Dispositivo destinado a la desalinización de aguas salobres el cual realiza dicha función mediante la acción combinada de campos magnéticos generados en el interior del dispositivo y de membranas selectivas a iones,

obteniendo así dos corrientes separadas de agua, una con baja concentración salina y otra de rechazo con alta concentración de sales. Se compone de un cuerpo exterior cilíndrico de hierro magnetizado (1), un cuerpo interior también cilíndrico del mismo material (2) y una cámara intermedia (3) donde se dispone una serie de membranas: selectivas a iones (6 y 7) dispuestas radialmente con respecto al eje común a todos los cuerpos, y puestas alternadamente de forma que cada membrana selectiva a los iones negativos (7) tiene a ambos lados una membrana selectiva a iones positivos (6). El campo magnético actúa sobre los iones en movimiento, generando fuerzas de Lorentz que los obliga a atravesar las membranas (6 y 7)

Dispositivo desalinizador por membranas selectivas y campos magnéticos que no utiliza electrodos.

Objeto de la invención

La presente invención, como manifiesta el enunciado de esta memoria, se refiere a un dispositivo destinado a la desalinización de aguas salobres, el cual realiza dicha función mediante la acción combinada de campos magnéticos generados en el interior del dispositivo y de membranas selectivas a iones, obteniendo así un caudal de agua con baja concentración de iones salinos.

Campo de aplicación industrial

Este es un dispositivo que resuelve de manera satisfactoria la separación física de los iones disueltos en una disolución acuosa, de las moléculas de agua de dicha disolución. Está pensado, básicamente, para la desalinización de agua de mar.

Estado de la técnica anterior

Los antecedentes de dispositivos desalinizadores por membranas selectivas hacen referencia a máquinas o conjunto de elementos que producen la separación de los iones disueltos en una disolución acuosa, a partir de un potencial eléctrico entre dos electrodos conectados a una fuente de potencia externa, es decir, basados en la electrodiálisis. Nuestro dispositivo desalinizador no incorpora electrodos para generar dicho potencial. Por tanto no está basado en los conceptos existentes actualmente de electrodiálisis de agua salada.

La patente americana US2004/0262234 de un aparato y método para la purificación de fluidos es quizá el invento más cercano a nuestro dispositivo desalinizador por membranas selectivas y campos magnéticos que no utiliza electrodos. Utiliza un campo magnético rotativo y pilas de membranas selectivas a iones, pero siguen existiendo, al menos, un canal rico en amones y otro canal rico en cationes, que generan un potencial eléctrico. Esto no ocurre en la patente que se solicita.

Los titulares de la presente memoria ya presentaron con anterioridad los modelos de utilidad con número de publicación 1066215 (Dispositivo de desalación por campo magnético y membranas selectivas a iones según su carga eléctrica) y 1067217 (Dispositivo de desalación por rotación de campo magnético y membranas selectivas según su carga Eléctrica). En ambos documentos se describen dispositivos que logran la desalación de parte de un flujo de agua a partir de la disposición de un campo magnético, obteniendo corrientes separadas de agua producto y de rechazo en diferentes canales separados por membranas selectivas a iones, si bien en ambos casos se lograba el objetivo propuesto mediante una estructura de canales tal que existía un canal con exceso iones positivos y otro canal con exceso de iones negativos (los canales de los extremos) mientras los centrales permanecen neutros debido a que se llenaban o vaciaban con el mismo número de iones positivos e iones negativos. El canal del extremo que se llena de iones positivos creaba un potencial positivo. El otro canal, del otro extremo, que sólo se llena con iones negativos crea un potencial negativo. De esta forma, la diferencia de potencial crea un campo eléctrico perjudicial para el objetivo buscado, dado que las fuerzas eléctricas creadas se oponen a las fuerzas del campo magnético, inhibiendo el movimiento de los iones y dificultando por tanto su estratificación en canales de diluido y concen- trado.

Por ese motivo, en los dispositivos descritos en dichos modelos de utilidad se hacía necesario el disponer de un par de electrodos que se comunican entre sí por un hilo conductor externo para conseguir que se pueda cerrar el circuito eléctrico. Al cerrarse dicho circuito, los potenciales provocan que aparezca un movimiento de electrones. Estos electrones a su vez provocan las reacciones redox en los extremos. Estas reacciones redox tienen como consecuencia que los canales de los extremos se neutralizan y desaparece (en gran medida, siempre existe un remanente que alimenta el movimiento de electrones) el potencial eléctrico en los extremos.

Mediante la especial configuración geométrica del dispositivo que se preconiza, en la que no hay canales extremos donde se generen potenciales, se consigue eliminar las fuerzas eléctricas que se contraponían a las fuerzas de Lorentz creadas sobre los iones por el campo magnético, de modo que el movimiento de iones puede seguir dándose sin necesidad de la incorporación de los electrodos y evitando ventajosamente la aparición de reacciones redox.

Además, se consigue que la energía que en los dispositivos descritos en los modelos de utilidad se empleaba en la creación de un potencial eléctrico que generaba el movimiento de electrones, minimizando así el campo eléctrico, deje de ser necesaria dado que dicha energía se empleaba en la neutralización del potencial de los extremos pero no en el movimiento útil de los iones, lo que supone una importante disminución de los costes de operación del dispositivo y una considerable mejora en su rendimiento.

Las membranas selectivas a iones que se emplean en la presente invención están presentes en el mercado desde hace tiempo y son de uso común en procesos de electrodiálisis, entre otros. Están formadas a partir de polímeros que contienen una determinada cantidad de iones en su interior, dependiendo su selectividad del tipo de ión contenido. Sin embargo, la especial disposición geométrica de una pluralidad de estas membranas dentro del dispositivo que se preconiza, y las ventajas derivadas de ésta disposición resultan desconocidas hasta la fecha en el estado de la técnica actual.

Por tanto, no se conoce por parte de los titulares de la presente invención ningún dispositivo similar para la realización de labores citadas de desalinización de aguas, por lo que se hace evidente la novedad de la presente invención, que proporcionará cuantiosas ventajas a la industria relativa a desalación de aguas salobres para su aprovechamiento.

Explicación de la invención

Se trata de un dispositivo que es capaz de desalinizar parte del caudal de agua salada que le entra. Por tanto el agua que entra en este dispositivo es convertido en dos efluentes diferentes. Un efluente con una concentración de sal muy pequeña y menor que en el caudal de entrada y otro con una concentración de sal mayor que el de entrada. El dispositivo se configura a partir de tres partes fundamentales, consistentes en un imán exterior, un imán interior y un cuerpo intermedio entre estos por donde se introducirá el caudal de agua a desalar y el cual se verá afectado por el campo magnético generado por sendos imanes. Estos tres elementos estarán montados de forma coaxial. De esta configuración se infiere un modo de realización óptimo a partir de cuerpos cilíndricos.

Los imanes empleados para el presente dispositivo podrán ser tanto imanes permanentes como superconductores, siempre que cumplan la condición de generar un campo magnético cuyas líneas de campo, dentro del espacio entre ambos imanes, tengan sentido radial con respecto al eje del dispositivo.

El elemento intermedio dispuesto entre ambos imanes tendrá sección hueca, y en su interior se dispondrá un determinado número de membranas dispuestas asimismo en sentido radial, alternándose una membrana selectiva a iones positivos con otra a iones negativos, de forma tal que una membrana de un tipo estará siempre rodeada de dos membranas del tipo contrario. Del mismo modo, cada canal de este cuerpo intermedio dispondrá de una membrana selectiva a iones positivos a un lado, y otra selectiva a iones negativos al otro. Se logra mediante esta especial geometría el que no existan canales extremos donde se generen los potenciales eléctricos perjudiciales para el proceso.

Este dispositivo se basa en las fuerzas de Lorentz generada cuando un fluido conductor atraviesa con cierta velocidad un campo magnético. Dicha fuerza produce un desplazamiento de los iones presentes en el fluido. Las membranas selectivas son las encargadas de crear canales de fluido diluido (producto) y canales de fluido concentrado (rechazo).

El dispositivo desalinizador por membranas selectivas y campos magnéticos que no utiliza electrodos utiliza una geometría especial tanto en la disposición de los polos magnéticos como en la disposición de las membranas selectivas a iones según su carga de manera que se hace innecesaria la utilización de electrodos.

Debido a que las fuerzas de Lorentz actúan en una dirección en función de la carga del ión sobre el que actúan, éstos se verán obligados a pasar a través de las membranas selectivas, con el resultado de que se obtendrá...

1. Dispositivo desalinizador por membranas selectivas y campos magnéticos que no utiliza electrodos, formado por un imán exterior (1), un imán interior (2) y un cuerpo intermedio (3) en el cual se disponen membranas selectivas a iones (6 y 7) caracterizado porque el imán exterior (1), el imán interior (2) y el cuerpo intermedio (3) están montados de forma coaxial, teniendo el cuerpo intermedio (3) sección hueca en la que se disponen membranas selectivas a iones (6 y 7) en sentido radial y de manera alternada, de tal manera que cada membrana selectiva a iones positivos (6) tendrá a ambos lados de ésta membranas selectivas a iones negativos (7) así como cada membrana selectiva a iones negativos (7) tendrá a ambos lados membranas selectivas a iones positivos (6).