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Desalinización asistida por el sol

6 Ene

Una startup canadiense ha construido una planta piloto de desalinización en Vancouver que utiliza un cuarto de la energía que usan las plantas convencionales para eliminar la sal del agua marina. El proceso se basa en unos grados de concentración, y la tendencia natural del sodio y los iones de cloruro—los componentes principales de la sal—para fluir desde concentraciones salinas más altas a otras más bajas. Si el sistema logra escalarse podría ofrecer una forma más barata de llevar el agua potable a las regiones más sedientas del planeta, y al mismo tiempo producir una huella de carbono más baja que otros métodos de desalinización.

“Lo hemos llevado desde un prototipo ‘benchtop’ hasta una planta piloto de agua marina totalmente funcional,” afirma el inventor Ben Sparrow, un ingeniero mecánico que estableció Saltworks Technology en 2008 para comercializar el proceso. “La planta funciona actualmente con agua marina real, y estamos en la fase final de expansión hacia los 1.000 litros diarios.”

Hoy día la mayoría de las plantas de desalinización están basadas en dos métodos. Uno es la destilación a través del ciclo de evaporación-condensación, y el otro son las membranas de filtrado a través de la osmosis inversa. Ambas opciones son caras y requieren el uso de mucha energía.

Saltworks toma un enfoque totalmente distinto basado en los principios del intercambio iónico. El proceso comienza con la creación de una reserva de agua marina que se evapora hasta que su concentración de sal sube de un 3,5 por ciento hasta un 18 por ciento o más.

La evaporación se hace de una de dos formas: o bien el agua marina es pulverizada en un estanque poco profundo expuesto a la luz del sol y el aire de ambiente seco, o el agua marina se guarda en una torre de gran tamaño expuesta a calor residual procedente de una instalación industrial vecina. El segundo método se usa en la planta a escala comercial. Después el agua concentrada se bombea a baja presión dentro de la unidad de desalinización de la compañía junto a tres flujos distintos de agua marina corriente. En este punto, la parte del proceso que requiere más energía ya ha terminado.

Dentro de la unidad de desalinización, que en la planta piloto es del tamaño de un horno microondas, unos abrevaderos de poliestireno especialmente tratados conectan dos de los flujos de agua marina corrientes al flujo altamente concentrado. Los iones positivos (mayormente sodio) y los iones negativos (mayormente cloruro) corren mediante un proceso de difusión a lo largo del poliestireno, que ha sido tratado químicamente para manipular ciertos iones en concreto, desde el flujo concentrado hasta los otros más débiles. Un abrevadero está tratado para sólo dejar pasar iones con carga positiva, mientras que el otro puente sólo permite que pasen los de carga negativa. Sin embargo ambos permiten que pasen otros iones en el agua marina, incluyendo el magnesio, el calcio, el sulfato y los iones de bromo. “Los negativos flujen juntos en una dirección, y los positivos en otra,” señala Sparrow.
Los dos flujos corrientes—uno de los cuales ahora tiene una sobrecarga de iones positivos y el otro de iones negativos—también se conectan con el tercer flujo de agua marina, que es el objetivo de la purificación final. Los dos flujos desiquilibrados tienen como objetivo volver a equilibrarse, por lo que en esencia forman tiras a lo largo del tercer flujo de iones completamente positivos y completamente negativos. El resultado final es un agua desionizada que sólo requiere un tipo de cloración básica o tratamiento ultravioleta antes de que se pueda enviar a las casas o negocios.

Sparrow, que también es director general de Sparrow, afirma que el proceso utiliza bombas de baja presión para hacer circular el agua, lo que significa que se pueden usar tuberías de plástico de bajo peso en vez de acero resistente a la corrosión. El cofundador de Saltworks y presidente Joshua Zoshi afirma que escalar el sistema debería ser sencillo puesto que los plásticos y los componentes químicos seleccionadores de iones que se utilizan son abundantes y baratos. “Nuestro próximo paso es relacionarnos con la industria y trabajar con clientes potenciales para hacer que la tecnología salga ahí fuera,” afirma Zoshi.

Gran parte de la financiación de la investigación y la planta piloto a día de hoy ha sido proporcionada por el Consejo de Investigación Nacional de Canadá, B.C. Hydro’s Powertech Labs y Sustainable Development Technology Canada, una agencia federal que apoya el desarrollo de tecnología limpia a través de subvenciones.

Rick Whittaker, director tecnológico de SDTC, afirma que la compañía tiene unas probabilidades de éxito razonables puesto que la ciencia en la que se apoya es sólida y el método está basado mayormente en la integración creativa de tecnologías ya existentes. “Existe un riesgo técnico,” afirma Whittaker. “Pero tenemos mucha confianza en que podemos escalar el proyecto.”

Fuente: technologyreview

Desaladora alimentada por energía solar

27 Ene

Desarrollan una desaladora alimentada por energía solar descentraliza para los paises en vías de desarrollo con problemas de agua.

La falta de agua dulce para el consumo humano es un gran problema entre la población de grandes regiones de Asia y África. Las plantas descentralizadas de tratamiento de agua con alimentación autónoma pueden ayudar a resolver el problema, ya que consiguen transformar agua salada o salobre en agua pura dulce para beber.
Las grandes instalaciones potabilizadoras pueden proporcionar unos 50 millones de metros cúbicos de agua desalada al día, particularmente en ciudades del Oriente Medio. Sin embargo, la tecnología implicada es compleja y consume grandes cantidades de energía. Este modelo no es apropiado para las regiones áridas o semiáridas de regiones africanas y de la India, donde hay muchos lugares en los que cada día es más difícil proporcionar agua dulce, particularmente en zonas rurales.

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Estas regiones tienen unas infraestructuras muy pobres. Frecuentemente no hay tendido eléctrico, así que la instalación de plantas desaladoras tradicionales está fuera lugar.
Ahora Joachim Koschikowski y sus colaboradores de Instituto Fraunhofer de Energía Solar en Friburgo han desarrollado un planta desaladora descentralizada de pequeño tamaño que produce agua dulce de manera independiente gracias a la energía del sol.
La miniplanta funciona gracias a una membrana. Este tipo de membrana contiene microporos que dejan pasar el agua pero no la sal contenida en ella. Es similar a las membranas tipo Gore-tex que se usan en las prendas deportivas para montañeros. Aplicando una presión sobre el agua salada contenida a un lado de la membrana se obtiene agua dulce por el otro. En este sistema el agua es calentado y llevado hacia la membrana, mientras que al otro lado circula agua el fría dulce producida en el proceso. La presión del vapor resultante de la diferencia de temperaturas es la que produce el efecto. Agua con un alto contenido en sal se queda a un lado y el agua desalada resultante se obtiene y enfría al otro. El agua obtenida está limpia y libre de gérmenes.
Los investigadores han construido dos sistemas diferentes, ambos con su propia fuente de energía.
El sistema compacto, que proporciona 120 litros al día consiste en 6 metros cuadrados de colectores térmicos solares y un pequeño panel fotovoltaico para alimentar la bomba y el modulo desalador.
Por otro lado, en el sistema dual varios módulos desaladores son conectados en paralelo permitiendo el tratamiento de mucha mayor cantidad de agua al día.
El metro cúbico (1000 litros) de agua obtenida por este método sale por 10 euros (1 céntimo de euro por litro). Según Koschikowski cuando se piensa en lo que se paga por el agua embotellada la amortización del sistema es muy rápida.
Los prototipos instalados en Gran Canaria (España) y Jordania han estado funcionando de manera satisfactoria.
Ahora los investigadores planean comercializar el sistema a través de una empresa spinoff denominada SolarSpring a mediados de este año.

Fuente: neofronteras.com

Torre de energía tendría poder para abastecer 15 planetas

11 Dic

Investigadores israelíes han diseñado un generador que, según dicen, podría generar más de 15 veces la electricidad necesaria en todo el planeta. Aprovecha el aire caliente y seco y el agua de mar, algo fácil de conseguir en muchas regiones de la Tierra, para generar electricidad mediante una torre de energía.

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Puede parecer un poco exagerado, pero los investigadores del instituto científico Technion, de Israel, aseguran que una torre de este tipo podría ser la solución a los problemas energéticos del planeta. De hecho, se encuentran trabajando en el concepto de la “Energy Tower” desde 1983, y según puede leerse en sus escritos, la torre podría usarse además como un dispositivo de desalinización y podría ser capaz de revertir los efectos del calentamiento global.

Como fundador e impulsor del proyecto, el profesor Dan Zaslavsky explica que la Torre de Energía funciona gracias a un principio básico de la convección: el aire caliente asciende y el aire frío ocupa su lugar. La torre tendría unos 1000 metros de altura, un diámetro de 400 metros, y aprovecharía este movimiento de las masas de aire para producir energía eléctrica.

Emplea agua para enfriar el aire en la parte superior de la torre, haciendo que este descienda por el interior de la estructura y ponga en movimiento una serie de hélices ubicadas en su interior. Estas hélices se encargan a su vez de mover los generadores de electricidad. Lo bueno de este diseño es que puede emplearse cualquier fuente de agua disponible, ya sea de un rio, del mar o simplemente la obtenida de los tubos de drenaje de las grandes ciudades. El líquido se transforma en un fino spray que absorbe el calor del aire caliente de la parte superior de la torre, enfriándolo a la vez que el agua se transforma en vapor. Simple, barato, y sobre todo, limpio.

Debido a que el principio de funcionamiento de la Torre de Energía se basa en una masa de aire calentada por el sol, se la considera como un tipo de energía solar. Dado que es necesario disponer de una buena provisión de aire caliente en la parte superior de la torre, este concepto podría funcionar mucho mejor en climas cálidos y secos. El equipo del doctor Zaslavsky ya ha identificado varias regiones (en unos 40 países) en los que las torres podían trabajar bien. Entre ellos se encuentran las naciones de Oriente Medio, Australia, África del Norte, California, y México.

Los investigadores predicen que la electricidad generada a partir de este método costaría sólo U$S 0.25 cada kilovatio/ hora. Eso es menos de un tercio de lo que cuesta generar energía eléctrica en la actualidad. Resulta aún más económica que la energía solar tradicional y la energía eólica.

Zaslavsky explica que la torre podría utilizarse también para la desalación de agua, proporcionando agua dulce a sólo la mitad del costo de las actuales tecnologías para la desalinización. Las reservas de agua se podrían usar en forma local para una serie de propósitos, incluyendo el riego de regiones desérticas, la producción de biocombustibles, o la piscicultura.

Por último, la Torre de Energía puede ayudar a enfriar el planeta, llegando incluso a invertir el proceso de calentamiento. Es que su funcionamiento reproduce un fenómeno natural conocido como “Hadley Cell Circulación” que ayuda a la tierra a enfriarse, pero que solo se da cerca del ecuador.

Si bien los investigadores están seguros de su tecnología, siguen a la espera de los inversores necesarios para financiar el proyecto antes de dar los próximos pasos, incluida la creación de un prototipo. Pero están convencidos de que su Torre de Energía podría ser la clave para el suministro de energía barata para todo el planeta

Fuente: NeoTeo

Diseñan una piramide solar con planta desalinizadora

18 Oct

La empresa de Singapur MSC Power Corp. ha diseñado una pirámide solar que generará 36 MW de energía eléctrica, suficientes para dotar de electricidad a un gran número de poblaciones del medio rural que no disponen en la actualidad de suministro eléctrico. Esta pirámide incorpora además un mecanismo que permite desalar agua del mar, convirtiéndola en apta para el consumo.

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El aire circula por el interior de la pirámide alcanzando altas temperaturas a consecuencia de los captadores solares laterales y las aletas de alta eficiencia energética. La electricidad se genera por el accionamiento mecánico de distintas turbinas de aire y de vapor. La desalinización del agua se produce por ósmosis inversa y se realiza aprovechando la energía térmica de su tanque principal. Se usan tanques de agua subterráneos para aprovechar la energía térmica durante la noche y minimizar las pérdidas de calor. Durante el día el agua contribuye a calentar el aire. Gracias a este sistema, la pirámide puede funcionar las 24 horas del día sin interrupción.

El invento podría implantarse en cualquier zona con suficiente irradiación solar y con un pequeño almacén de agua. Incluso se podría adaptar para ser instalado en los tejados de los edificios. Además, según los creadores, permitirá dotar de electricidad a núcleos rurales sin conexión a la red eléctrica, de forma descentralizada y adaptada a las necesidades de consumo de cada pueblo.

En estos enlaces podemos ver unas animaciones de su funcionamiento como generador de energía y como desalinizadora

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Fuente:  Ison21