- La baja densidad de población y la falta de ciudades en el oeste de Estados Unidos se reducen, en última instancia, a un problema de escasez de agua, y la desalinización solar barata podría ampliar enormemente el margen para vivienda, agricultura y desarrollo urbano en zonas desérticas
- El centro de la solución no son represas más grandes, sino solar + desalinización; a 2024, la desalinización por ósmosis inversa ha bajado hasta alrededor de $0.40/m³, unos $500/acre-foot
- Con módulos solares a $0.07/W y casos de celdas LFP por debajo de $50/kWh, la estimación del costo total del proyecto Salton-Imperial podría bajar de $32B hace un año a $17.5B
- La propuesta para Nevada contempla traer agua desalada de la costa mediante intercambio de derechos del Colorado River, restauración del Mojave River y conexión con el California Aqueduct, enlazando un canal de 500 millas con una red de drenaje de más de 1000 millas
- El sistema propuesto se basa en un cálculo de unos $16B para construir 20GW de desalinización solar, canales y bombas, con el objetivo de habilitar más de 750 millas cuadradas de tierras agrícolas, hasta 1460 millas cuadradas de lagos y más de $1T en aumento del valor de la tierra
El cuello de botella del oeste de Estados Unidos es el agua
- En el oeste de Estados Unidos, al oeste del meridiano 100, faltan grandes ciudades y población, y la restricción central es la escasez de agua
- Cadillac Desert sostenía que la expansión de la población en el oeste casi había llegado a su límite con solo la precipitación natural, pero aquí se plantea que la respuesta a la caída del caudal del Colorado River y al aumento de la demanda habitacional no tiene por qué ser el retroceso
- El desierto de altura tiene clima, potencial solar, minerales y capital humano, pero su desarrollo está frenado por la falta de agua
- California y Florida ya son ejemplos de territorios efectivamente terraformados mediante infraestructura a gran escala
- Los Angeles habilitó 284,000 acres mediante obras hidráulicas y descenso del nivel freático, y recibe cada año millones de acre-feet de agua a través del LA Aqueduct, Colorado River Aqueduct y California Aqueduct
- Florida pasó de antiguos pantanos a una zona metropolitana altamente deseada gracias a la combinación de urbanización, drenaje y aire acondicionado
La energía solar reduce el costo de la desalinización
- La solución al déficit hídrico de la escala necesaria no son represas más grandes ni depender de la lluvia, sino la desalinización solar
- El análisis base usa energía solar + baterías + desalinización por ósmosis inversa (RO)
- Con solar a $0.50/W, baterías a $100/kWh y RO a $2000/kW, el precio del agua con depreciación a 10 años ronda los $500/acre-foot o $0.40/m³
- Ese precio es utilizable para agua urbana y para cierta agricultura de cultivos de alto valor
- El gobierno federal de Estados Unidos ya ha pagado $521/acre-foot por evitar el uso de agua del Colorado River
- Si California quisiera igualar con agua desalada los 5 maf anuales que toma del Colorado River, costaría $2.5B al año; es una fracción pequeña frente a la productividad económica que ese agua hace posible, aunque sigue siendo más caro que el precio actual del agua en California
La caída adicional en precios de solar y baterías
- La energía solar fotovoltaica se trata como el primer producto manufacturado en masa en el que la energía no es un insumo sino un producto, y su precio viene cayendo entre 15% y 20% anual
- Recientemente hubo casos de módulos solares negociados al mínimo histórico de $0.07/W
- Si en racks y sistemas de montaje se mantiene una curva de costos similar, los grandes arreglos podrían acercarse a $0.10/W
- Los precios de las baterías también siguen bajando, y ha habido casos de celdas LFP vendidas por menos de $50/kWh
- Al aplicar estos cambios de precio al proyecto Salton-Imperial, la estructura de costos baja de forma marcada
- Arreglo solar: $10B → $2B
- Sistema de almacenamiento en baterías: $12B → $6B
- RO: $10B → $9.5B
- Total: $32B → $17.5B
- Precio del agua: $280/acre-foot o $0.22/m³
Equipos de desalinización adaptados a la intermitencia
- Más de la mitad del costo restante es la depreciación del sistema RO, y para bajar más los costos se necesita diseñar el proceso de acuerdo con la curva de suministro solar
- Si los procesos industriales existentes se adaptan a menor costo de capital y a operación intermitente, se puede aprovechar mejor la caída del precio solar que dependiendo de baterías
- En plantas distribuidas fuera de red, se usa el principio de que el costo del producto final se minimiza cuando el costo de capital del arreglo solar y el de la aplicación son similares
- El cálculo de ejemplo es el siguiente
- Planta solar de 1MW por $200k
- Planta de desalinización por $200k
- Factor de capacidad de 25%, 3kWh/m³
- Producción de 7.3 millones de m³ en 10 años
- Costo de depreciación de $0.055/m³ o $68/acre-foot
- Las plantas RO actuales rondan los $2000/kW, por lo que no están alineadas ni financiera ni técnicamente con una operación intermitente, y además persisten problemas de fatiga de membranas
- La desalinización térmica, aunque menos eficiente energéticamente, podría reducir mucho más el costo del equipo, y se menciona como candidata una unidad de destilación de múltiple efecto basada en moldeo por inyección de plástico de bajo costo
El costo de subir agua a zonas altas
- Terraformar el desierto alto de Nevada requiere no solo desalinización, sino también bombear agua cuesta arriba
- Para elevar 1 millón de acre-feet al año a 1000 m de altura se necesitaría un arreglo solar fotovoltaico de 6GW y bombas baratas de alta eficiencia
- Se considera que el bombeo es una tarea relativamente más fácil porque no implica transiciones termodinámicas complicadas
- Bombear 1000 m hacia arriba aproximadamente duplica el costo energético según la eficiencia de la desalinización, pero como las bombas son más baratas que el equipo de desalinización, el aumento en el precio del agua es menor que eso
Una propuesta centrada en Nevada
- Nevada tiene una superficie de 71 millones de acres, de los cuales 80% está bajo administración federal
- Su población es de unos 3 millones de personas y la mayoría vive en Las Vegas; Reno tiene poco más de 500,000 habitantes
- Ohio tiene cerca de un tercio del tamaño de Nevada, pero casi cuatro veces su población
- Nevada recibe tan poca lluvia que no tiene grandes ríos de caudal permanente, y su relieve de basin and range divide el drenaje en varias cuencas cerradas
- Durante la última glaciación, hace unos 10,000 años, Nevada tenía un clima más húmedo, lagos, ríos, bosques y megafauna norteamericana como mammoth, mastodon y giant sloth
Rutas para llevar agua a Nevada
- La idea básica es usar energía solar fotovoltaica barata y tecnología de desalinización para producir millones de acre-feet de agua en la costa y moverla hacia el interior para sustituir la falta de lluvia natural
- La forma más simple es intercambiar agua desalada en el delta del Colorado River por descargas desde Lake Mead
- Se podrían producir 5 millones de acre-feet al año en México o en la zona del Imperial Valley en Estados Unidos
- El agua podría suministrarse mediante el All American Canal, Coachella Canal y Colorado River Aqueduct
- Nevada podría arrendar derechos de agua de California sobre el Colorado River, desviar esa agua dentro del estado y luego devolverla al Colorado River
- Otra vía es restaurar el Mojave River, hoy convertido en cauce seco y acuífero subterráneo
- Se aprovecharía la ruta hídrica que va desde Cajon Pass, cerca de San Bernardino, hacia Death Valley
- El agua se desviaría aguas arriba del National Park y se bombearía hacia Nevada por el valle del Amargosa River
- También se podría alimentar la parte alta del Mojave River por medio del California Aqueduct y reforzar el caudal con desalinización a gran escala desde cualquier punto de la costa de California
- Si la desalinización se hiciera cerca del delta de Sacramento, también sería posible cruzar la Sierra y descargar hacia los ríos Truckee, Carson y Walker
- Se plantea que la estructura de suministro aguas arriba es casi una elección estética entre coordinarse con reguladores de California o con los de México
Canales y red de drenaje dentro de Nevada
- Los valles de Nevada se extienden principalmente de norte a sur, y en el centro hay una divisoria de aguas este-oeste
- El drenaje del norte va al Carson Sink, cerca de Reno, a través del Humboldt River; el del sur es en su mayoría de cuencas cerradas, y el White River fluye al sur por el borde oriental para terminar en el Colorado
- A medida que baja el costo de la energía solar, aumenta la flexibilidad para elegir la ruta de los canales y qué valles terraformar
- Un enfoque eficaz sería una red de canales siguiendo la US Route 95
- Elevar agua desde Las Vegas, Amargosa Valley y Carson Sink hasta Tonopah
- Después llenar la playa lake de Big Smoky Valley
- Transferir agua a Reese Valley y Monitor Valley para que escurra hacia el Humboldt River
- El drenaje de Monitor Valley pasaría por Diamond Valley, volvería a llenar un gran lago y seguiría por Huntington Creek hacia el Humboldt River
- El agua que deba devolverse al Colorado River podría desviarse al sur desde Diamond Valley Lake, pasando por Eureka, la ruta de US Route 50, Hiwee Valley, Newark Valley y Jakes Valley, hasta la cuenca del White River
- En ese caso, el White River dejaría de ser mayormente un valle seco para convertirse en un río permanente abundante
Estimación de escala y viabilidad económica
- El sistema completo propuesto usaría unos 500 millas de canales y más de 1000 millas de drenajes naturales
- La nueva superficie agrícola con riego directo superaría las 750 millas cuadradas
- Los nuevos lagos podrían alcanzar hasta 1460 millas cuadradas, dependiendo del volumen de agua que se deje en Carson Sink
- Se estiman 240,000 acres de bienes raíces costeros de alta calidad
- El consumo final de agua por evaporación y recarga de acuíferos sería de hasta 3 maf al año
- La salmuera comercialmente significativa en algunos sink podría habilitar también desarrollo minero, además de agricultura, actividad comercial e inmobiliaria
- Solo el aumento del valor de la tierra se estima en más de $1T, una escala grande frente al PIB anual de Nevada de unos $200B
- Más del 90% del estado, incluidos National Parks, State Parks y bases militares existentes, no se vería afectado por este proyecto
Costos previstos y financiamiento
- La estimación de costos, basada en el Central Arizona Project (CAP) y en el análisis de desalinización de bajo costo, es la siguiente
- Arreglo de desalinización solar de 20GW: $4B
- Planta de desalinización de bajo costo correspondiente: $4B
- Construcción de canales, escalada en tamaño con base en CAP: $6B
- Bombas y arreglo solar para alimentarlas: $2B
- El total estimado es de alrededor de $16B
- Como mecanismo de financiamiento, se menciona algo similar a las railroad land grants de Estados Unidos hace 150 años: otorgar la opción de comprar parte de las tierras estatales o federales a precio no mejorado, junto con los permisos regulatorios necesarios
Expansión a otras zonas desérticas
- El caso de Nevada y del borde sur de California podría generalizarse más
- Cerca de un tercio de la superficie terrestre del planeta corresponde a desiertos muy escasamente habitados, y muchos de ellos, a diferencia de Nevada, son tierras bajas costeras
- Se plantea que Arizona, Utah, New Mexico, eastern Cascades, partes de India, Australia, Namibia, Chile, Argentina, Middle East, Central Asia y Saharan Africa también podrían transformarse en zonas fértiles mediante desalinización solar
- El área de desalinización solar requerida sería menos del 1% de la tierra de cada región
- Israel, Saudi Arabia y UAE ya han avanzado bastante en esta dirección, pero el primer megaproyecto de desalinización solar todavía espera ser desarrollado
1 comentarios
Comentarios de Hacker News
Al principio pensé que era sátira, pero al final nunca remató como chiste. El autor cita Cadillac Desert, pero ignora por completo la idea central del libro, y este texto se parece más a una fantasía del tipo “podemos construir hábitats espaciales en L5 para 1995”
El agua cuesta mucho dinero. Si la desalinización fuera rentable, ya se estaría haciendo a gran escala, y esto no es un problema regulatorio sino puramente de viabilidad económica. Si alguien pudiera demostrar la tecnología que propone el autor, entraría una cantidad de dinero casi ilimitada, pero eso no ha pasado ni está ocurriendo en ninguna parte del mundo
Por último, el autor trata como si fuera algo menor bombear agua cuesta arriba, pero se dice que actualmente el 20% de la electricidad producida en California se usa para bombear agua. Está esquivando convenientemente el problema de construir la enorme red eléctrica necesaria para poder elevar esa agua
El crecimiento anual del 4% entre las décadas de 1940 y 1970 duplicó la calidad de vida de los estadounidenses cada 18 años, y eso pasó porque se construyeron cosas que parecían imposibles. A Hoover Dam la veían como “demasiado grande y demasiado cara”, al Interstate Highway System como “sin viabilidad económica”, y al sistema hídrico de California como algo de “requisitos absurdos”, pero al final todo eso sí se construyó
También se está ignorando que podría haber 300 millones de personas más participando en esto. Estadounidenses inteligentes que podrían resolver los problemas de ingeniería hídrica y energía podrían estar trabajando en ello en vez de escribir en HN por qué es difícil
No deberíamos quedarnos en la resignación tipo NIMBY con la que EE. UU. ha venido racionalizando su decadencia desde 1969. Antes construíamos infraestructura imposible que cambiaba vidas; ahora citamos libros sobre “lo difícil que fue construir la infraestructura de antes” para redactar con elegancia por qué la nueva infraestructura no se puede hacer. Y eso aunque la infraestructura de antes sí se construyó
Creo que la única razón por la que no se hace en lugares como California es más bien regulatoria. De hecho, Arizona podría adelantarse. Hace poco hubo avances para impulsar desalinización en el Sea of Cortez, a 60 millas de la frontera de Arizona, entre Arizona y México
En algún lado leí que los sueños son una forma en que el cerebro, una máquina compleja de predicción y análisis, evita el sobreajuste; este tipo de textos me da una sensación parecida respecto a la inteligencia colectiva
No sé si traer a colación el Salton Sea sea un buen argumento. De hecho, el Salton Sea es casi un caso ejemplar de los riesgos que surgen cuando se mete agua en una cuenca interior para crear un lago interior
La Great Basin es la mayor cuenca endorreica de North America, y su gran lago interior natural, el Great Salt Lake, se está secando en este momento
La gente que vive a sotavento ya está sufriendo los efectos de una mayor aridez, y si sigue secándose, millones podrían verse obligados a mudarse por impactos a la salud causados por el arsénico en el polvo, entre otras cosas
El texto también ignora o pasa superficialmente por otras partes difíciles. La salmuera producida por desalinización a escala continental es un problema de residuos peligrosos, y basta ver el tamaño del problema en centros de datos para entender lo complicado que sería
Incluso mover agua de Lake Mead y Powell requeriría un tratamiento serio por problemas como el quagga mussel
Ya hay una parte importante de las tierras agrícolas productivas en riesgo por la sobreasignación del Colorado River y la disminución de los acuíferos
Basta ver los lechos secos que menciona Xyyzyy para entender los problemas de intentar aprovechar el Mojave River. Me parece bien que el autor haya disfrutado este experimento mental, pero la idea, en su forma actual, no es realista
Antes de llevar agua al desierto, hay que dejar de convertir en desierto los lugares donde sí se puede vivir. Si recorres la I-20 o la I-30, ves mucho movimiento de tierras dañino y uso del suelo sin consideración, y ambas cosas hacen que la región pierda lluvia
La precipitación media anual no es un valor fijo; puede cambiar según el uso del suelo y la forma en que se maneja el agua de lluvia. Gorchkov y Makarieva lo formularon matemáticamente muy bien, y a uno de esos procesos lo llamaron la bomba biótica
En general, hay que dejar de tratar el agua de lluvia como si fuera un residuo molesto, dejar las prácticas codiciosas de gestión del agua y luego compartir el agua con la naturaleza
Y por cierto, no lo digo por soñador: tengo formación seria en hidrología. Ahora mismo estoy experimentando con medidas muy baratas y simples para revivir algunos manantiales, y estoy midiendo y documentando todo
Está saliendo a la luz uno de los grandes secretos a voces de North America. El norte de Ontario y el noroeste de Quebec son fértiles. Hay una franja de arcilla de 250 mil km² que va desde Winnipeg hasta cerca de Ottawa, y aunque la temporada de crecimiento es corta, es suficiente para cereales y legumbres
El problema es exactamente el contrario. El drenaje es malo y llueve demasiado en la época menos conveniente, así que la tierra requiere obras de drenaje a gran escala. El invierno es brutalmente frío y está muy lejos de las ciudades
El gobierno intentó impulsar asentamientos, pero la mayoría regresó al sur, y actualmente menos del 5% del total es tierra cultivada o pastizales. Si hubiera gente dispuesta a vivir ahí, toda esta región podría convertirse en una zona papera del tamaño de las Prairies. En la práctica, hay otros lugares más adecuados
Considerando el acceso al agua dulce y la condición de “inviernos fríos, pero sin clima catastrófico frecuente”, toda esta región es mucho más apta para asentamientos a gran escala que Phoenix o Las Vegas
Entre el clima continental de Canada y Scandinavia, la diferencia podría deberse al Gulf Stream. Aunque también da la impresión de que Hudson Bay podría hacerlo un poco más marítimo
La pregunta clave es “¿por qué?”. Si se construyera a gran escala capacidad solar y de almacenamiento, ¿no tendría mucho más sentido usarla para descarbonizar el resto de la infraestructura energética en vez de destinarla a un proyecto gigantesco de desalinización?
No es que la propuesta del texto sea técnicamente imposible, sino que no tiene ningún sentido desde una perspectiva económica y social. Por mucha generación renovable que haya, el mundo sigue emitiendo cada año cantidades récord o casi récord de gases de efecto invernadero: https://ourworldindata.org/greenhouse-gas-emissions
También en ese entonces debió haber opositores que defendían el statu quo, pero hoy parecen estar equivocados
Los argumentos ambientales sobre el carbono o los gases de efecto invernadero añaden contexto, pero por sí solos difícilmente bastan como refutación completa. Si vas a oponerte a algo nuevo por razones de carbono, primero tendrías que demostrar que no hacerlo realmente mejora mucho la situación, y que este es un objetivo más fácil que hacer cumplir reglas a empresas o países que ya ignoran las regulaciones existentes
En lugar de importar cultivos de invierno desde el extranjero, se podrían producir en Arizona y transportarlos por ferrocarril a todo Estados Unidos, en vez de traerlos por barco desde todo el mundo. Eso también podría afectar mucho las emisiones de gases de efecto invernadero, y las tierras agrícolas podrían de hecho terraformar el desierto, bajando la temperatura y reduciendo el polvo para hacerlo más habitable
Después de cargar todas las baterías, ¿para qué usarías el excedente veraniego? Usarlo para desalinización suena bien
Lo que hizo difícil vivir en Florida no fue la escasez de agua, sino el clima. La explosión demográfica de Florida coincide exactamente con la adopción del aire acondicionado en los hogares estadounidenses de la posguerra[1]. Casi nadie quiere vivir en un lugar que siempre es caluroso y húmedo
Se dice que “la última glaciación fue hace apenas 10 mil años”, pero todavía seguimos en una era glacial. Una era glacial simplemente se refiere a un periodo en el que la Tierra tiene capas de hielo en los polos
[1] - https://countrydigest.org/florida-population/
El aire acondicionado fue uno de los grandes inventos del siglo XX, al nivel del avión, los antibióticos, el transistor y el transporte en contenedores
“En Florida, la combinación de desarrollo, drenaje y aire acondicionado convirtió lo que antes era un pantano infestado de plagas en una de las ciudades más deseables del planeta”
Está decayendo. Los humanos están destruyendo la Tierra de todas las formas posibles, y no hace falta que seamos más. Que haya el doble de personas no significa que vayamos a resolver el misterio de la existencia el doble de rápido. De hecho, si la contaminación resultante se duplica, la velocidad de los descubrimientos podría reducirse a la mitad
Esto también es destrucción ambiental imprudente. ¿Que un lugar sea seco significa que podamos transformarlo por completo? ¿Para qué?
Viví en Dallas, que es similar a Nevada pero más húmedo y lluvioso, y no es un lugar realmente habitable. La gente corre de un espacio con aire acondicionado a otro espacio con aire acondicionado. Con solo caminar 5 minutos afuera quedas completamente empapado en sudor, y ni la sombra ni la falta de concreto ayudan. Aunque manejes 2 horas hacia la nada, se siente como estar dentro de un horno precalentado
Durante medio año casi no puedes hacer nada agradable al aire libre sin exponerte a un golpe de calor o a oler fuertemente a sudor en general. Si quieren aprovechar tierras vacías, sería mucho más sensato ir a las enormes zonas de Canada que son muy frías y poco pobladas. Del frío uno se puede proteger con capas de ropa, pero al calor no puedes seguir quitándote ropa indefinidamente
También se puede replantear eso de que duplicar la población no nos permitiría resolver el misterio de la existencia el doble de rápido. Si la gente de una organización de punta y única en su tipo como ASML tuviera el doble de tiempo disponible al día, o si hubiera el doble de gente así, ¿no podrían hacerse más cosas increíbles?
¿No hubo hace como dos meses alguien en HN hablando de desalinización solar increíblemente barata?
MIT anuncia cada año que ya resolvió la desalinización solar
2021 [1]
2022 [2]
2023 [3]
2024 [4]
[1] https://news.mit.edu/2020/passive-solar-powered-water-desali...
[2] https://news.mit.edu/2022/solar-desalination-system-inexpens...
[3] https://news.mit.edu/2023/desalination-system-could-produce-...
[4] https://news.mit.edu/2024/solar-powered-desalination-system-...
¿Cuántas veces ha pasado que la humanidad intenta modificar el terreno para adaptarlo a sus fines y termina destruyéndolo en vez de mejorarlo? Un camino mucho mejor es aprender a vivir dentro de las condiciones actuales y ajustar la tecnología que aprovecha los recursos naturales a esas condiciones. En algunos casos, ni siquiera eso es posible, así que simplemente no hay que vivir ahí
Claro, a veces sale mal, pero en términos generales ha sido algo grandioso e incluso necesario
Claro, hay que mantener un equilibrio. Creo que el verdadero problema está en ponernos de acuerdo sobre qué significa “equilibrio”
No soy experto en geología, así que no sé si la propuesta es viable, pero el autor parece querer devolver el flujo a un río que se secó en algún momento del pasado
Por lo que entendí al estudiar un poco de geología en la universidad, los humanos han alterado el curso de los ríos al menos desde el Nile River en el antiguo Egipto. La vitalidad de Los Angeles también es producto de desvíos artificiales del agua, y la película Chinatown trata eso al menos de manera indirecta
Si no me equivoco, incluso Hoover Dam desvía una parte considerable de agua que antes fluía hacia otro sitio. Claro, hoy muchos ambientalistas dirían que las represas son muy dañinas para los ecosistemas locales
Si el cambio climático está transformando fuertemente distintas regiones a través del clima y el tiempo, y provocando conmociones en grandes grupos de población, podría ser beneficioso que Estados Unidos evalúe redirigir flujos de agua para volver a crear lugares capaces de sostener nuevos centros de población
Somos parte del ecosistema y también lo moldeamos
Vaya, si de verdad se hiciera, sería un proyecto enorme
Es un texto realmente interesante y, aunque las cifras son un poco aproximadas, incluso si la estimación de costos estuviera equivocada por un orden de magnitud, seguiría siendo muy barato
Lamentablemente, Estados Unidos ha perdido el impulso para este tipo de megaproyectos
Si lo ves como una forma de subsidiar cierto estilo de vida gastando una enorme cantidad de dinero, de pronto pierde mucho atractivo
Claro, el progreso económico de las últimas décadas ha tenido luces y sombras por fallas estructurales. Aun así, no estoy de acuerdo con tirar al bebé junto con el agua sucia
Da mucha tristeza ver tanto cinismo y negatividad en general dentro de una comunidad de gente que construye cosas y resuelve problemas
Dicen que extraer agua de la costa de California daña gravemente a muchas formas de vida marina, pero yo veo esto como un desafío de ingeniería muy particular
Debería ser posible
https://www.cbo.gov/publication/59899