Procedimiento de generación de agua potable y energía eléctrica mareomotriz.

Procedimiento de generación de agua potable y energía eléctrica mareomotriz que utilizando la variación de las mareas,

produce electricidad y/o agua potable. Con marea alta, se abre una válvula que llena un recipiente vacío y cuyo flujo es aprovechado para mover una turbina que genera electricidad. Una vez lleno el recipiente se enclava y se espera a la llegada de marea baja, dejándose bajar el recipiente solidario a un pistón que comprime un volumen de agua confinado en un cilindro y que pasa a una conducción de menor sección para aumentar la presión para atravesar una membrana osmótica para generar agua potable por ósmosis inversa. Después se vacía el agua del recipiente por gravedad moviendo miniturbinas en sentido contrario al llenado. Al subir la marea, sube el pistón que ayuda a la aspiración de agua marina del cilindro y se reinicia el ciclo.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201300570.

Solicitante: ECOSISTEMAS DE AHORRO S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: IGLESIAS BARTOLOME,Jaime, LEIRA MARTÍNEZ,José Antonio, JIMÉNEZ LAVILLA,Ángel.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F03B13/26 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F03 MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO, DE RESORTES, O DE PESOS; PRODUCCION DE ENERGIA MECANICA O DE EMPUJE PROPULSIVO O POR REACCION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR.F03B MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS (máquinas o motores de líquidos y fluidos compresibles F01; motores de líquidos, de desplazamiento positivo F03C; máquinas de líquidos de desplazamiento positivo F04). › F03B 13/00 Adaptaciones de las máquinas o de los motores para una utilización particular; Combinaciones de las máquinas o de los motores con los aparatos accionados o que ellos accionan (si es el aspecto relativo a los aparatos lo que predomina, véanse los lugares apropiados para los aparatos considerados, p. ej. H02K 7/18 ); Estaciones motrices o conjuntos máquina-aparato (aspectos hidráulicos E02B; implicando nada más que máquinas o motores del tipo de desplazamiento positivo F03C). › Utilización de la energía de las mareas.

Fragmento de la descripción:

PROCEDIMIENTO DE GENERACIÓN DE AGUA POTABLE Y ENERGIA

ELÉCTRICA MAREOMOTRIZ

OBJETO DE LA INVENCIÓN

Se trata de un procedimiento que utilizando la energía que se genera entre el ascenso y descenso de la marea, de modo que, partiendo de una porción de la misma que es retenida en un recipiente diseñado al efecto, es utilizada para aprovechar su energía potencial para producir energía eléctrica, tanto durante el llenado y posterior vaciado de dicho recipiente, como opcionalmente en la salida del agua retenida dentro de un cilindro que es comprimido por el recipiente anterior que lleva un pistón solidario, que actúa como pistón hidráulico y que permite comprimir o impulsar un volumen de agua de mar contenido para mover una mini turbina, siendo no obstante, la principal función de este procedimiento la de comprimir dicha agua marina que ha sido previamente aspirada del entorno costero, para conducirla a través de un conducto de sección muy inferior a la sección del cilindro, que es comprimido por el pistón con el objeto de buscar, gracias al principio de pascal, la presión suficiente como para obtener agua potable a través de un sistema de osmosis inversa.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El uso de agua para obtener energía o movimiento ya es utilizado desde la antigüedad. Es conocida la existencia de numerosos procedimientos que utilizan la energía de las olas para su aprovechamiento eléctrico o mecánico. Así, por ejemplo, algunos de ellos, como el de número de solicitud, P200801725, y el número de publicación, ES2334089A1 (04.03.2010) emplean engranajes solidarios a flotadores,

otros utilizan igualmente la diferencia entre pleamar y bajamar para reconducir parte del agua marina hacia turbinas pero utilizando un sistema o procedimiento de bombeo, con el número de solicitud, P8802119, y el número de publicación ES2009321 A6 (16.09.1989) que aprovecha la dirección de avance y retroceso del agua. Otro procedimiento, con el número de solicitud P201100063, y el número de publicación, ES2398157A1 (14.03.2013) combina la energía eólica con la mareomotriz a través de un mecanismo a base de poleas buscando una relación de transmisión para captar la energía de las olas. Finalmente, se ha constatado la existencia de un método con el número de solicitud, U200001646, y el número de publicación, ES1047345 U (01.04.2001) que utiliza un mecanismo a base de fosos con torres dentadas y flotadores. Y así, en este campo, existe tanta variedad de ingenios como la imaginación humana.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El procedimiento se basa, al igual que todos los de la misma familia de producción mareomotriz, en el aprovechamiento de la diferencia de energía de potencial de las mareas. En este caso concreto, se busca un ciclo de aprovechamiento de las mareas a través de una plataforma semi-suspendida sobre el lecho marino y muy cerca de la costa. Dicha plataforma tiene un recipiente cuya base está al mismo nivel que el nivel medio de la marea del lugar. Una vez que la marea llega a la pleamar se deja llenar dicho recipiente aprovechando ese flujo de agua marina para mover sendas mini turbinas que generan energía eléctrica y que van dentro del recipiente. Una vez lleno el recipiente se mantiene estacionario gracias a un dispositivo de enclavamiento, hasta que la marea alcance su punto de bajamar. Una vez alcanzado este punto de bajamar, se deja caer este recipiente pesado cargado de agua para

mover un pistón solidario a él y que comprime el agua contenida en un cilindro para producir más electricidad con una turbina, o bien para preferentemente, conducir esa agua comprimida a través de un tubo de menor sección de cara a lograr una presión suficiente como para hacer pasar esa agua marina a través de una membrana osmótica para obtener mediante osmosis inversa agua potable. A continuación, una vez que el pistón desciende, y continuando con la marea baja, se descarga el agua contenida en el recipiente haciendo mover, en sentido inverso a la otra vez, las mini turbinas por él contenidas. Ya vacío el recipiente y con la marea en esa posición de bajamar, se enclava el recipiente esperando la subida de la marea hasta aproximadamente su amplitud media, para aprovechar la presión de subida según el efecto barco o Principio de Arquímedes de cara a producir una aspiración para llenar de agua marina el cilindro. Al ascender el recipiente vacío a su punto máximo y ya con el cilindro lleno de agua marina se reinicia otra vez el ciclo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Figura 1: Elementos que conforman el procedimiento:

Figura 2: Ciclo del proceso. Posición Pleamar y recipiente vacío.

Figura 3: Ciclo del proceso. Posición Pleamar y recipiente llenándose-lleno.

Figura 4: Ciclo del proceso. Posición Bajamar y recipiente lleno.

Figura 5: Ciclo del proceso. Posición Bajamar y recipiente vaciándose-vacío.

(Todas las figuras son secciones verticales)

DESCRIPCIÓN DE UNA FORMA DE REALIZACIÓN

A la vista de la figura 1 se describe la forma de realización del siguiente modo: Con un nivel de agua circundante variable según las mareas (1) se organiza todo el

procedimiento para su aprovechamiento. Un recipiente de sección circular contiene agua marina (3) que capta por diferencial de presión con el entorno y que para penetrar en dicho recipiente debe de pasar por sendas mini turbinas (2) que operan con el flujo de agua en ambas direcciones y que generan energía eléctrica, al menos 5 para que todo el proceso sea eléctricamente autosuficiente. Todo el procedimiento se organiza desde una central que operan según el nivel de mareas que es percibido gracias a un sensor (6). Dicho recipiente o tanque es solidario a un pistón (4) que sube y baja según el nivel de las mareas para comprimir el agua marina contenida en un cilindro (5) El mencionado recipiente (3) está suspendido por muelles (15) en 10 número suficiente y cuyo objeto es el de devolver el conjunto recipiente-pistón al nivel original superior una vez que cesa la presión que hace bajar el conjunto. Estos muelles estarán tarados para que la base del recipiente sin agua, esté situado a la altura del nivel de la media entre la amplitud de la marea de pleamar y de bajamar. Dicho recipiente (3) cuenta con un dispositivo de enclavamiento hidráulico (14) cuya 15 misión es la de evitar tanto que suba como que baje brusca o libremente tal conjunto recipiente-pistón. El cilindro (5) capta agua marina por la aspiración que se produce con la subida del pistón (4) a través de unas electroválvulas anti retorno (13). A su vez, cuando se alcanza el nivel y el momento prefijado y se comprime el agua marina, esta sale por una válvula (12) que opcionalmente podrá generar corriente 20 eléctrica al mover una mini turbina (11) al introducirse el agua por una canalización (8) de sección lo suficientemente inferior como para generar una presión adecuada, según el principio de pascal, como para elevarse hasta un tanque (9) que contiene una membrana, que mediante osmosis inversa, debe de atravesar para generar agua potable al otro lado del tanque (10) Todo el conjunto semiflotante marino está

apoyado sobre sendos elementos de hormigón armado con ménsulas y salientes para el apoyo de las diferentes piezas (7)

El resto de las figuras representan un ciclo completo de funcionamiento del proceso en función de los diferentes niveles de marea. Así, a la vista de la figura 2, tenemos 5 un nivel de marea alta o pleamar con el recipiente vacio. En ese momento el recipiente ha alcanzado la máxima altura gracias a la energía elástica almacenada en los muelles, y gracias al efecto barco de la ley de Arquímedes que se produce al estar el recipiente vacio. Una vez llegado a ese punto, el dispositivo de enclavamiento actúa y deja estático el conjunto recipiente-pistón. Al estar estar vacio 10 el recipiente, y con un entorno rodeado de agua por encima del nivel de la base del recipiente, se abren las electroválvulas que permiten que el agua marina entre dentro del recipiente haciendo mover las mini turbinas que generan electricidad. En la figura 3 se representa al proceso con el recipiente lleno de agua marina y el conjunto recipiente-pistó permanecerá estático o estacionario hasta que la bajamar. 15 En la figura 4 el nivel de agua ha alcanzado la bajamar, con lo cual se desactiva el proceso de enclavamiento para que el conjunto recipiente-pistón baje de modo sincronizado con la apertura de la electroválvula que permite la evacuación de agua del cilindro para conducirla hasta la membrana osmótica de potabilización. En la figura 5, se representa la situación del ciclo posterior a la expulsión de toda el agua 20 del cilindro y todavía con el nivel de bajamar. En esta situación,...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para generar agua potable y energía eléctrica mareomotriz,

que aprovechando las mareas, comprende las siguientes etapas:

- Con marea alta, el conjunto móvil, recipiente-pistón, está en su punto más

alto coincidiendo la base del recipiente con la media de la amplitud de las

mareas. Estando el recipiente (3) vacío, los muelles (15) liberados, y bajo la presión del agua circundante, se abren las válvulas que dejan entrar agua, creándose un flujo aprovechado por mini turbinas (2) para producir electricidad.

- Lleno el recipiente, se enclava hidráulicamente hasta la bajamar que es

cuando se libera el conjunto recipiente-pistón, que por gravedad presiona el agua contenida en el cilindro, y que al abrirse una válvula de salida (12) es reconducida para producir, tanto electricidad, moviendo una mini turbina (11) como agua potable, atravesando una membrana osmótica que

hay un tanque (9) en la costa.

- Vaciada el agua contenida en el cilindro (5) con bajamar, con el recipiente (3) lleno de agua de mar, con los muelles (15) comprimidos y sin la presión del agua circundante, se abren las válvulas que dejan salir agua del recipiente, creándose un flujo que es aprovechado por unas mini

turbinas (2) para producir electricidad.

- Vaciado el recipiente y con la marea iniciando la subida, se desenclava el sistema hidráulico (14) que libera los muelles comprimidos que sumados al empuje de Arquímedes, hacen subir el conjunto móvil recipiente-pistón que con la apertura simultánea de las electroválvulas del cilindro (13)

permiten el llenado del cilindro con agua marina hasta que se llega a la

marea alta que debe coincidir con el llenado completo del cilindro. A partir que aquí se reinicia el ciclo de producción siguiendo el ciclo de las mareas.

2. Generador de agua potable y energía eléctrica mareomotriz, que utilizando el 5 procedimiento de la reivindicación anterior, se caracteriza porque presenta un

recipiente (3) suspendido por sendos muelles (15) solidario a un pistón (4) y que sube y baja según las mareas. Unas mini turbinas (2) y (11) con válvulas incorporadas. Un dispositivo de enclavamiento hidráulico (14) que fija o libera el conjunto móvil recipiente-pistón. Un cilindro (5) que aspira y expulsa agua 10 de mar. Un tanque en la costa (9) que contiene las membranas para,

mediante osmosis inversa, generar agua potable y que una vez depurada pasa a un tanque contiguo al anterior (10) Electroválvulas (13) que se abren para facilitar la aspiración de agua marina. Ménsulas de hormigón (7) que sostienen todo el conjunto. Una central de control que permite el 15 funcionamiento autónomo de todo el procedimiento y que recibe información

de las mareas desde sensores como el de nivel del agua (6)


 

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