada vez más como ecosistemas marinos interconectados.
Construir para la resiliencia
El cambio climático está obligando a las comunidades a replantearse dónde y cómo se construyen las infraestructuras esenciales.
El aumento del nivel del mar, las sequías prolongadas, las olas de calor extremo y los fenómenos meteorológicos cada vez más extremos están poniendo de manifiesto las vulnerabilidades de la planificación convencional de las infraestructuras. Los sistemas basados en el agua ofrecen la oportunidad de distribuir los recursos, reducir la dependencia de los limitados suministros de agua dulce y aprovechar de forma más eficaz los recursos marinos renovables.
Esto no sustituye a las infraestructuras tradicionales, sino que las optimiza. Es posible que las ciudades costeras recurran cada vez más a una combinación de agua reciclada, gestión de las aguas subterráneas, captación de aguas pluviales y tecnologías avanzadas de desalinización para diversificar sus fuentes de abastecimiento de agua y mejorar su resiliencia a largo plazo.
El papel de OceanWell
OceanWell está contribuyendo a dar forma a esta nueva generación de infraestructuras integradas en el medio acuático gracias a su innovadora tecnología de ósmosis inversa submarina. En lugar de instalar grandes plantas desalinizadoras en tierra firme, los sistemas de OceanWell, situados en las profundidades del océano, funcionan a cientos de metros por debajo de la superficie, donde la presión hidrostática natural realiza gran parte del trabajo que tradicionalmente realizaban bombas de alto consumo energético. Al aprovechar las propias propiedades físicas del océano, esta tecnología tiene el potencial de reducir el consumo energético y, al mismo tiempo, minimizar los impactos marinos asociados a la captación convencional de agua de mar y al vertido de salmuera concentrada. A medida que OceanWell avanza en las pruebas y los despliegues piloto, la empresa está demostrando cómo trabajar con el océano, y no contra él, puede crear una vía más sostenible hacia la seguridad del abastecimiento de agua dulce.
De cara al futuro
Es probable que el futuro de las infraestructuras venga determinado no solo por una tecnología más inteligente, sino también por una ubicación más acertada. A medida que el agua dulce adquiera mayor valor y las poblaciones costeras sigan creciendo, será cada vez más importante diseñar sistemas que se integren de forma natural en el entorno marino.
Las infraestructuras adaptadas al medio acuático representan algo más que una tendencia en ingeniería. Reflejan un cambio más amplio hacia la construcción de sistemas que funcionen en armonía con los procesos naturales, mejorando la resiliencia y reduciendo al mismo tiempo el impacto medioambiental.
El océano siempre ha sido uno de los mayores recursos de la Tierra. Cada vez más, también puede convertirse en uno de los pilares más importantes de la infraestructura del futuro.
Referencias
- Agencia Internacional de la Energía (AIE). «Wired for Water: Cómo la electrificación está transformando la desalinización».https://www.iea.org/commentaries/wired-for-water-how-electrification-is-transforming-desalination
- Sociedad Americana de Ingenieros Civiles (ASCE). Declaración de política 407: Desalinización.https://www.asce.org/advocacy/policy-statements/ps407---desalination
- Mauter, M. S. y Fiske, P. S. «Desalinización para una economía circular del agua». Energy & Environmental Science (2020). https://doi.org/10.1039/D0EE01653E
- Shahabi, M. P., McHugh, A., Anda, M. y Ho, G. «Un marco para la planificación del abastecimiento sostenible de agua mediante desalinización de agua de mar». Science of the Total Environment (2017). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27720252/
- Associated Press. En un mundo cada vez más cálido, la producción de agua dulce se está desplazando a las profundidades del mar.https://apnews.com/article/faba2579f83df4c0688a3ea5e20ab3a6
- Applied Energy. Coordinación entre centros de datos y plantas desalinizadoras conectados a la red mediante la aprovechamiento del calor residual basado en el acoplamiento termoeléctrico. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261926000802
Rúbrica
