ES1066215U - Dispositivo de desalacion por campo magnetico y membranas selectivas a iones segun su carga electrica. - Google Patents
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Abstract
1. Dispositivo de desalación por campo magnético y membranas selectivas a iones según su carga eléctrica que permite la desalación de un flujo de agua salada mediante la estratificación en capas dentro del mismo fluido de diferentes concentraciones salinas.
Description
Dispositivo de desalación por campo magnético y
membranas selectivas a iones según su carga eléctrica.
El dispositivo de desalación por campo magnético
y membranas selectivas a iones según su carga eléctrica se engloba
dentro de los dispositivos de desalación por membranas. En este
caso se aprovecha el fenómeno que sufren las cargas eléctricas al
atravesar un campo magnético. Estas cargas se desvían de su
trayectoria al pasar por un campo magnético. Con este nuevo
dispositivo conseguimos que un flujo laminar de agua, que circula
por una tubería, se estratifique en diferentes capas con mayor o
menor concentración salina. Esta estratificación se consigue
gracias a un fuerte campo magnético. El campo magnético es el
necesario para conseguir la separación de cargas a la vez que las
membranas selectivas a la carga eléctrica van a ser las encargadas
de mantener la estratificación en el flujo de agua salada.
Este dispositivo de desalación es similar a la
desalación por electrodiálisis. En la electrodiálisis la separación
de los iones positivos y negativos se lleva a cabo sometiendo al
flujo de agua salada a un diferencia de potencias entre sus paredes
a la vez que las membranas mantienen estratificada el agua con
menos salinidad del agua con mas salinidad. En este caso la
separación de los iones positivos y negativos se lleva a cabo
mediante la existencia de un campo magnético.
La ciencia que estudia el comportamiento de un
fluido dentro de un campo magnético es la magnetohidrodinámica y
antecedentes a este tipo de máquinas los tenemos en los prototipos
de barcos impulsados por motores basados en la magnetohidrodinámica
del agua salada.
El dispositivo de desalación por campo magnético
y membranas selectivas a iones según su carga eléctrica consta
principalmente de un cuerpo central y dos cuerpos colocados en los
extremos. Todos los cuerpos tienes forma tetraédrica. El conjunto
del dispositivo ha de instalarse de manera que el flujo de agua
salada pase a través de él. El dispositivo está pensado para ser
instalado en medio de una conducción de agua bien de sección
rectangular o de sección circular. Si dividimos al dispositivo en
tres partes encontramos las siguientes: cuerpo inicial, cuerpo
central y cuerpo final.
El cuerpo inicial es la pieza cuya finalidad es
la de servir de adaptación entre la conducción de agua salada y el
dispositivo de desalación. Por tanto esta primera pieza adoptará la
forma geométrica para permitir la transición de una sección
cualquiera a una sección rectangular que es la sección que utiliza
el cuerpo central.
El cuerpo central se divide a su vez en tres
partes. Polo norte, conducción central y Polo sur. Los polos norte
y sur están situados paralelos al cuerpo tetraédrico central. Estos
polos pueden construirse con formas geométricas varias pero en el
diseño inicial serán tetraédricos. Los polos norte y sur forman un
dipolo magnético formado por superconductores para conseguir un
campo magnético de elevado valor. La conducción central es una
conducción hueca tetraédrica dividida longitudinalmente y
paralelamente a los polos norte y sur por membranas selectivas a
cargas eléctricas. Estas membranas son paralelas a las líneas de
campo magnético que unen por el camino más corto a los polos norte y
sur. Las membranas se colocan alternativamente. Esto significa que
si la primera membrana es selectiva a los cationes la siguiente es
selectiva a lo aniones. Además el número de estas membranas siempre
ha de ser par.
En las paredes de la conducción tetraédrica, que
quedan paralelas a las líneas de fuerza que unen por el camino más
corto los polos norte y sur, pletinas de un material conductor de
la electricidad. Estas pletinas estarán unidas eléctricamente a
través de un cable eléctrico exterior. La finalidad de estas
pletinas es permitir la circulación de cargas eléctricas entre los
dos extremos de la conducción. Estas cargas eléctricas se generan
espontáneamente por es solo hecho que iones crucen un campo
magnético.
El hecho de que el número de membranas sea par
es para que el número de espacios que existe entre las membranas
corresponda a un número impar. Esto debe ser así por que por cada
espacio entre membranas que tenga una baja salinidad deben de
existir dos espacios colindantes con una concentración salina
mayor. De esta manera el número de espacios entre membranas con una
concentración salina mayor siempre será superior al menos en una
unidad al número de espacios que tienen una concentración salina
menor.
El cuerpo final es simétrico, según un plano
trasversal al plano de las membranas y perpendicular al flujo del
agua, al cuerpo inicial. No obstante interiormente el cuerpo foral
está dividido interiormente igual que la conducción central. Esto
es así para permitir que la separación de agua según su salinidad
se mantenga una vez haya atravesado el agua salada el cuerpo
central. A partir del cuerpo central existirán al menos dos
conducciones de agua diferentes. Por una conducción transcurrirá el
agua con una concentración salina menor y por la otra transcurrirá
el agua con una concentración salina mayor.
El cuerpo inicial del dispositivo de desalación
puede fabricarse en PVC u otro material termoplástico. Este
material permite mediante modelado alcanzar casi cualquier
geometría. De esta manera es más fácil alcanzar el objetivo de esta
pieza que es realizar la transición de la conducción hasta el
cuerpo central del dispositivo de desalación. Los requisitos para
la fabricación de esta pieza es que la sección inicial del cuerpo
inicial sea igual o ligeramente superior a la sección final de la
conducción a la que va a ser unida. De esta manera se garantiza que
se puedan unir ambas piezas.
La sección final del cuerpo inicial tendrá la
sección tipo de la conducción central del cuerpo central del
dispositivo de desalación. Como dimensiones tipo para la conducción
central del cuerpo central se ha elegido una sección rectangular de
30 cm de ancho por 40 cm de alto. Si suponemos que la conducción
por la que circula el agua salada es una tubería de sección
rectangular con las mismas medidas el cuerpo inicial queda reducido
a un tubo de PVC de sección rectangular de 30x40 cm. La longitud de
este tramo inicial puede ser variable solo limitada por el objetivo
de conseguir un flujo lo más laminar posible. Por tanto una
dimensión inicial de 100 cm es adecuada inicialmente.
El cuerpo central puede ser fabricado igualmente
como el cuerpo inicial pero con la diferencia de que su interior
está dividido por paneles de PVC dispuestos de idéntica manera a
como se encuentran las membranas selectivas dentro de la conducción
central del cuerpo central.
La construcción del cuerpo central se divide en
tres partes. Por un lado los polos norte y sur están formados por
bobinas de material superconductor dentro de un recipiente estanco
y aislante, bañadas por helio líquido. De esta manera se consigue
que la temperatura del superconductor esté sobre los 10 grados
Kelvin. Ambos polos están conectados a un criostato que mantiene la
temperatura del helio inferior a los 10 grados kelvin. Estas
bobinas estarán dispuestas de tal manera que creen un campo
magnético perpendicular a la dirección del flujo del agua dentro de
la conducción central.
Los materiales a utilizar para la fabricación de
los polos son Acero inoxidable para construir el habitáculo que va
a contener el helio líquido. El habitáculo tendrá una forma
tetraédrica de dimensiones suficientes para conseguir la inserción
de todos los elementos necesarios para construir los polos
magnéticos. Para evitar conducciones de calor desde el exterior al
interior la estructura tetraédrica estará rodeada por un aislante
térmico.
Las bobinas estarán constituidas por un material
superconductor tal como el YBa2Cu3O7
La envolvente exterior de la conducción central
puede ser construida igualmente en PVC. Los electrodos pueden ser
de un material como aleaciones de platino que garantiza una gran
resistencia a la destrucción por oxidación. La membrana selectiva
es una membrana bipolar de las que se utilizan en la
desalación por electrodialisis.
desalación por electrodialisis.
La aplicación industrial de este dispositivo es
la desalación de agua del mar para su utilización en regadío. Este
dispositivo permite reducir la concentración salina del agua de una
manera controlada. Por tanto esta agua puede ser utilizada en
regadío.
La aplicación es notable ya que se consigue una
desalación a bajo coste. Coste que puede ser asumido por los
regantes.
En el dibujo 1 y dibujo 2 se pueden observar la
máquina en su conjunto. En el dibujo se puede distinguir que
longitudinalmente la máquina se divide en tres partes. Tal y como
las hemos llamado tenemos el cuerpo inicial (1), el cuerpo final
(2) y el cuerpo central.
El cuerpo central se divide a su vez en tres
partes, conducción central (5), polos (3) y electrodos exteriores
(4).
En el dibujo 3 y 4 se representa una visión más
clara de los cuerpos inicial (1) y cuerpo final (2). En el cuerpo
central se observa también las divisiones interiores del conducto
(8).
En el dibujo 5 y 6 se puede ver el conjunto del
cuerpo central. Aquí se ve como están dispuestos los polos (3),
electrodos exteriores (4) y conducción central (5).
Se observa con más detalle la composición de la
conducción central (5). La disposición de los electrodos interiores
(6) y de las membranas selectivas a la carga eléctrica de los iones
(7).
Aunque aquí se hace una distinción entre
electrodos interiores y exteriores en realidad es lo mismo ya que
están unidos físicamente y además están hechos del mismo material.
Por tanto en la descripción no se ha hecho distinción entre
electrodos interiores y
exteriores.
exteriores.
Claims (3)
1. Dispositivo de desalación por campo magnético
y membranas selectivas a iones según su carga eléctrica que permite
la desalación de un flujo de agua salada mediante la
estratificación en capas dentro del mismo fluido de diferentes
concentraciones salinas.
2. Dispositivo de desalación por campo magnético
y membranas selectivas a iones según su carga eléctrica según
reivindicación (1) caracterizado por la colocación de polos
magnéticos de fuerte intensidad creados a partir de la utilización
de superconduc-
tores.
tores.
3. Dispositivo de desalación por campo magnético
y membranas selectivas a iones según su carga eléctrica según
reivindicación (1) y (2) caracterizado por la utilización de
membranas selectivas a cationes y aniones dispuestas de tal manera
que permitan y mantengan la estratificación del flujo salino según
diferentes concentraciones salinas.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200700962U ES1066215Y (es) | 2007-04-27 | 2007-04-27 | Dispositivo de desalacion por campo magnetico y membranas selectivas a iones segun su carga electrica |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200700962U ES1066215Y (es) | 2007-04-27 | 2007-04-27 | Dispositivo de desalacion por campo magnetico y membranas selectivas a iones segun su carga electrica |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES1066215U true ES1066215U (es) | 2008-01-01 |
| ES1066215Y ES1066215Y (es) | 2008-04-01 |
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ID=38858687
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200700962U Expired - Fee Related ES1066215Y (es) | 2007-04-27 | 2007-04-27 | Dispositivo de desalacion por campo magnetico y membranas selectivas a iones segun su carga electrica |
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| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES1066215Y (es) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010023335A1 (es) | 2008-08-25 | 2010-03-04 | Penas Ballester Pedro | Dispositivo desalinizador por membranas selectivas y campos magnéticos |
| ES2346121A1 (es) * | 2008-08-25 | 2010-10-08 | Pedro Peñas Ballester | Dispositivo desalinizador por membranas selectivas y campos magneticosque no utiliza electrodos. |
| ES2352401A1 (es) * | 2009-07-15 | 2011-02-18 | Pedro Peñas Ballester | Perfeccionamientos en el objeto de la patente n p200802513 por: dispositivo desalinizador por membranas selectivas y campos magneticos que no utiliza electrodos. |
-
2007
- 2007-04-27 ES ES200700962U patent/ES1066215Y/es not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010023335A1 (es) | 2008-08-25 | 2010-03-04 | Penas Ballester Pedro | Dispositivo desalinizador por membranas selectivas y campos magnéticos |
| ES2346121A1 (es) * | 2008-08-25 | 2010-10-08 | Pedro Peñas Ballester | Dispositivo desalinizador por membranas selectivas y campos magneticosque no utiliza electrodos. |
| US20110147295A1 (en) * | 2008-08-25 | 2011-06-23 | Pedro Penas Ballester | Desalination device using selective membranes and magnetic fields |
| US8197684B2 (en) * | 2008-08-25 | 2012-06-12 | Pedro Penas Ballester | Desalination device using selective membranes and magnetic fields |
| ES2352401A1 (es) * | 2009-07-15 | 2011-02-18 | Pedro Peñas Ballester | Perfeccionamientos en el objeto de la patente n p200802513 por: dispositivo desalinizador por membranas selectivas y campos magneticos que no utiliza electrodos. |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES1066215Y (es) | 2008-04-01 |
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