Desalación y energía eléctrica

 La desalación del agua de mar es hoy en día más importante que obtener el Hidrógeno verde, azul, o de cualquier color. Si el campo aquí en España queda sin agua , tendremos que plantar las lechugas en Siberia lo más cerca. Es necesario bajar el consumo de energía para desalar y si es posible , como se pretende con mi idea, generar energía eléctrica para exportar y obtener un beneficio que amortigüe el precio del carburante. Un Ciclo Combinado con turbina de gas y turbina de vapor sería ideal para conseguir el objetivo; el condensador de vapor vierte a los alrededores el 36% de la energía que entra en la Turbina de Gas. Aparte de ser un despilfarro, si tenemos en cuenta el coste del MW del Gas Natural, supone disponer de una energía abundante y prácticamente sin coste alguno, ya que es desechada,. Naturalmente se debe condensar a una temperatura razonable para obtener ganancia suficiente para la desalación ( 360 ºK) .También sería posible recuperar el calor gases de escape chimenea (420 ºK) mediante intercambiador -recuperador fabricado con el material apropiado ( agua ácida). 

Mas adelante expondré unas ideas sobre desalación "subterránea" . Un pozo y galería a 300-400m de profundidad donde se instalaran los equipos de Osmosis Inversa y bombas para el permeado que es depositado el sentina situada bajo galería. Esta instalación permite no utilizar bombas de alta presión y disponer de aceleradores de flujo que ocasionan mas velocidad a igual presión manteniendo limpia la membrana de Osmosis, y quizás lo más importante sería conseguir baja salinidad relativa en el rechazo:(42 g/l ) .

 Central eléctrica y Desaladora:

Aquí se muestra la combinación perfecta: Desaladora por Osmosis Inversa y Central Eléctrica. La base del funcionamiento es conseguir un flujo frío (150-200 ºK) .Transformar en trabajo la energía térmica extraída, y realizar un ciclo termodinámico donde se "organizan" diferentes fases del mismo, dando como resultado, que el ciclo requiera energía exterior para su desarrollo. 

En este caso se pretende producir 150 m3 /hora agua potable y 180 kW de potencia eléctrica, que puede exportarse o consumir en planta, sin olvidarnos del gas de moda; el Hidrógeno "verde que te quiero verde".

En cuanto a la Osmosis Inversa se parte de 600 m3 /hora de agua de mar a 30 bar de presión y rendimiento en permeado del 25%. para de este modo conseguir una salmuera de rechazo baja en Cloruro Sódico (44 g/l ). Soy consciente de que con solo esta información no es suficiente para entender el funcionamiento del sistema, así que si alguna persona está interesada por esto dejo mi e-mail en el dibujo.

 Motor Térmico Ecológico

Ciclo regenerativo en Turbinas de Gas

En la imagen se muestra un Ciclo Combinado de turbina de gas donde el ciclo de vapor se sustituye por un ciclo cerrado compuesto por compresores y turbinas, que tienen la misión de elevar la carga térmica expulsada por la turbina principal o motora. La carga térmica ( gases de escape turbina) la recibe el ciclo a través de intercambiador de calor a contracorriente . El gas de trabajo sería aire o Nitrógeno. Para reducir tamaño máquina este flujo trabajaría a una presión relativamente alta ( 20-40 bar). Se detallan dos fases (turbina-compresor) que sería posible aumentar el número de fases para reducir trabajo, o reducir a una sola fase sacrificando rendimiento total de ambos ciclos pero reduciendo máquina.

El tema principal es cargar térmicamente el ciclo principal entre las temperaturas de descarga compresor (600 ºK) y temperatura de entrada en turbina antes de entrar en zona de quemadores. La idea principal es tratar de introducir en el ciclo principal el 88% de la energía expulsada mas la energía que aporta los trabajo de compresión, de tal modo que la energía del combustible sea la mínima necesaria en relación a la potencia de salida en la turbina motora o principal. De este modo,  sino estoy equivocado, es posible llegar a un rendimiento muy elevado en la relación: Trabajo- Fuel.

 Kilovatios nucleares

Aquí se muestra un dibujo, con el que pretendo llegar a una conclusión: Si para obtener kilovatios de energía eléctrica se recurre a la Fusión Nuclear, operando a elevadísimas temperaturas, investigando como poder capturar esa energía y hacerla compatible con una caldera de vapor y su correspondiente turbina.

¿ No seria más práctico investigar como generar un salto térmico lo más amplio posible dentro de un ambiente, donde llega la energía térmica nuclear procedente de nuestro querido reactor de fusión : EL SOL. ?  

 Innovación motora

 

La figura representa a un motor térmico que sería posible montar sobre un automóvil y que pueda desarrollar su potencia utilizando energía térmica del ambiente, incluso a temperaturas bajo cero.

Es posible disminuir tamaño y en lugar de 4 cilindros, como en este caso, ( diámetro cilindros 300 mm)

se montarían 6 cilindros (diámetro 200 mm) con una cilindrada total de 56 dm3. Aumentar la presión máxima (100 bar) hasta los 200 bar tratando de conseguir una potencia útil de unos 30 a 40 kW.

Lo importante del sistema es generar el Pozo Frío, donde descarga la maquina térmica , sea un Ciclo Brayton, (cerrando por compresión isotérmica en los 120 ºK), o un ciclo Rankine con condensación ( Nitrógeno o Argón ). También sería posible trabajar en los 200 ºK ( máquina menos complicada) y emplear CO2 como fluido térmico cargador de energía . 

Es posible transformar un motor de combustión Diesel o gasolina, modificando culata, en un motor térmico muy ecológico. Se mantiene toda la tecnología actual del motor ( es una pena enviar al desguace toda esa maravillosa tecnología). Aspiraría, en circuito cerrado, CO2 como gas, se mantiene el grado de compresión, el gas recalentado recibe la inyección de CO2 líquido , La temperatura descenderá   instantáneamente , y en la cámara de excombustión se produce un aumento notable presión. Aquí es donde es necesario realizar los cálculos apropiados para no excederse en la presión máxima. En lo demás se trataría de cambiar el tipo de aceite en el engrase del pistón y cuidar que no entre en el circuito del gas CO2. Creo que hará falta cambiar o modificar algunas cosas mas , pero merece la pena salvar a la actual tecnología del automóvil.

Me gustaría debatir todo esto con ingenieros mecánicos que estén interesados en el tema. Gracias

       Compresión flujo bifásico en evaporadores

     La figura solo muestra un tubo vertical  donde un fluido en estado bifásico es comprimido con el objetivo de realizar un rápido barrido, arrastrando las formaciones de vapor o gas y evitando fenómenos de tapón favoreciendo de este modo que el flujo en fase líquida permanezca en contacto con las paredes del tubo intercambiador de calor, con la masa suficiente para evitar recalentamiento del tubo y golpes de ariete.

En una instalación de varios tubos solo sería necesario un cabezal separador en cada tubo y su correspondiente tobera inferior de impulsos y un solo calderín de vapor