Sistema de potabilización del agua de mar incorpora la energía undimotriz en su funcionamiento

18 · junio · 2019

El prototipo, que ya se encuentra instalado en las costas de Valparaíso, a partir del movimiento de las olas logra bombear agua para su posterior desalinización con energía solar, dejándola apta para el consumo.

El agua es un elemento fundamental para el desarrollo de la vida y su importancia es tal que, mientras podemos sobrevivir hasta 60 días sin comer, sólo 5 podríamos hacerlo sin beber. Como recurso natural también es indispensable, ya que interviene en innumerables procesos, que muchas veces ponen en riesgo su disponibilidad. En este sentido, el Foro Económico Mundial ha clasificado la insuficiencia hídrica como una crisis, que se encuentra entre los problemas más importantes del Informe Global de Riesgos 2018, empeorando a medida que aumenta la densidad poblacional y la expansión de las industrias. 

Considerando que la tierra contiene unos 1.386 millones de kilómetros cúbicos de agua, de los cuales un 97% corresponde a agua salada, no es extraño que para encontrar soluciones se esté mirando hacia el mar. No obstante, ésta requiere de un proceso de desalinización que le permita ser apta para el consumo, lo que implica la instalación de grandes estaciones de bombeo que la transportan a plantas extractoras de sal, las cuales funcionan en base a combustibles fósiles y se caracterizan por un elevado consumo energético.

En la búsqueda de alternativas más amigables con el medio ambiente, Udo Rheinschmidt, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica de la USM, trabaja -con el apoyo del Fondo de Proyectos Internos de Investigación de la Dirección General de Investigación, Innovación y Postgrado- en prototipos capaces de replicar el bombeo del agua de mar, pero esta vez utilizando energía undimotriz, es decir, aquella que se genera a partir de las olas marinas en áreas cercanas a las costas.

“Creo que es la energía del futuro, porque el movimiento y la fuerza de las olas es inagotable, es constante y predecible; a diferencia de la energía solar, que se reduce en el invierno. Representa también un gran desafío, ya que la instalación de estructuras mecánicas en el mar es muy compleja, debido a variables como la potencia del oleaje, la salinidad, la arena, las algas, la temperatura del sol, e incluso la basura que hay en el océano; ante esto, mi concepto de construcción es muy simple y de alta resistencia tanto en sus materiales como en su anclaje a la costa para resistir estas características adversas”, señala.

La segunda versión de este prototipo, de nombre Wasserdrachen o dragón de mar, está actualmente instalada en un canal de olas real, ubicado en las costas de Valparaíso, con el objetivo de probar su funcionamiento y la resistencia de sus materiales. Está construida con un cilindro de PVC y en su interior incorpora un embudo fabricado con una hoja de metal, que se conecta a una válvula de anti retorno y posteriormente a una manguera.

Se instala bajo la superficie del mar, por lo que también cuenta con características de flotabilidad. Una vez que la ola pasa por el equipo, aprovechando la energía undimotriz se eleva una columna de agua a través de la manguera y se bloquea su retorno gracias a una válvula. Este proceso se repite continuamente con cada ola y así es posible el bombeo del agua salada para su potabilización, la cual se realiza en equipos de desalinización por evaporización, que utilizan energía solar.

“Para nuestro departamento son de gran importancia los desarrollos del profesor Udo Rheinschmidt. Sin duda, el abastecimiento de agua potable en localidades costeras es un tema crucial y, de acuerdo a las proyecciones, será un problema crítico en el futuro. Es por esta razón que obtener este recurso desde el mar, usando la energía y la fuerza de las olas para bombearla, es doblemente eficaz”, destaca el Director del Departamento de Ingeniería Mecánica, Carlos Rosales, sobre la iniciativa. 

Participación de estudiantes

Otro de los aspectos relevantes de este proyecto es la colaboración permanente de los estudiantes de la asignatura de Investigación Aplicada y de los alumnos memoristas, tanto nacionales como internacionales, de Ingeniería Civil Mecánica. Entre ellos destaca Eliecer Cabrera, perteneciente a esta carrera de la USM y uno de los precursores de la idea del bombeo a través de energía undimotriz. Adicionalmente, colaboraron Philipp Englisch, del Technische Hochschule Regensburg de Alemania, así como Esteve Baraut Marsal y Gonzalo García Uriarte, ambos de la Universidad Politécnica de Cataluña de Barcelona, España.

Actualmente participan los estudiantes de Ingeniería Civil Mecánica Hans Santibáñez, quien ya trabaja en un tercer equipo de mayor escala, y Cristián González, quien está desarrollando un sistema autónomo de medición de tensión de anclajes, para recolectar datos sobre el comportamiento real de las olas en interacción con el prototipo.

“Con el proyecto interno de investigación que nos adjudicamos, pretendemos seguir apoyando las memorias de los estudiantes que se relacionen con este tema. Mi metodología de enseñanza es ‘hands on’ es decir, aplicar mis inventos mezclados con las ideas de los alumnos y, además, reciclar y transformar materiales ya existentes en la industria”, precisa el profesor Udo Rheinschmidt.

En cuanto a las proyecciones de Wasserdrachen, señala que están por construir su tercera versión: “La meta para este año es tener entre 6 u 8 prototipos para investigación aplicada y, posteriormente, solicitar un nuevo financiamiento para continuar con el proyecto. El tema de la energía undimotriz está recién empezando, por lo que podemos seguir investigando durante mucho tiempo”, concluye.

Hay un comentario en esta noticia

Miguel Angel Sole Escudero Publicado el 21 d junio d 2019 a las 01:09

Me encanta la idea, esta claro que aprovechar la energía de la naturaleza es crucial para el futuro y la innovación es valorada como ingenieros. Considero que también se debería trabajar con Ingenieros Civiles más ligados a la Hidráulica. Me encantaría trabajar en este proyecto cuando me toque hacer mi memoria.

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