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Un reto a los ingenieros


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Jose Mayo

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Señores Ingenieros,

Me perdonarán la audácia, pero, dado que mi conocimiento no dá para más, os pongo el siguiente reto:

Si a un tubo "X" cualquiera, con onze metros de altura a contar del nível del mar, en un flotador, le pusieramos un sistema de vacio a la extremidad superior, con la extremidad inferior abierta y puesta adentro del água, tendríamos que, la coluna de água, no podría subir más que a 9,76 m, por lo de la presión atmosférica, pero, toda la coluna estaría sometida al vacio y a baja presión, ?verdad?.

Si, por adentro de ese mismo tubo, cercano lo más posible a la extremidad superior de la coluna de água, el aire que se retirara de adentro del mismo tubo, fuera comprimido en un serpentin terminado en una valvula capilar, por el mismo compresor que lo extrae, a punto de calentarse por efecto de la compresión, podríamos aumentar la evaporación en el interior del tubo ?verdad?

Si el "escape", de ese mismo aire comprimido fuera dirigido a otro serpentin más gordo, que descendiera por la misma coluna coluna de água lo suficente para condensar el vapor...

?Tendríamos una celda de desalación a baja presión? Que rendimiento energético y que productividad podría alcanzar una celda como esa? Que ventajas ó desventajas tendría, en términos energéticos, frente a la desalación por presión (osmosis inversa), considerando también la complejidad de la instalación?

"Googleando" por la internet, encontré algo de destilación a baja presión, pero nada tan simple y directo, entonces, tengo dudas de que sea rentable, aunque no las tengo de que, sí, puede funcionar.

Anticipadamente agradecido

Os saludo

Gracias

PD: Tener en cuenta que, el calor producido por el motor del compresor, también se puede aprovechar.
"Un fósforo solo no es capaz de quemar un bosque entero, pero puede plantarle fuego." (Jose Mayo)

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superpeio

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tendr�amos que, la coluna de �gua, no podr�a subir m�s que a 9,76 m, por lo de la presi�n atmosf�rica, pero, toda la coluna estar�a sometida al vacio y a baja presi�n, ?verdad?.


Dentro de la columna, el agua a nivel de la superficie del mar estara siempre a una atmosfera de presion, y segun se va subiendo en la columna ira bajando la presion del agua a un ritmo aproximado de 0,1 atm por metro. Segun baja la presion, tambien baja el punto de ebullicion del agua. Dependiendo de a que temperatura este el agua, habra un momento en el que no se podra hacer subir el nivel del agua, siempre por debajo del 9,76. Entonces hay que extraer el vapor con la bomba para mantener la ebullicion. Dandole mas caña a la bomba, lo unico que se conseguira sera evaporar el agua mas rapido. Asi es como yo lo entiendo y sí creo que funcione.
El tubo tiene que ser lo mas corto posible, no de 11 metros, para hacer vacio sobre el minimo volumen posible.
El agua que queda en la superficie sera muy salada, por lo tanto mas pesada y tendera a bajar, asi que se creara una corriente circular. No se si ello supone algun problema.
La bomba de vacio estara creando una fuerza que equilibra el flotador. Todos lo movimintos del flotador afectaran a la bomba.

Punto de vapor. La presion esta en torricellis, pero sirve igual.


Si el agua del tubo esta muy caliente no hace falta hacer tanto vacio. Entiendo que el interes del invento es el de aprobechar un foco de calor. Opino que hay que estudiar a que temperatura se puede calentar ell agua facilmente, y despues adaptar el invento a estas condiciones. Pero me da es casi mejor usar la energia para calentar el agua y que la bomba trabaje a una presion bastante alta. Por ejemplo, una columna de unos 5 metros tendra una presion superficioal de unas 0,5 atmosferas, donde el agua evapora a unos 82 grados. Otro ejemplo, 7,5 metros-> 0,25 atm -> 65 grados.

Parece una idea interesante,un sistema sencillo, donde la sal desparece por si sola, a no ser que la sal sea tambien un producto deseable. En zonas calidas, no parece dificil calentar grandes cantidades de agua a 50 o 65 grados usando energia solar. Pero si que hara falta mucha energia par evapoarla. Esta energia vendra de vuelta cuando el agua se condense y la eficiencia de transmision de calor sera, supongo, el factor mas importante para calcular la eficiencia del invento, pero con una buena fuente de calor no deberia preocuparnos tener algunas perdidas.

Haber si alguien con mejores conocimientos no saca de dudas.
Un saludo Jose.

Saludos

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Jose Mayo

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Un saludo Superpeio, y muchas Gracias

:-)

La idea, hasta donde pude pesquisar en la web, tiene mucho de original. Hay destiladores de baja presíon diseñados, pero con mucha más complejidad, además de que no proponen reaprovechar el calor de la bomba para aumentar la velocidad de destilación, ni la misma coluna de água, con un serpentín, para condensar.

Creo que lo del flotador és verdadero, influye, pero mantiene el nivel reltivamente constante y, se tuviera un buen lastre, hasta se podría "estabilizar".

Sobre el calentamiento solar, se podría poner una dilatación discoidal (como si fuera un "paraguas" plano, al aspecto visual, pero hueco), a determinada altura del tubo, cerca del nivel superior de la coluna de água, de maneras que, la superficie aumentada y la poca masa de água en el interior de la dilatación discoidal, hiciera con que se pudiera calentar más rápido y incrementar la evaporación.

Por otro lado, si la bomba de vacio fuera movida por un motor a explosión, los próprios gases de escape, pasando en una chimenea, por adentro de la coluna, también calentarian el água y, el mismo intercambiador de calor de la refrigeración del motor se podría aprovechar pa' la misma finalidad. O sea que, por falta de focos de calor, no creo que el ingenio va fallar...

... Entonces, la pregunta del millón és: ?Tendrá rentabilidad (litros/energia empleada) superior a los demás?

Lo que hablas de la salmuera, también és verdadero, la própia convección, en el interior del tubo, se encarga de devolverla al mar, pero de forma diluída, y no de forma masiva, por lo que, creo que poco impacto puede causar.

Habría una forma de aprovecharla (la salmuera) si los tubos de evaporación foram puestos en una pileta al nível del mar y la água se fuera añadiendo con bombas. Al final la salmuera podría estar tan concentrada que depositaria por saturación en la pileta y habría que recogerla a cada tanto, nada más.

Yo no tengo herramientas intelectuales para desarrollar la idea, pero, si os parece que vale la pena, de mi parte ya és vuestra, AQUI DECLARO QUE NO TENGO INTERÉS FINANCIERO, NI EN NINGUNA OTRA COSA, que no sea verla salir adelante y funcionar.

:-)

Saludos
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Jose Mayo

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Hola a todos

Os pongo alguna cosa, sobre el "State of the Art", en desalación, aqui en este enlace:

¡enlace erróneo!

Se percibirá que los sistemas de desalación, por destilación, tienen mucha más complejidad que el que está aqui propuesto, hace falta saber, a comparación, cual sería el más rentable y cual produciria más.

Saludos
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jprebo

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Cita de: Jose+Mayo


... Entonces, la pregunta del millón és: ?Tendrá rentabilidad (litros/energia empleada) superior a los demás?



Hola Jose Mayo, te llevo 9 años de ventaja en ese sistema, así que diré solo lo que puedo contarte.

La rentabilidad litros/energía es extremadamente baja segun lo propones, dado que se te ha olvidado el factor mas importante de este sistema, la densidad del vapor a esa presión de vacío. (perdona que no explique mas).

Para una rentabilidad energetica (que no economica por su escasa producción diaria por superficie ocupada), puedes copiar mi patente, ya que perdí los derechos por impago de la tasa y la puedes ver en:


¡enlace erróneo!

Menos mal que no sale mi telefono y la dirección es antigua, me mudé y no te preocupes por el diseño del dibujo, es solo a modo explicativo, no lo tomes a pies juntillas.

Ese sistema, ha sido yá superado por otro que he regalado a un empresario de México. El nuevo sistema, tiene capacidad de desalar a menos de 1 Kw/M3 (Menos de 500 w/M3 según cálculos) y producir mas 100 M3 de agua desalada por M2 de superficie ocupada y día, y ademas, aunque aún no lo he calculado, existe la posibilidad de que pudiese autoabastecerse de energía el solito una vez puesto en marcha, pero por ahora (y quizas siempre), no verá la luz.

La patente, es del 2001.

Sigue con esa inventiva, me recuerdas a mí, pero ten cuidado en el mundo en que intentes entrar, la gente no es muy hospitalaria a pesar de que, según algunos, las conspiranoias no existen. Por eso digo que ha veces hace mas daño quien no hace un bien, que quien si hace un mal.

Un saludo.

Juan Pedro Rebollo. (jprebo "pa" los amigos).
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jacmp

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¡¡¡jprebo!!! Acabas de desguazar el hilo con el enlace que has puesto.

Lo que quieres decir es esto: ¡enlace erróneo!

Se escribiría así en el mensaje:

PHP Formatted Code
¡enlace erróneo!


Por favor, previsualizad SIEMPRE el mensaje antes de enviarlo.

Un cordial saludo

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jprebo

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Gracias jacmp.
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Jose Mayo

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Hola Jprebo

Primeramente quiero agradecerte la atención y la respuesta, eres muy amable, gracias.

He mirado con mucha atención los fundamentos de tu diseño y entiendo que és muy ingenioso y muy viable, pero te habrás dado cuenta que pueden haber, a mayor escala, problemas con productividad. Para bajos consumos sí, me parece muy viable y muy sencillo, en lo que respecta a la instalación y la manutención, aparte de que, de lo visto, me parece que te preocupaste con la facilidad de encontrar los materiales básicos para su construcción, como sean caños y conexiones de fontanería, que se encuentran con facilidad en casi todo lugar.

Muy buena la idea, muy buena.

De lo que dices sobre la densidad del vapor en "vacio", estoy de acuerdo, és un razonamiento intuitivo y, por lo tanto, bién comprensible hasta para los que, como yo, siguieron las "biológicas", aunque vez que otra les guste meter la pata y flirtear con las "exactas".

No tengo claro, todavia, que, nada más que por ella sola, esta realidad pueda impactar en el rendimiento energético y en la productividad.

Como no domino estas prácticas, asumiendo el riesgo de decir chorradas, lo intentaré explicar:

Pienso que, ese vapor, aunque de facto esté más "extendido" y menos "denso" en el ambiente de vacio, en algún punto, en la línea del tiempo, se tendrá que "equilibrar", ó sea, para determinada presión de vacio y determinada temperatura, la evaporación debe tener una constante, que no será la misma en otra condición. Esto también, creo yo, és intuitivo.

Si esto fuera verdadero, alterando los parametros de temperatura ó presión, ó los dos, alteraríamos la velocidad de la evaporación y, encuanto a productividad, se podrían producir más ó menos litros por unidad de tiempo en una misma celda de destilación.

Me parece que, en un sistema como ese, el parametro que se puede alterar com más facilidad és la temperatura, pero... si aumentáras solo la temperatura, como aumenta la velocidad de evaporación, le presión de vacio cae, la coluna líquida baja adentro del destilador (que és abierto en el fondo) y todo se vuelve a equilibrar. Si, por otro lado, bajas la temperatura, la evaporación disminuye, la presión de vacio aumenta y la coluna coluna de água sube, y todo se vuelve a equilibrar.

Mirando desde este lado, me parece que sea posible calcular, partiendo de un flujo teórico pretendido, la cantidad de temperatura y de presión necesárias para que se alcance esa productividad y, claro, eso envuelve dimensionar el sistema para el máximo aporte y conversión de energia en rendimiento, calculando los diametros y las alturas óptimas de las colunas, el nível máximo y mínimo del água cuando en operación (importante para calcular la altura óptima para la instalación del "foco" de calor) y la velocidad de operación y rendimiento de la bomba de vacio, para que se pueda mantener la presión negativa aunque se aumente considerablemente la temperatura del sistema.

Encontrados esos parametros, la cantidad de calor necesário és lo de menos; se le puede dar con concentradores solares y, si necesário, sopletes a gas, además de reaprovechar todos los calores producidos en la operación del próprio sistema, principalmente las "pérdidas" de calor de los motores y descargas que, aqui, realizarán "trabajo" (vapor) y aumentarán el rendimiento energético total del sistema.

Por esas razones (legas, que se diga), pienso que, aunque de facto la densidad de vapor no sea alta en presiones sub atmosféricas, aún asi la productividad puede prosperar.

Saludos
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jprebo

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Buena intuición, no intento desanimarte, pero aún estas algo lejos y te surigirán problemas que deberas solucionar con intuición e imaginación.

Ya dije que no tubieses en cuenta el dibujo, ya que solo es representativo de como funciona y evoluciona cada proceso. Una instalación real no se parecería en nada al dibujo, por lo que no serían solo "caños" tuberias.

Ánimo, cada paso es un paso menos para llegar a la meta. Siento no poder "aún" decir mucho mas, pero recuerda que la base en la que se apoya la idea, ya está patentada.

Suerte.
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kalevala

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Estais describiendo un rotavapor con capacidad de carga continua (no se si existen comerciales de este tipo)
Pero con la complicacion que al estar el recipiente del liquido abierto (para permitir un aporte en continuo), la bomba que hace el vacio puede llegar a chupar liquido y se jode el invento (como bien sabe todo aquel que ha chupado de una manguerita para sacar gasolina del deposito del coche). La precision del controlador de la bomba para que sea justa para hacer vacio pero no para llegar a chupar el liquido debe ser exquisita.
Pero vamos, es un rotavapor un poco mas complicado.

Por el otro lado no habeis hablado del paso de refrigeracion necesaria para condensar el vapor de agua evaporado a baja presion, que sigue a baja presion y que necesita por tanto una temperatura mas baja de la que necesitaria a presion atmosferica. Y la refrigeracion consume mucha energia!

Un saludo
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jprebo

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Cita de: kalevala


Pero con la complicacion que al estar el recipiente del liquido abierto (para permitir un aporte en continuo), la bomba que hace el vacio puede llegar a chupar liquido y se jode el invento (como bien sabe todo aquel que ha chupado de una manguerita para sacar gasolina del deposito del coche). La precision del controlador de la bomba para que sea justa para hacer vacio pero no para llegar a chupar el liquido debe ser exquisita.



kalevala, estas en un error de concepto, no requiere ninguna precisión, podras chupar un liquido por una pagita siempre y cuando dicha pagita no acumule en su interior un liquido cuyo peso por cm2 en la base iguale la presión atmosferica, de lo contrario, ni con un motor de 1 millon de caballos podras absorver líquido y eso es precisamente lo que ha hecho constar Jose Mayo al decir que solo puede elevarse una columna de agua por absorción hasta una altura maxima de 9,76 metros (dependiendo de su temperatura).
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kalevala

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Cita de: jprebo

Cita de: kalevala


Pero con la complicacion que al estar el recipiente del liquido abierto (para permitir un aporte en continuo), la bomba que hace el vacio puede llegar a chupar liquido y se jode el invento (como bien sabe todo aquel que ha chupado de una manguerita para sacar gasolina del deposito del coche). La precision del controlador de la bomba para que sea justa para hacer vacio pero no para llegar a chupar el liquido debe ser exquisita.



kalevala, estas en un error de concepto, no requiere ninguna precisión, podras chupar un liquido por una pagita siempre y cuando dicha pagita no acumule en su interior un liquido cuyo peso por cm2 en la base iguale la presión atmosferica, de lo contrario, ni con un motor de 1 millon de caballos podras absorver líquido y eso es precisamente lo que ha hecho constar Jose Mayo al decir que solo puede elevarse una columna de agua por absorción hasta una altura maxima de 9,76 metros (dependiendo de su temperatura).



Tienes razon, y supongo que por el lado de la condensacion el tubo es igual de alto y se acumula la misma columna de agua.

En cualquier caso repito que lo que describis es un rotavapor abierto. Abierto porque esta "cerrado" por sendas columnas de 10m de altura.

Un saludo
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jprebo

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Por lo que he visto en google, un rotavapor es un destilador usado en laboratorios, se basa en que hay que evaporar en un lado y condensar en otro, no le veo mas semejanza con lo que estamos comentando, pero a lo mejor tienes tu razón y conoces mejor esos aparatos.
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Jose Mayo

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Hola Señores

Gracias por las respuestas, las tengo en mucha consideración, gracias.

Jprebo, creo que el princípio físico que nortea la idea, no se puede "patentar", física és física y no és patentable, aunque sí, sus aplicaciones. De todos modos, y otra vez, os aseguro que no tengo idea de patentar nadie y, como ya lo dije, DE MI PARTE LA IDEA ÉS VUESTRA, lo que sí, me gustaria y me está gustando, és la discusión de la idea y su desarrollo, aunque claro, de mi parte solo puedo aportar "intuición".

:-)

Vamos a ver... Dice Kalevala del riesgo de que la bomba de vacio pudiera chupar liquidos. Habría dos soluciones, em mi sentir: La primera seria ponerle una boya de nivel al tubo de aportación de águas, si se trabajara con colunas pequeñas (menores que 9,76 m) y cerradas por abajo, de maneras que, cuando los líquidos subieran al nível de la boya, esta le cerraria paso y se garantizaría una "camara" de vacio "seca". La segunda, para colunas abiertas por abajo, como en el post inicial, bastaria que el chupón de la bomba de vacio estuviera por encima del nivel máximo alcanzable por la presión atmosferica, como sabeis, 9,76 m de altura, para el água.

Me parece más adecuada la segunda, por lo que ya discutimos. Elimina la salmuera "naturalmente" y no necessita estar en tierra, se puede montar en un flotador, en águas abrigadas, de manera a disponer de toda la masa de água del entorno para la diluición de esa misma salmuera, si no se quiere aprovechar. Si se quiere aprovechar, se instala el ingenio en una pileta y se deja que, la misma concentración de la salmuera la va depositando en el fondo, cuando ultrapase el punto de saturación.

La gran diferencia del diseño propuesto, és que se intenciona aprovechar todo el rendimiento térmico del motor de la bomba de vacio, además del rendimiento mecanico, con la única finalidad de destilar águas y recondensarlas (mediante un serpentín y por adentro de la misma coluna de água), por lo que, intuitivamente, me parece que el rendimiento energético global, pueda ser superior (hay menos desperdício).

La sencillez del proyecto también és un factor de economia importante. No lleva membranas, no lleva multiples cajas, puede ganar escala en la medida que tenga parametros de temperatura y presión variables, ó sea, produces mucho si quieres, sinó, produces lo necesário.

El "reto" del proyecto está en que, para una determinada producción, en una determinada unidad de tiempo, se necesitan calcular los diametros de los tubos, la superfície de evaporacion (creo que este parametro, faz a la ebullición, tiene menos importancia), la "carga" calorífica necesária y la capacidad de vaciamento de la bomba, contra el incremento de la ebullición, para que se mantenga el vacio. Hay que ver que el sistema actua por dos puntas: baja "mucho" la presion y incrementa "mucho" la temperatura y, esto, modifica el comportamiento físico del liquido, baja su punto de ebullición y aumenta su velocidad de evaporacion. Encontrar el punto "X" en que el rendimiento energético sea máximo, és el "quid" de la cuestión.

:-)

Saludos cordiales y

Muchas gracias por las respuestas, gracias.
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kalevala

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Cita de: jprebo

Por lo que he visto en google, un rotavapor es un destilador usado en laboratorios, se basa en que hay que evaporar en un lado y condensar en otro, no le veo mas semejanza con lo que estamos comentando, pero a lo mejor tienes tu razón y conoces mejor esos aparatos.



Un rotavapor es un aparato que evapora disolventes. Normalmente se usa para concentrar disoluciones a baja temperatura de manera que lo disuelto no se degrada por la temperatura. Para ello se realiza un vacio controlado (una bomba que se activa y desactiva regulada por un manometro) en todo el sistema (parte caliente y parte fria) que esta cerrado hermeticamente.
Por un lado se calienta la disolucion (en un matraz que rota, de ahi el nombre) en un baño de agua caliente, tambien regulada pero normalmente a 40 grados.
Por otro se condensa en un serpentin refrigerado por,normalmente, agua del grifo y se recoge el disolvente en otro matraz fijo debajo del serpentin.

Los disolventes usados van desde la acetona, metanol, etanol, acetato de etilo, etc hasta el agua o el butanol. Cada uno con una presion de ebullicion a 40 grados diferente que es la que se controla con la bomba de vacio. A menor presion mas velocidad de evaporacion, pero siempre se mantiene tal que no hierva la disolucion ya que se podria pasar al recipiente de recogida. Pero a menor presion, mayor consumo de la bomba (aunque esto en el laboratorio no se considera siquiera.
Se parece o no se parece a vuestro sistema. Las ideas de Jose Mayo no son mas que complicaciones del sistema para aumentar la eficiencia, simples truquillos añadidos.

En cualquier caso tiene merito haber re-inventado el rotavapor!!!
Y mucho mas haberlo diseñado abierto para alimentacion en continuo gracias a las columnas de 10m!

Un saludo
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Jose Mayo

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Gracias Kalevala

Tendrías algo sobre la productividad (litros/energia empleada) de un "rotavapor"? Sería economicamente eficiente para "producir água"?

Saludos
"Un fósforo solo no es capaz de quemar un bosque entero, pero puede plantarle fuego." (Jose Mayo)

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