PLANTA DESALINIZADORA SOLAR DE AGUA DE MAR, SALMUERAS O AGUAS RESIDUALES.

Planta desalinizadora solar de agua de mar, salmueras o aguas residuales,

que comprende una carpa de estructura con forma piramidal (1) con doble lámina interior negra y exterior transparente instalada sobre una base de sustentación (9) anclada al suelo o en flotadores en la superficie del mar, en la que se incorporan medios de vaporización en el vértice de la pirámide con micronebulizadores, medios de captación del aire húmedo por columna de condensación (3) continua o seccionada y destilación en subsuelo y disipación del calor en depósito menor (4) de recogida de agua. Además, incorpora un sistema de control informatizado de los procesos que comprende controles de caudal de aire y del agua nebulizada y régimen de funcionamiento de la instalación.

PLANTA DESALINIZADORA SOLAR DE AGUA DE MAR, SALMUERAS O AGUAS RESIDUALES

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La invención, tal como expresa el enunciado de la

presente memoria descriptiva, se refiere a una planta

desalinizadora solar de agua de mar, salmueras o aguas

residuales.

Más en particular, el objeto de la invención se centra en una planta desalinizadora solar de agua (de mar, salmueras o aguas residuales) mediante carpa de captación de irradiación y condensación en columna, basándose en las calorías captadas y las frigorías disponibles en el subsuelo. Monitorización mediante ordenador de las variables del sistema por programa informático de captación de valores y búsqueda de régimen óptimo de rendimiento.

La desalinizadora de agua está basada en la captación de calor por láminas paralelas transparente y negra en exterior e interior, respectivamente, expuestas al sol en forma de pirámide que concentran en su vértice el aire caliente. Aquí, mediante micronebulizadores se evapora el agua de mar que será succionada en una columna de condensación que, en una primera modalidad sencilla, lo conduce hacia el subsuelo donde la temperatura inferior de éste provoca la condensación del vapor contenido. En una segunda opción se mejora el rendimiento mediante la inclusión en la columna de condensación de cámaras seccionadas donde se produce condensación a fin de recuperar el calor latente de evaporación, el cual es transferido al agua salada que ha de vaporizarse.

Dado que las condiciones externas: irradiación, temperaturas del aire y el agua captada son variables a lo largo del día y en los diferentes días de años cambiantes, no se puede pensar en obtener un máximo rendimiento con un único régimen de funcionamiento: caudales de aire y agua, régimen de presiones y temperaturas. Por ello se propone un sistema de control informático que captando los valores de las variables y los rendimientos en cada momento, construya las funciones matemáticas sobre datos empíricos que determinarán la vinculación entre las variables y buscará los máximos relativos para en cada caso optimizar los rendimientos métodos estadísticos de ajuste por mínimos cuadrados y modelos lineales y no lineales generalizados. Se trataría de un sistema de autoaprendizaje continuo.

CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención se encuentra dentro del sector técnico

de tratamiento de aguas por desalinizac ión y evaporación

usando energía solar.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la actualidad, y como referencia al estado de la técnica, debe señalarse que son conocidos distintos sistema para la desalinización del agua, sin embargo, por parte del solicitante se desconoce la existencia de ninguna otra planta

En este sentido hay que señalar que se han revisado todos los métodos de separación del agua de las sales. Desde la ósmosis inversa que es la que más se ha implantado recientemente en el mundo, con grandes costes energéticos y de inversión en las instalaciones, hasta la destilación por efecto flash, que es la que mayor cantidad de agua desala, aunque está asociada a instalaciones pequeñas y también con grandes costes energéticos. Las anteriormente mencionadas recurren a fuentes convencionales de energía, lo que las hace muy caras de operar.

Basadas en las energías renovables hay, por una

parte, las que toman la energía de fuentes hidrotermales o

energías residuales en instalaciones, como por ejemplo

plantas termoeléctricas y las que recurren al sol o al

viento.

El objetivo primario de estas instalaciones es más el invernadero que la desalinización, y de hecho el agua desalinizada se usa en él. Las eficiencias no están optimizadas para un rendimiento máximo y las soluciones técnicas son diferentes y menos eficientes que la que se propone aquí. No usan el subsuelo como refrigerador (en su caso están condicionados a la disponibilidad de agua de mar de cotas profundas para tener suficientes frigorías) y,

además, no usan la optimización por ordenador ni la

concentración de aire cálido propuesta en la estruct ura

piramidal.

Asimismo, y relacionadas con el tema, cabe mencionar la existencia de los siguientes documentos:

P200102272: Planta para la obtención de agua exenta de sal a partir de aguas marinas, a baja temperatura, con funcionamiento continuo y recuperación de entalpía.

-P9201678: Instalación desalinizadora, en especial para riego.

P0426199: Planta desalinizadora y potabilizadora aprovechando la ENERGIA CALORIFICA DE LAS ZONAS GEOTERMICAS Y VOLCANICAS.

-P200603102: Desalinizadora de agua.

P0544110: Instalación para la desalinización de agua, en especial del agua del mar.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La desalinización del agua de mar (u otras aguas salobres o residuales, aunque nos centraremos en la primera) es la herramienta que hoy día puede permitir la obtención de agua dulce sin más limitación que la energía requerida para separar el agua de la sal contenida. Esto se hace en la actualidad con la técnica de la ósmosis inversa o con otros procedimientos que suponen gran gasto económico por la energía requerida y el coste de las instalaciones.

Teniendo en cuenta que donde más necesaria es el agua dulce es también donde más insolación hay, el sistema que se propone se basa en el aprovechamiento del calor del sol y permite aprovechar la insolación para vaporizar y destilar el agua. Además, es en los meses de mayor necesidad hídrica cuando más rendimiento permite el sistema. Otra de sus ventajas es que el gasto energético es ínfimo ya que la mayor parte de la energía necesaria procede del sol (excepto una pequeña cantidad de energía eléctrica, para funcionamiento general del sistema que también puede provenir del sol mediante placas fotovoltaicas) .

En concreto, la planta desalinizadora de agua de mar que la invención propugna consiste en un captador de calor solar mediante una estructura de material oscuro (para retener el máximo de calor) en forma de carpa piramidal y con otra superficie transparente paralela y exterior a la anterior que genere una capa de aire calentado.

agua de mar inyectada mediante micronebulizadores. Esto da lugar a un aire cargado de humedad que se succiona por un tubo central (axial a la pirámide) o columna de condensación que lo dirige hacia un 'punto frío' constituido por un depósito situado en el subsuelo. Con el propósito de tener un circuito cerrado del aire que permita su circulación con un solo compresor, se tienen un depósito cerrado dentro de uno mayor que incluye la red de galerías y un remanente de agua almacenada y sus correspondientes frigorías, para disipar el calor y condensar el vapor. Un purgador transfiere el agua producida en el depósito pequeño hacia las galerías.

En el transcurso del trayecto del agua de mar que se ha de insuflar, ésta ha transcurrido por un tubo vertical dentro de la columna de condensación que transporta contracorriente la mezcla aire-vapor y permitiendo así la condensación de éste en forma de agua dulce mediante intercambiador de calor: aire húmedo-agua de mar; el agua salada de entrada se ha ido calentando. Las circulaciones son siempre contracorriente. En los puntos donde la temperatura a

disipar es mayor, la temperatura del elemento captador es

mayor, y viceversa. Así, la eficiencia del proceso de

recuperación de calorías queda asegurada.

Por su parte, el aire, parcialmente enfriado, así como parte de su carga de agua condensada,...

l. PLANTA DESALINIZADORA SOLAR DE AGUA DE MAR, SALMUERAS O AGUAS RESIDUALES, caracterizada porque comprende una carpa de estructura con forma piramidal (1) , con una lámina interior oscura y una lámina exterior transparente (2) paralela a la anterior, instalada sobre una base de sustentación (9) anclada al suelo o en flotadores en la superficie del mar, en la que se incorporan medios de vaporización en el vértice de la pirámide con micronebulizadores, medios de captación del aire húmedo por columna de condensación (3) y destilación, y condensación en subsuelo y disipación del calor en depósito menor (4) .

2. PLANTA DESALINIZADORA SOLAR DE AGUA DE MAR, SALMUERAS O AGUAS RESIDUALES, según la reivindicación 1, caracterizada porque incorpora un sistema de control informatizado de los procesos que comprende controles de caudal de aire y del agua nebulizada y régimen de funcionamiento de la instalación.

3. PLANTA DESALINIZADORA SOLAR DE AGUA DE MAR, SALMUERAS O AGUAS RESIDUALES, según la reivindicación 1 y 2, caracterizada porque la columna de condensación (3) está constituida por un tubo central axial a la estructura piramidal (1) , a cuyo extremo inferior se acopla un depósito menor ( 4) y unos tubos de aire ( 5) y los micronebulizadores (6) en su parte superior.

4. PLANTA DESALINIZADORA SOLAR DE AGUA DE MAR, SALMUERAS O AGUAS RESIDUALES, según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque dispone de un depósito colector menor

(4) de agua dulce producida, dispuesto a cierta profundidad debajo de la columna de condensación (3) , que transfiere el agua producida hacia las galerías del depósito colector (7) así como las calorías generadas. Se dispone un purgador de agua (8) , para descargar al depósito colector (7)

5. PLANTA DESALINIZADORA SOLAR DE AGUA DE MAR, SALMUERAS O AGUAS RESIDUALES, según la reivindicación 4, caracterizada porque el depósito colector (4) está conectado y en contacto con las galerías del subsuelo para disipación del calor.