ES1066216U - Dispositivo de desalacion por campo magnetico y canales divergentes. - Google Patents

Abstract

1. Dispositivo de desalación por campo magnético y canales divergentes que permite la desalación de un flujo de agua salada mediante la distribución en dos o más canales de flujos de agua con diferentes concentraciones salinas.

Description

Dispositivo de desalación por campo magnético y canales divergentes.

Objeto de la invención

El dispositivo de desalación por campo magnético y canales divergentes 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 divida en dos flujos diferenciados por una mayor o menor concentración salina. Esta división se consigue gracias a un fuerte campo magnético. El campo magnético es el necesario para conseguir inducir a los iones cargados eléctricamente una tendencia a circular por uno de los canales en los que se divide la conducción principal.

Antecedentes de la invención

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 nuestro caso una conducción central se va a dividir en dos canales divergentes. Uno de los canales va a permitir el movimiento de cargas eléctricas y el otro canal no lo va a permitir. De esta manera los iones cargados eléctricamente van a tener una tendencia natural a circular por el canal que permite el flujo de cargas eléctricas.

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.

Descripción de la invención

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 tienen forma tetraédrica. El conjunto del dispositivo ha de instalarse de manera que el flujo de agua salada pase a través de O. 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 perpendicularmente a los polos norte y sur por una membrana selectiva a cargas eléctricas. Esta membrana es perpendicular a las líneas de campo magnético que unen por el camino mas corto a los polos norte y sur. La membrana está compuesta por una parte que es selectiva a los cationes y otra parte que es selectiva a los aniones. Esta membrana divide la conducción central en dos partes.

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. Estas pletinas solo se colocarán en uno de los canales en los que queda dividido la conducción central. 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 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 final 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.

Modo de realización de la invención

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 final puede ser fabricado igualmente como el cuerpo inicial pero con la diferencia de que su interior está dividido por un panel de PVC dispuesto de idéntica manera a como se encuentra la membrana selectiva 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 electrodiálisis.

Aplicación industrial

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. Esta es la principal diferencia con los dispositivos actuales que tienen un coste alto en la desalación del agua.

Descripción de los dibujos

En el dibujo 1 se puede 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 2 se representa una visión más clara de los cuerpos inicial (1) y cuerpo foral (2). En el cuerpo central se observa también la división interior del conducto (8).

En el dibujo 3 se puede ver el conjunto del cuerpo central. Aquí se ve como están dispuestos los polos (3), electrodos exteriores (4) y conducción central
(5).

En el dibujo 4 se observa con más detalle la composición de la conducción central (5). La disposición de los electrodos interiores (6) y de la membrana selectiva (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.

Claims (3)

1. Dispositivo de desalación por campo magnético y canales divergentes que permite la desalación de un flujo de agua salada mediante la distribución en dos o más canales de flujos de agua con diferentes concentraciones salinas.

2. Dispositivo de desalación por campo magnético y canales divergentes según reivindicación (1) caracterizado por la colocación de polos magnéticos de fuerte intensidad creados a partir de la utilización de superconductores.

3. Dispositivo de desalación por campo magnético y canales divergentes según reivindicación (1) y (2) caracterizado por la colocación de electrodos conductores en los canales para así diferenciar la intensidad eléctrica que circula por un canal respecto a la que puede circular por otro de los canales.