WO2021096373A2 - Sistema ecológico de generación eléctrica por movimiento de flujo de agua y aire mediante energía de las mareas con capacidad de expandirse en múltiples fases y controlar sus propios ciclos según sea la demanda - Google Patents

Abstract

Un sistema no contaminante que utiliza la diferencia de niveles entre marea alta (01), marea baja (02) y de forma opcional otra fuente de entrada de agua alterna (03) para crear corrientes de agua y aire dentro de unos ductos, siendo este flujo el que mueve unos generadores (G) y producen electricidad. El sistema cuenta con tres tipos de reservorios (R1) (R2) (R3), a los cuales se les puede expandir su capacidad y según se interactúe con estos reservorios, podemos generar electricidad las 24 horas del día. Se puede controlar el paso del agua y aire de los reservorios por medio de válvulas (X) y cuenta con una serie de entradas y salidas de agua (04) y aire (05) que nos permite disipar la presión de entrada y salida al sistema.

Description

Título: Sistema ecológico de generación eléctrica por movimiento de flujo de agua y aire mediante energía de las mareas con capacidad de expandirse en múltiples fases y controlar sus propios ciclos según sea la demanda.

DESCRIPCIÓN :

La presente invención se refiere a un sistema de generación eléctrica producida mediante el movimiento de aire y agua, producto de las mareas y una fuente de agua alterna opcional.

Objeto de la invención: La invención se trata de un sistema ecológico autosostenible que es capaz de generar electricidad de forma continua moviendo agua y aire de unos reservorios que pueden ampliar su capacidad y utilizan la energía de las mareas y de cualquier otra fuente de agua alterna que esté por arriba del nivel del mar.

Proporcionar esquemas de usos diferentes de los tres reservones y un diseño arquitectónico conceptual opcional que le permita proteger la construcción de fuertes tempestades climáticas.

Estado Anterior de la Técnica y Antecedente de la Invención;

La demanda mundial por energía eléctrica aumenta cada vez más. Es por eso que es indispensable poder producirla a diferentes escalas a través de un sistema que sea continuo, renovable y que no contamine.

Existen otros sistemas que se emplean en la actualidad para generar electricidad, algunos de ellos son:

A. Hidroeléctricas: Este sistema consta de una represa que retiene el agua de uno o masados y aprovecha la energía potencial del agua acumulada para mover uno o más generadores eléctricos.

Desventajas de este sistema en comparación con el sistema propuesto;

A1. El daño ambiental es muy grande, ya que se tienen que Inundar muchas tierras, acabando así con el hábitat de muchas especies,

A2. No nos ofrece una producción de energía continua fiable, ya que, si hay una sequia muy importante, no va a generar electricidad,

A3. El sistema tiene una capacidad limitada y no puede expandirse.

A4. Contaminación visual,

B. Molinos de Viento: Este sistema consta de una hélice que es movida con la energía de las brisas y este movimiento mueve un generador eléctrico. Desventajas de este sistema en comparación con el sistema propuesto:

B1. El sistema produce daño ambiental, ya que muchas aves se estrellan con las aspas en movimiento y muchas mueren.

B2. No nos ofrece una producción de energía continua fiable, ya que la brisa no fluye de forma constante ni con la misma intensidad ni en la misma dirección.

B3. El sistema tiene una capacidad limitada ya que la única forma de expandir su capacidad es instalando más molinos de viento en un área limitada.

B4. Produce contaminación visual.

B5. En el caso de un fuerte viento, puede ocasionar daños considerables.

C. Paneles Solares; Este sistema trabaja por medio de unas placas qué, al ser expuestas a la luz solar, estas generan electricidad por medio del efecto fotovoltaico.

Desventajas de este sistema en comparación pon el sistema propuesto:

C1. Se produce daño ambiental: en los casos en que se desee instalar este sistema en un lugar en donde hay árboles. Habría que devastar el área y no permitir que crezca ningún árbol o planta para que no obstruya el paso de la luz.

C2. No nos ofrece una producción de energía continua, ya que cuando es de noche, cuando está nublado, cuando llueve o cuando se dé cualquier caso en donde se interrumpa la luz del sol a los paneles, no se va a generar electricidad.

C3. EI sistema tiene una capacidad limitada ya que la única forma de expandir su capacidad es instalando más paneles solares en un área limitada.

C4.Prodtice contaminación visual.

C5. El costo de mantenimiento es alto y su eficiencia se reduce considerablemente con los años,

C6. EI tiempo de vida es de pocos años.

C7. En el caso de un fuerte viento, puede ocasionar daños considerables.

D . Molinos de Agua: Este sistema consta de una hélice que es movida con la energía de las comentes de agua, ya sean ríos o corrientes de las mareas; este movimiento mueve un generador eléctrico.

Desventajas de este sistema en comparación con el sistema propuesto:

D1. El sistema produce daño ambiental, ya que muchos peces se estrellan con las aspas en movimiento. D2. EI sistema tiene una capacidad limitada y no puede expandirse. La única forma de expandir su capacidad es instalando más molinos de agua.

D3. Obstaculiza el paso libre de los barcos en la mayoría de los casos.

D4. El costo de mantenimiento es alto, ya que son muchas piezas móviles las que están en contacto permanente con el agua y requiere también de una limpieza permanente para evitar que se adhieran plantas y animales marinos al sistema,

E. Boyas Marinas: Este sistema consta de una o más boyas que flotan sobre el mar y son elevadas y bajadas constantemente por la fuerza de las olas o las mareas. Este movimiento luego es aprovechado para mover un generador eléctrico.

Desventajas de este sistema en comparación con el sistema propuesto:

E1. No nos ofiece una producción de energía continua fiable, ya que tas olas no siempre mantienen la misma intensidad y frecuencia.

E2. En caso de una ola muy alta, producida por un tsunami o un huracán, esta podría dañar permanentemente el sistema y podría generar un peligro alto en los alrededores.

E3. Produce contaminación visual.

E4. El sistema tiene una capacidad limitaday no puede expandirse. La única forma de expandir su capacidad es instalando más boyas, incrementando también la contaminación visual.

E5. Obstaculiza el paso libre de los barcos en la mayoría de los casos.

E6. El costo de mantenimiento es alto, ya que son muchas piezas móviles que están en contacto permanente con el agua y otras están expuestas permanentemente al salitre de la brisa del mar.

F. Termoeléctricas de Gas, Carbón y Combustible Fósil: Este sistema funciona al quemar combustibles fósiles como petróleo, gas natural o carbón , Este calor es empleado por un ciclo termodinámico convencional para mover un alternador y producir energía eléctrica.

Desventajas de este sistema en comparación con el sistema propuesto:

F1. No se emplean energías renovables.

F2. Emite gases contaminantes.

F3. No nos ofiece una producción de energía continua fiable, ya que, si hay un aba considerable en cualquier combustible fósil, no podrá obtenerse la materia prima para que funcione el sistema.

F4. El sistema tiene una capacidad limitaday no puede expandirse,

F5. Contaminación visual. G. Represa MareomotrIz: Este sistema consta de una rcpresao dique que se construye en d mar, con una o más aberturas que permiten la entrada y salida del agua proveniente de las mareas a un área determinada y aprovecha la energía potencial del agua acumulada por la diferencia de niveles que produce la marea para mover uno o más generadores eléctricos. Siendo este sistema el más parecido al sistema propuesto en esta solicitud.

Desventajas de este sistema en comparación con el sistema propuesto:

G1. El daño ambiental es considerablemente alto en el área de entrada y salida de agua al dique o represa.

G2. No es capaz de generar electricidad las 24 horas del día.

G3. EI sistema tiene una capacidad limitada y no puede expandirse, ya que el mismo es limitado por la cantidad de aguaque puede retener el dique o represa.

G4. Produce contaminación visual.

G5. En caso de una ola muy alta, producida por un tsunami o un huracán, esta podría dañar gravemente el sistema y podría generar un peligro alto en los alrededores.

G6. No genera electricidad con el movimiento del aire.

G7. No es suficiente con que exista una diferencia de altura considerable en las mareas para poder construirse, sino que además debe existir una serie de Condiciones topográficas muy específicas.

Los Sistemas citados cumplen con la función de generar energía eléctrica, sin embargo, todos tienen claras desventajas en comparación con el sistema propuesto en esta solicitud. Una planta de producción eléctrica siguiendo los parámetros del sistema presentado en esta solicitud nos permitiría una producción eléctrica completamente limpia y continua, las 24 lloras del día, todos los días del año, sin depender de factores externos como el alza o ausencia de los combustibles fósiles, si no hay brisa, si hay sequía o si no hay luz solar; a un costo de construcción muy variable y con opción de expandirse en varias fases. Además, nos brinda un alto porcentaje de seguridad ante posibles catástrofes naturales como tsunamis o huracanes.

Descripción de la Invención:

El sistema consta de múltiples entradas y salidas de agua que nos permiten disipar la fuerza del paso del agua piba disminuir el impacto ambiental y reducir las posibilidades de afectaciones a animales y al ecosistema. Estas entradas y salidas de agua se encuentran sumergidas por debajo del nivel de la marea baja, las cuales pueden controlar la entrada y salida de agua mediante válvulas. Este flujo de agua mueve uno o más generadores eléctricos (según sea la demanda y el distilo), el agua fluye hasta llegar a otras válvulas y luego pasa a 3 tipos de reservorios diferentes.

Los reservorios deben construirse de forma tal que no tengan fugas de agua o abe, deben diseñarse según las características del lugar en donde se construirán de una romera que se evite el efecto de flotabilidad, pueden tener cualquier forma y se llenan de agua y aire por medio de ductos que son diseñados para tal propósito según sean los ciclos requeridos y el diferencial de potencia lo brindarán tos desniveles en las mareas. Al llenarse de agua, el aire retenido sale y cuándo se vacía el agua, el abe entra; el aire en ambos casos es dirigido por unos doctos los cuales se ven controlados por válvulas, luego los doctos se conectan a una cabina y ésta se conecta a otro ducto el cual mueve unos generadores de aire, luego el docto en donde están los generadores es conectado a otra cabina y la cabina es conectada a otros doctos con el propósito de dividir la fuerza de salida y succión del aire. De esta forma generamos electricidad cuando entra el agua a tos reservorios y sale el abe de los mismos, y cuando se da el caso opuesto, completando así los ciclos de generación eléctrica continua por medio del movimiento del agua y del abe al mismo tiempo cuando la marea sube y baja.

Las válvulas de aire y agua nos permiten controlar la cantidad de aguay aire que entra y sale a las diferentes reservas. Estas reservas pueden conectarse con nuevas reservas que se construyan en el futuro, pueden tener cualquier forma y están conectadas mediante ductos de agua y abe, pero según su uso, las mismas están divididas en tres grupos, las cuales son identificadas como “R1”, “R2” y “R3”:

El reservorio tipo “R1”: Es el que normalmente mueve generadores de aguay de viento cuando se llena y vacía según suba y baje la marea. Las válvulas le permiten tener una diferencia de niveles entre el nivel de agita de la reserva “R1” y el nivel de la marea, esta diferencia le permite mover los generadores de agua y viento con mayor fuerza.

El reservorio tipo “R2”: Permite la opción de ser utilizado de la misma forma y simultáneamente que di reservorio tipo “R1” o podemos utilizarlo como una reserva con un ciclo independiente que cuente con Válvulas y ductos extra qué dependiendo del lugar en donde se vaya a construir este sistema, nos permitirá seguir recolectando agua de una fuente distinta al mar proviniendo de las mareas como lo son: el agua de lluvia, ríos que se encuentren a punto de desbordarse, ciudades o poblados que estén a punto de inundarse o cualquier otro exceso de agua en unlugar no deseado que se encuentre sobre el nivel del mar.

El reservorio 2 debe tener una salida aparte que redirija el agua afuera del sistema cuando el reservona haya llegado al límite de su capacidad.

El reservona tipo “R3”: Permite la opción de ser utilizado de la misma forma y simultáneamente que el reservorio tipo “R1” o podemos utilizarlo como una reserva de agua o aire que nos permite seguir generando electricidad en ios momentos en que la marea se encuentra rondando el nivel más alto y el más bajo, de esta manera podemos generar electricidad de forma continua sin importar en qué nivel se encuentre la marea.

El sistema nos permite usos diferentes de los tres reservones, según sea la demanda requerida en el momento, podemos generar mayor o menor electricidad o dejar de producir energía en los momentos de marea alta y baja para aumentar la cantidad de electricidad.

Es importante que las ampliaciones de los reservorios se hagan tomando en cuenta el flujo de agua y aire adecuados, los diámetros de todas las tuberías y la capacidad total de las reservas deberán calcularse previamente antes de construir. El diámetro de todos los ductos y las capacidades totales de las reservas deben ser calculadas previamente y varían según la diferencia de altura de las mareas y la cantidad de energía que se desea producir. Todos tos reservorios deben estar ubicadas coincidiendo la parte más baja del reservorio con el nivel de marea baja y la parte más alta de los reservorios deben estar por arriba del nivel de marea alta dejando una altura extra considerando un futuro «miento global del nivel del mar para que e! sistema trabaje de manera óptima.

Cuando entra el agua a los reservorios, el aire sale del sistema y cuando el agua sale, el aire entra. Esto nos permite generar electricidad de forma simultánea con los generadores de aire y los generadores de agua, aumentando así la capacidad de producción del sistema. Si a esto le sumamos el hecho de que los ciclos de las mareas nos permiten tener dos mareas bajas y dos mareas altas por día, más toda la cantidad de agua extra que se le añada al reservorio dos (R2), temdremos como resultado un sistema con un gran potencial de producción dependiendo del tamaño de los reservorios. Algunas de las ventajas que nos ofrece el sistema propuesto en esta solicitud de patente en comparación al estado anterior de la técnica y otros sistemas existentes son:

1. Nos permite generar electricidad las 24 horas del día, todos los días del año, sin importar si hay sequías, si no hay sol, si no hay brisa o si no hay combustibles fósiles.

2. Se puede construir a un tamaño seleccionable y ampliarlo según se requiera, ajustándose « diferentes presupuestos económicos.

3. Funciona con energías 100% renovables y no contamina.

4. Nos brinda una solución a posibles inundaciones en áreas no deseadas que estén sobre el nivel del mar y al mismo tiempo generar mayor cantidad de electricidad.

5. El impacto visual y medioambiental es prácticamente nulo.

6. El tiempo de durabilidad es largo y su costo de mantenimiento es bajo.

7. Nos ofrece una alternativa rentable a un posible aumento del nivel del mar.

8. Se puede construir en cualquier lugar que cuente con acceso al mar y niveles de mareas considerables.

9. Según el tamaño que se decida construir, podemos generar electricidad tanto para cargar una batería, satisfacer la demanda de una casa o proveer energía a un sistema de red eléctrica.

10. Es capaz de regular y controlar sus propios ciclos y ajustarse a la demanda eléctrica requerida.

11. Debido a que la mayoría de sus componentes están bajo tierra, esto hace que la construcción sea muy segura y resista fuertes vientos, olas, marejadas, lluvias, altas y bajas temperaturas, intemperie, etc.

Descripción Breve de los Dibujos:

Con el objetivo de ampliar la comprensión del sistema descrito en esta solicitud de patente, se han elaborado y adjúntalo una serié de dibujos esquemáticos que nos muestran diferentes formas posibles de construcción y funcionamiento.

Figure 1: Dibujo esquemático que muestra el funcionamiento del sistema con sus componentes principales y los lugares por donde pasan las corrientes de agua y aire pata generar la electricidad.

Figura 2 y 3: Tablas de rendimientos según los usos de los reservorios 1, 2 y 3 en comparación a el nivel que tenga la marea y el tiempo de vaciado y llenado de los tanques. El sistema nos permite otras formas de uso y rendimientos, sin embargo, se colocan estas dos en la solicitud de patente ya que serán los más utilizados debido a su gran eficiencia.

Figura 2; Tabla de rendimiento que nos muestra la forma en la que, usándo los tres reservorios, podemos generar electricidad de forma constante las 24 horas del día.

Figura 3: Tabla de rendimiento que nos muestra la forma en la que, usando los tres reservorios de forma conjunta, podemos generar mayor cantidad de electricidad en los momentos de producción, pero no la generaríamos de forma constante, ya que en los momentos en que la marea alcanza sus niveles más altos y más bajos, tendríamos que esperar a que los tres reservorios alcancen una diferencia de cáveles para generar nuevamente.

Figura 4: Leyenda descriptiva como reforzamiento a la comprensión de las figuras 2 y 3.

Figura 5: Sección longitudinal que muestra una de las formas de construir el sistema, basado en el diagrama de la figura 1,

Figura 6: Leyenda descriptiva como reforzamiento a la comprensión de la figura 5.

Figura 7, 8 y 9: Muestran una manera diferente de construir o ampliar la capacidad de un reservorio, por medio de tubos o túneles que se pueden extender prácticamente sin un límite. Estos tubos o túneles deben coincidir con los niveles de mareas altas y bajas para un funcionamiento Optimo y no es la única manera de construir o ampliar la capacidad de almacenamiento de los reservorios, ya que pueden tener cualquier forma.

Figura 7: Dibujo esquemático que muestra la conexión de dos reservonas a unas reservas más amplias.

Figura 8: Dibujo conceptual de reforzamiento a la comprensión de la figura 7. Un nuevo espado para ampliar la capacidad de reserva de agua y aire aplicable a cualquier reservorio. Figura 9: Dibujo conceptual en donde se observa la construcción de los reservorios (R1) (R2) (R3) basados en el esquema de la figura 8.

Figura 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 y 18: Dibujos que muestran una de las posibles maneras en las que puede quedar construido el sistema de generación eléctrica presentados en esta solicitud de patente, en un entorno real. Vemos como el sistema es capaz de tener todos sus componentes de funcionamiento sin interrumpir o dañar el entorno urbano y ecológico.

Figura 10: Sección longitudinal isomérica aplicando tos conceptos mostrados en la figura

9.

Figura 11: Vista lateral esquemática de las corrientes de viento q agua (en caso de un tsunami) interactuando sobre un diseño volumétrico arquitectónico opcional con forma semejante a una colina, para cubrir el sistema de la intemperie.

Figura 12: Vista isoméírica esquemática de los accesos peatonales al sistema desde la superficie, aplicando el diseño volumétrico arquitectónico opcional con forma semejante a una colina.

Figura 13; Vista aérea desde la costa hacia el disrito volumétrico arquitectónico opcional con forma semejante a una colina, para cubrir el sistema de la intemperie.

Figura 14: Vista aérea del diseño volumétrico arquitectónico opcional con forma semejante a una colina, para cubrir el sistema de la intemperie hacia la costa.

Figura 15: Vista frontal del diseño volumetrico arquitectónico opcional con forma «anejante a una colina con las compuertas paira protección contra fuertes tempestades climáticas abiertas.

Figura 16; Vista frontal del diseño volumétrico arquitectónico opcional con forma semejante a una colina con las compuertas para protección contra fuertes tempestades climáticas cerradas.

Figura 17: Vista de la parte de atrás del distilo Volumétrico arquitectónico opcional con forma semejante aúna colina con las compuertas para protección contrafuertes tempestades climáticas abiertas.

Figura 18: Vista de la parte de atrás del diseño volumétrico arquitectónico opcional con forma semejante a una colína con las compuertas para protección contra fuertes tempestades climáticas cerradas.

Figura 19; Dibujó esquemático que muestra tina manera en que podríamos aplicar los conceptos explicados en esta patente en una casa. Figura 26: Dibujo esquemático que muestra una de las maneras en que podemos evitar inundaciones en las crecidas de los rios al utilizar el exceso de agua y dirigirla al reservorio 2 para generar electricidad.

Figura 21, 22, 23, 24 y 25; Se muestran una forma alternativa de construir reservorios, ya que el sistema busca poder adaptarse a diferentes terrenos en el mundo para poder construirse y no todos los terrenos son iguales, por tal motivo se presenta esta opción alternativa, ideal para terrenos que son rellenos o planean rellenarse. El mismo consiste en módulos prefabricados con forma hexagonal, coreo una opción alterna a tubos prefabricados. Los tubos prefabricados presentan una alternativa más económica en la mayoría de los casos, pero los módulos prefabricados nos permiten albergar una mayor cantidad de agua y aire que tubos gracias a su forma geométrica, lo que a futuro nos puede ayudar a compensar la inversión.

Figura 21 : Dibujo esquemático que muestra una de las maneras en que se pueden construir reservónos por medio de módulos prefabricados hexagonales. Los módulos no deben tener fisuras para que al agua y al aire solo circulen por los ductos que se necesiten. En la imagen se muestra sin la tapa de arriba para poder apreciar la parte de adentro.

Figura 22: Dibujo esquemático que muestra la unión de tres módulos vistos desde arriba. Los módulos no deben tener fisuras pare que al agua y al aire solo circulen por los ductos que se necesiteny se muestra sin la tapa de arriba para poder apreciar la parte de adentro.

Figura 23: Vista isométrica esquemática que muestre la unión de tres módulos hexagonales. Les módulos no deben tener fisuras para que al agua y al aire soto circplen por los ductos que se necesiten, se muestran dos de estos módulos sin la tapa de arriba para poder apreciar la parte de adentro.

Figura 24: Vista isométrica esquemática que muestra la unión de setenta y ocho (78) módulos hexagonales, tos mismos no tienen un límite para la construcción de reservorios, pero si es importante que tos mismos se diseñen y calculen previamente. Los módulos no deben tener fisuras para que al agua y al aire soto circulen por tos ductos que se necesiten y se muestren algunos de estos módulos sin la tapa de arriba para poder apreciar la parte de adentro.

Figura 25: Vista esquemática que hace referencia a la figura 24, en donde se añade en una pequeña área de la parte de aniba de los módulos una manera de darle usos urbanos posibles. La cantidad de módulos y el área a rellenar en la parte de arriba pueden variar según el terreno y la inversión, pero prácticamente no tienen un límite ya que mientras más grande sea la reserva, mayor cantidad de agua y aire podemos almacenar, y también generar mayor cantidad de electricidad. Se muestren algunos de estos módulos sin la tape de arriba pare poder apreciar la parte de adentro, en su construcción todos Ios módulos deben tener tapa. Descripción de una Realización Preferida:

Figura 1: Un sistema no contaminante que utiliza la diferencia de niveles entre marea alta (01), marea baja (02) y de forma opcional otra fuente de entrada de agua alterna (03) para crear comentes de agua y tiré dentro de unos ductos, siendo este flujo el que mueve unos generadores (G) y producen electricidad.

El sistema cuente, con tres tipos de reservorios (R1 ) (R2) (R3), a los cuáles se les puede expandir su capacidad y según se interactúe con estos reservorios, podemos generar electricidad las 24 horas del día. Se puede controlar el paso del agua y aire de los reservorios por medio de válvulas (X) y cuente con una serie de entradas y salidas de agua (04) y ate (05) que nos permite disipar la presión de entrada y salida al sistema.

La mayoría de sus componentes principales se encuentran bajo el nivel del suelo (06) y otros ésten protegidos por paredes subterráneas (07) para su fácil acceso desde el exterior, control y mantenimiento.

Según sea el tamaño que se elija para construir el sistema, en algunos casos habrá que construir cajones que ayuden a redistribuir la dirección del agua o aire y a su vez nos sirvan para cambiar el diámetro de los tubos de agua y aire. Tendríamos cajones de agua (08) y cajones de aire (09), su tamaño, cantidad y ubicaciones dependerán del diseño constructivo y este a su vez se calculará en base al tamaño qué se construirá, tomando también en cuanta futuras ampliaciones del sistema. La cantidad de generadores (G), Válvulas (X) entradas / salidas de agua (04), entradas / salidas de aire (05) y entradas opcionales de agua alterna (03); también serán, calculadas según sea el tamaño del sistema a construir y la capacidad de sus reservorios y pueden variar en comparación a este dibujo esquemático.

Figura 2 y 3: Tabla de rendimiento de producción en laque semuestra cómo interactúán los reservorios 1, 2 y 3 según el eje horizontal que muestra el tiempo de cada 6 horas según los ciclos de bajada del nivel de la marea (10) y subida del nivel de la marea (11), en relación con la altura de la marca (x), ya que debemos tomar en cuente que las alturas de las mareas varian según la ubicación en el mundo.

El Reservorio 2 puede cerrar las válvulas de salida de agua y dejar de producir electricidad en cualquier momento para recolectar agua extra de cualquier otra fuente que no sea exclusivamente el mar, mientras que el reservorio 1 y 3 seguirían la producción de forma independiente al reservorio 2. En el momento que el reservorio 2 llegue a su capacidad máxima o no haya más agua extra que enviar al reservorio 2, entonces iniciaría el proceso de vaciado del agua para producir electricidad nuevamente con el agua extra almacenada y se igualará la reserva 2 a la reserva 1 para continuar los ciclos de forma conjunta como aparece en la tabla. (03) para crear corrientes de agua y aire dentro de unos ductos, siendo este flujo el que mueve unos generadores (G) y producen electricidad.

El sistema cuerna con tres tipos de reservorios (R1) (R2) (R3), a tos cuales se les puede expandir su capacidad y según se interactúe con estos reservartos, podemos generar electricidad las 24 horas del día. Se puede controlar el paso del agua y aire de los reservónos por medio de válvulas (X) y cuenta con una serie de entradas y salidas de agua con unos filtros que pueden reemplazarse y limpiarse, e impiden que an imales y Objetos de cierto tamaño sean absorbidos y entren al sistema (04) y entradas y salidas de aire (05) que nos permite disipar la presión de entrada y salida al sistema.

La mayoría de sus componentes principales se encuentran bajo el nivel del suelo (06) y otros están protegidos por paredes subterráneas (07) para su fácil acceso desde el exterior, control y mantenimiento.

Según sea el tamaño que se elija para construir el sistema, en algunos casos habrá que construir «yones qué ayuden a redistribuir la dirección del agua o aire y a su vez nos sirvan para cambiar el diámetro de los tubos de agua y aire. Tendríamos cajones de agua (08) y cajones de aire (09), su tamaño, cantidad y ubicaciones dependerán del diseño constructivo y este a su vez se calculará en base al tamaño que se construirá, tomando también en cuanta futuras ampliaciones del sistema. La cantidad de generadores (G), Válvulas (X), entradas / salidas de agua (04), entradas / salidas de aire (05) y entradas opcionales de agua alterna (03); también serán calculadas según sea el tamaño del sistema a construir y la capacidad de sus reservorios y pueden variar en comparación a este dibujo esquemático.

Figura 6; Leyenda descriptiva como reforzamiento a la comprensión de la figura 5.

Figura 7: Un ejemplo de una futura expansión (12) de las reservas (R1) y (R3), manteniendo el mismo sistema bajo el nivel del suelo (06), utilizando el diferencial de niveles de la marea baja (02) y marea álta (01), manteniendo los mismos doctos de agua (10) y de aire (11), pero conectando los reservorios a los nuevos espacios con nuevos ductos de agua (14) y de abe (13).

Figura 8: Los reservorios no deben tener fugas de agua o aire; en el dibujo no aparece la parte de arriba del cajón del reseryorio para poder apreciar los niveles de marea baja (02), marea alta (01) y la conexión de los cajones con los cilindros (12). Utilizando el mismo concepto de funcionamiento de los reservorios, esta nueva ampliación debe también contar con una ubicación que se encuentre entre niveles dé marea alta (01) y marea baja (02) para un óptimo funcionamiento. También debe tener un ducto de agua (10) y un ducto de aire (11) que permita el flujo adecuado de ambos elementos.

Con el objetivo de abaratar costos de construcción y ampliar la capacidad de reserva, se presenta la opción de añadirte tuberías o túneles (12) los cuales tendrán una cantidad, longitud y diámetro qué dependerán del calculo previo ala construcción y la capacidad que se requiera. Figura 9; Los reservorios no deben tener lugas de agua o aire; en el dibujo no aparece la parte de arriba del cajón de los reservorios para poder apreciar los niveles de marea baja (02), marea alta (01) y la conexión de los cajones con los cilindros (12), Todos los reservorios están conectados por doctos de aire (11) y agua (10) ai sistema, atravesando una pared bajo tierra (07), como se muestra en la figura 5.

Figura 10: Los reservorios (R) en este caso están conectados a los cajones con los cilindros (12) y reciben el agua de diferentes ductos (10) que están conectados a diferentes entradas (04) bajo el nivel de la marea baja. La mayoría de los componentes se encuentras bajo tierra cubiertos por un muro (07), lo que nos permite tener un impacto visual reducido desde la superficie y poder disfrutar de la playa.

Figura 11; La forma geométrica que cubre el sistema dé la intemperie y fiieites condiciones climáticas tiene una volumetria que se asemeja a la de una colina que se levanta sobre el nivel del suelo (06). Esta forma nos ofrece la ventaja que naturalmente le da bastante estabiiidada la construcción sobre fuertes comentes de viento o agua (15), ya que al ser un proyecto pensado en que se puede construr en diferentes partes del mundo con costas, se toma en consideración la seguridad de las personas y la protección del sistema frentes una posible tempestad climática.

Figura 12: El diseño arquitectónico contempla accesos peatonales (17) y cuentan con unas compuertas (16) que pueden abrirse o cerrarse. Estando las compuertas abiertas, nos permiten la libre circulación para entrar y salir al sistema y cuando las compuertas se cierran, las mismas completan la volumetria de la colina para proteger en caso de una tempestad climática. Una vez pasada la tempestad, las compuertas se vuelven a abrir para un normal funcionamiento.

Figura 13: imagen complementaria a la figura 10, figura 11 y figura 12. En la misma seobserva que el diseño propuesto no interfiere con las actividades cotidianas y recreativas de la playa y al mismo tiempo el sistema puede estar generando electricidad de forma constante sin contaminar.

Figura 14: Imagen complementaría a la figura 10, figura 11, figura 12 y figura 13. En la misma se observan tos dos entradas peatonales descritas en la figura 12.

Flgura 15: Imagen complementaria a la figura figura 11 y figura 12. En la misma seobserva una entrada peatonal y las compuertas para protección contra fuertes tempestades climáticas completamente abiertas.

Figura 16; Imagen complementaria a la figura 10s, figure 11 y figura 12. En ternísima se observan las compuertas pare protección contra fuertes tempestades climáticas completamente cerradas.

Figura 17: Imagen complementaria a la figura 10, figura 11 y figura 12. En la misma se observa una entrada peatonal y las compuertas paira protección contra fuertes tempestades climáticas completamente abiertas. Figura 18: Imagen complementaria a la figura 10, figura 11 y figura 12. En la misma se observan las compuertas para protección contra fuertes tempestades climáticas completamente cerradas.

Figura 19: Aplicando todos los conceptos explicados en esta solicitud de patente, podríamos utilizados para producir energía eléctrica a cosas más pequeñas, como por ejemplo a una casa (18). Debido a que la mayoría de los componentes principales estarán bajo el nivel del suelo (06), nos ofrece la ventaja de que la casa puede tener el tamaño o forma que se desee sobre el nivel del suelo (06), sin afectar el funcionamiento del sistema de generación eléctrica.

Igual que lo expuesto en la figura 5, se haría un muro (07) por debajo del nivel del suelo (06) para acceder a ciertos componentes. En este caso en partícular de una casa, lo más probable es que solo se necesiten dos reservorios (R1) (R3), ya que, si se tiene un terreno pequeño y no se cuenta con una fuente abundante de agua externa, no seria necesario el reservarte tipo “R2” y de igual manera podríamos generar energía continua como se muestra en la figura 2.

Figura 20: Cuando un río (20) sobrepasa el nivel normal en época lluviosa (19), tenemos diferentes entradas de agua con filtros (21) que evitan que el nivel del agua del río sobrepase esa altura y llegue hasta el nivel del suelo natural (06) y evitar de esta manera inundaciones. Las entradas de agua con filtros (21) estarán conectadas al reservorio 2 para utilizar este exceso de agua en la generación eléctrica; cuando el reservorio 2 alcance su límite de capacidad y todavía haya más agua que se dirija al reservorio 2, entonces se volverá a redirigir el agua fuera del reservorio 2 basta que vuelva a tener capacidad para recibir más agua.

Figura 21: Un módulo prefabricado hexagonal que nos permitirá almacenar mayor cantidad de agua que con una forma cilindrica. El mismo tiene una entrada de agua (23) que se recomienda se ubique en la parte de abajo para un mejor procedo de vaciado y llenado. También tiene diferentes (ductos que se pueden conectar a otros módulos y permite el paso del agua y el aire (24) distribuidos en diferentes superficies del hexágono»

Las dimensiones, cantidad y ubicación de ductos, altura total, materiales de construcción y diámetros de ductos variarán según el lugar en donde se vaya a construir y debe ser diseñado y calculado previamente.

Se recomienda una forma hexagonal, ya que es la figura geométrica que mejor se adapta a superficies en un plano, la altura variará según la altura de la marea más el espacio que se desee dejar de altura extra para el funcionamiento del reservorio dos y un posible aumento del nivel del mar en el futuro. También se recomienda que la altura máxima hasta donde se calcule suba el agua en el reservorio (22) tenga ductos (24) libres en donde pueda pasar el aire para un mejor funcionamiento. Figura 22 y Figura 23: Se muestran tres módulos prefabricados hexagonales, en donde se conectan entre sí y se deja un espacio entre ellos (25) para que se pueda rellenar con Hormigón o cualquier otra cosa que se considere ideal para su construcción, yaque una vez conectados en serie y sobre una superficie bastante amplia, podemos utilizar la superficie de arriba de todos los reservorios (26) conectados para darle uso al espacio y construir plazas, parques, carreteas, etc. Por tal motivo es muy importante que se haga un disefio estructural previo dependiendo del uso y peso que se desee soportar.

Figura 24 y Figura 25: Hacen referencia a las explicaciones de la figura 21 , la figura 22 y la figura 23 aplicadas a un ejemplo con setenta y ocho (78) módulos conectados entre si.

En los módulos de los extremos, podrán ser sellados sus ductos laterales (24) para evitar fugas de agua y tire; de igual manera no será necesario qtie todos los módulos se conecten desde abajo, habrá que hacer un cálculo previo que se adapte a las condiciones del lugar a construir, para un rendimiento óptimo.

Claims

REIVINDICACIONES:

1. Sistema de generación eléctrica a base del movimiento de agua y aire.

2. Uso de dos o más reservorios de agua en un sistema de generación eléctrica, que permita generar electricidad de forma continua.

3. Uso de dos o más reservorios de agua en un sistema de generación eléctrica que permita controlar sus propios ciclos de vaciado y limado.

4. Sistema de generación eléctrica con reservorios de agua que puedan expandir su capacidad o interconectarse.

5. Sistema de generación eléctrica con dos o más reservarlos de agua subterráneos, sobre el nivel del sudo* en un relleno o bajo cualquier masa de agua.

6. Diferentes entradas y salidas de agua a un sistema de generación eléctrica, para reducir la fuerza de absorción y devolución de agua al océano o a cualquier masa de agua.

7. Diferentes entradas y salidas de aire a tul sistema de generación eléctrica, para reducir la fuerza de absorción y devolución del aire.

8. Sistema contra inundaciones por medio de doctos que recolecten agua cuando aumenta el nivel del agua hasta una altura determinada de una fuente hídrica.

9. Expansión de cualquier reservorio de aguara un sistema de generación eléctrica por medio de túneles o módulos prefabricadas.

10. Volumetría arquitectónica con compuertas que brinden una forma semejante a una colina cuando las compuertas se cierren.

11. Módulo prefabricado hexagonal o de cualquier otra forma que tenga la capacidad de interconectarse con otros módulos prefabricados para almacenar agua en un sistema de generación eléctrica.