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Energía por flotación de un cuerpo

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Icono Proyecto sistema rotatorio

Mecanismo de recarga con tambor rotatorio (Circuito cerrado)  

(Se busca empresa que haga el tambor rotatorio estanca con materiales de baja fricción, contacte con nosotros)

La idea base para la obtención de electricidad es la misma que en el mecanismo autómata, los cuales como está descrito aprovechan el empuje que se produce, cuando un cuerpo flota por diferencia de densidades, para mover el agua que hay dentro de un circuito y aprovechar la energía cinética de esta para transformarla en electricidad mediante una turbina.

En el cual se recargan las esferas en la parte baja de dicho sistema y ascienden por un tramo recto hasta salir por la parte superior del mismo, este tiene forma de óvalo, en el cual circulará el agua al ser empujada por la esfera al ascender.

La principal diferencia que encontramos con el autómata es que en este caso tenemos un pequeño consumo eléctrico para optimizar el tiempo de recarga, consiguiendo así una recarga mas constante y eficaz, pudiendo adaptar la introducción de cada esfera según requiera el punto óptimo de ascenso entre esferas.

El tiempo de introducción entre esferas se realizará en función de la longitud del tramo de ascensión de la esfera. Esto va a depender de cuando la esfera adquiere su velocidad límite y cuando su aceleración disminuye, para que tengamos una aceleración constante y un empuje óptimo.

Con esto conseguimos que la turbina esté girando de una forma más constante y con un empuje superior, lo cual nos permite obtener mayor cantidad de electricidad.

Con bomba de presión

http://www.youtube.com/watch?v=Pln1l785kYM
Con bomba de succión

En qué consiste el sistema de recarga con el tambor rotatorio

Consiste en un mecanismo que se instalará en la parte baja del sistema, en la vertical de tramo recto de ascensión de la esfera, el cual va a disponer de una pieza con cuatro receptáculos estancos. En uno de ellos se va a introducir la esfera, en el otro se produce la liberación de la esfera al interior del circuito y los otros dos evacuan el agua que tras ascender la esfera queda en su interior.

sistema-rotatorio-enqueconsiste.png

¿Cómo funciona el sistema?

A diferencia del autómata en este sistema tenemos un consumo de electricidad, debido a que en este caso debemos mover el tambor rotatorio y a demás volver a introducir el agua evacuada por el receptáculo cuando se introduce la esfera al circuito.

Por tanto el sistema funciona haciendo girar ese tambor rotatorio que va cargando esferas y descargándolas en el circuito, siendo evacuada a su vez el agua que queda dentro del receptáculo. Dicha agua es recogida en un recipiente que se dispone bajo el sistema y ésta a su vez bombeada nuevamente al interior del circuito mediante una bomba de caudal de bajo consumo.

¿Es rentable este sistema?

Más que el otro, debido a que en este sistema la producción de electricidad es muy superior por lo descrito anteriormente. Las esferas suben con total regularidad y con la frecuencia deseada, adaptando al empuje y la aceleración con la que asciende la esfera a nuestras necesidades para la producción de la turbina.

Se pueden introducir muchas mas esferas por minuto que con el otro sistema (tantas como queramos), siendo un consumo energético ínfimo comparado con el que nosotros producimos.

El consumo energético de este sistema lo encontramos en el motor que hace girar al tambor rotatorio, el cual va girando relativamente lento y no necesita de grandes consumos, con un motor entre 50W-100W podemos alimentar el giro del tambor rotatorio. El otro punto de consumo energético que encontramos es el bombeo de agua para el retorno de la misma al sistema, este consumo dependerá principalmente de las dimensiones del sistema, porque en sistemas pequeños el consumo será bajo, debido a que con bombas de grandes caudales, sin necesidad de elevar el agua a una altitud considerable el consumo de dichas bombas es muy bajo (100W-200W).

En este sistema hay dos consumos energéticos, pero éstos no superarán los 400W en sistemas de tamaño mediano, los que sería capaz de producir con el sistema rotatorio serían unos 4500W, de donde tendríamos unos 4000W de producción real por parte del sistema. (Véase hoja de cálculo).

Hoja de cálculo:
files/uploads/2A_calculos_rotatorio.xls

Bombas venta en mercado gasto en vatios subir 7 metros altura 15000 litros a la hora

http://www.fuente-primavera.es/http://www.fuente-primavera.es/bomba-agua-para-fuente-15000-lph-p-35798.html

gasto en watios subir 7 metros altura 15000 litros a la hora

http://www.estanques.eu/powerx.html

Este sistema tiene la gran ventaja con respecto al ubicado en presas que no necesita ser repuesta el agua evacuada por el tambor rotatorio. A pesar de tener un consumo energético por parte de la bomba que retorna el agua, podemos observar que la energía producida es muy superior a la consumida, pudiendo ser una fuente generadora de electricidad sin necesidad de ningún tipo de cableado, así como permitiendo su instalación en sitios aislados sin costes de redes de electricidad y transformadores, por no hablar que la producción de electricidad es ilimitada y totalmente gratuita.

En este enlace podemos ver como funciona el sistema y el mecanismo de tambor rotatorio para la recarga de las esferas, así como la bomba de retorno del agua al circuito.

Ver video del sistema
http://www.youtube.com/watch?v=Pln1l785kYM

Proyecto

ÍNDICE

1- Resumen Ejecutivo.

2- Memoria y anexos del proyecto.

- Descripción del proyecto.

- Datos argumentativos de la innovación del sistema.

- Datos numéricos del estudio del sistema.

- Planos y representaciones gráficas.

- Programación e hitos.

- Estudio de los factores de riesgo y éxito.

3- Estudio Medio Ambiental.

- Repercusiones en el medio ambiente.

- Ventajas con respecto a otras energías para el medio ambiente.

 

RESUMEN EJECUTIVO

El proyecto consiste en la obtención de energía mediante el aprovechamiento de la energía cinética que transmite un cuerpo a un determinado volumen de agua, a través del empuje que se produce por el efecto de flotación.

El sistema consiste en introducir en un circuito cerrado, cargado de agua, una esfera con una densidad inferior a la del agua para producir en esta el efecto de flotación. Esta flotación somete al agua a un empuje similar al de su propia flotación.

Esta esfera la introduciremos en la parte baja de un tramo vertical del sistema, para que en su tramo de flotación tenga las menores pérdidas por fricción.

El agua se mueve a una velocidad similar a la que se mueven las esferas que se introducen en el sistema, produciendo por el empuje del cuerpo una energía cinética que transformaremos en energía eléctrica.

 

La obtención de la energía eléctrica se realizará mediante diferentes posibles sistemas de transformación (turbinas, transformación de movimiento lineal en circular y multiplicador con generador...).

El sistema se mantiene energéticamente por si mismo, debido a que la esfera sube hasta la parte superior del sistema por su propia diferencia de densidad con el agua (flotación). Cuando llega a la parte superior esta sale del circuito, cayendo por gravedad hasta la parte inferior del sistema.

En la parte inferior hay un sistema de recarga de esferas que consiste en una caja estanca, la cual dispone de un tambor rotatorio que gira para cargar las esferas en el circuito. Este sistema tiene un consumo muy bajo de electricidad y nos permite optimizar la introducción de esferas en el sistema, adaptándola a los rendimientos deseados.

Consiste en una caja estanca que alberga un sistema rotatorio con cuatro cavidades donde con las dimensiones de la esfera. Dichas cavidades se utilizan para carga de la esfera, mientras otra esta descargando la anterior y las otras dos evacuando el agua residual que queda en el receptáculo cuando la esfera lo abandona.

El agua evacuada va a un recipiente y vuelve al circuito mediante el bombeo de la misma con una bomba de caudal de bajo consumo. El consumo de estas bombas es bajo debido a la poca altitud a la que vamos a elevar dicha cantidad de agua.

Los sistemas de obtención de energía pueden ser de diferente función, desde un sistema que aprovecha la caída de la esfera y genera un movimiento giratorio en un sistema con multiplicador y generador de electricidad, a la ubicación dentro del sistema de una turbina que aprovecha el caudal y velocidad del agua para la obtención de energía eléctrica.

greenmill-rotatorio0.png

MEMORIA Y ANEXOS DEL PROYECTO

1- Descripción del proyecto:

El proyecto, como se ha descrito anteriormente, consiste en la obtención de electricidad mediante la transformación de energía cinética en eléctrica. Dicha energía cinética la produce el movimiento ascensional por flotación, generado por una esfera con una densidad inferior al agua, la cual asciende por la tubería de un sistema cerrado de agua. Ejerce la fuerza de empuje sobre el agua produciendo así energía cinética en el agua, de la que se obtiene la electricidad a través de la transformación de energía cinética en eléctrica.

El sistema completo de dicho proyecto lo vamos a dividir en tres partes para su descripción, una serán los conductos y estructura del circuito cerrado donde se contiene el agua y flotan las esferas, otro será el sistema de recarga de las esferas en el interior del sistema y finalmente la parte de los puntos de posible ubicación de transformación de energía cinética en eléctrica.

Estructura del circuito:

Materiales y morfología que conforman el circuito:

La estructura del circuito está formada por acero, dada su alta resistencia para el impacto de las esferas y también por su bajo índice de fricción que nos aportará menores pérdidas de energía cinética en el circuito. (El material dependerá de la masa de la esfera, así como de su velocidad en el momento del impacto sobre la parte superior del circuito).

El circuito se situará de forma vertical, para favorecer el efecto de flotación de las esferas. Dicho circuito tiene una forma rectangular redondeada, que consta cuatro partes. Las partes son las siguientes:

- Parte inicial o zona de introducción de esferas: Se sitúa en la parte baja del circuito, en la vertical con el tramo recto situado en la izquierda del sistema. Al posicionarlo aquí tendremos una aceleración de la esfera de forma uniforme debido a la menor fricción de la esfera con la tubería, ya que ésta ascenderá de forma totalmente vertical y chocará puntualmente con las paredes del sistema.

- Tramos verticales: Son los tramos rectos y paralelos entre si que se sitúan a izquierda y derecha del sistema. El tramo vertical izquierdo es por el que asciende la esfera, por lo tanto, dependerá de su longitud la velocidad con la que el agua circule en el sistema, ya que la esfera no deja de acelerar en todo el tramo recto.

- Salida del sistema de la esfera: Se situará en la parte superior del sistema, pero en el tramo superior horizontal. El tramo debe de ser horizontal, porque si fuese curvilíneo la fuerza centrífuga haría que el agua saliese por ese punto debido a la tangencial que sufriría el líquido al pasar por un espacio abierto. Dependiendo de la densidad que queramos darle a la esfera, esta despegará su centro de gravedad de la superficie del agua, o no lo haría a pesar de flotar, caso en el cual deberíamos situar unas guías que saquen la esfera del sistema.

- Cuarto tramo del sistema es el resto del circuito, en el cual no circula ninguna esfera, solo el agua. En esta parte del circuito se extiende desde la salida de la esfera en la parte superior, hasta la parte inferior del sistema donde se introducen las esferas dentro del mismo.

En esta parte del circuito tendríamos un caudal de agua bastante elevado, por lo que podríamos situar una turbina hidráulica que nos proporcione energía eléctrica.

El tipo de turbina dependería de su situación dentro del circuito, así como del tamaño del mismo, variando desde una tipo Kaplan para grandes caudales, hasta una Francis para caudales menores.

- Mecanismo de recarga.

Consta de un sistema de recarga accionado eléctricamente de bajo consumo. Es un sistema que dispone de un tambor rotatorio, el cual es totalmente estanco. Dispone de cuatro receptáculos con las dimensiones apropiadas para albergar a la esfera recargada. Mientras uno de estos está recogiendo una esfera, el que se sitúa en la vertical con el tubo recto está liberando otra hacia el interior de sistema cerrado. A su vez los otros dos están vaciando el agua acumulada tras liberar esferas anteriores en el interior del sistema.

Este sistema permite una introducción totalmente controlada de esferas en el interior del circuito. Introducimos tantas esferas por segundo como necesitamos para que en el circuito la aceleración se mantenga constante y así evitar una posible velocidad límite en la esfera y con ella anular la aceleración de la misma.

El agua evacuada por los dos receptáculos que han liberado anteriormente sus correspondientes esferas es recogida en un recipiente. Este recipiente está conectado mediante una bomba de agua, que irá manteniendo el circuito cerrado de agua, para no tener que reponer el agua evacuada. Este sistema tiene un consumo de electricidad, pero dicho consumo es ínfimo comparado con la cantidad de electricidad que el sistema de tambor rotatorio de Green Energy es capaz de producir.

El bajo consumo energético se debe a que una vez vencida la vertical donde se introduce la esfera, el peso que el agua ejerce sobre la parte izquierda del tambor, facilita el giro del mismo para introducir las esferas en el sistema ya que pesan menos en la parte contraria debido al aire. La inercia entonces facilitara el movimiento una vez puesto en marcha.

greenmill-rotatorio1.png

Los puntos de obtención de energía pueden ser varios, tanto podríamos utilizar una turbina en el interior del sistema, teniendo en cuenta que movemos un gran volumen de agua con una velocidad determinada, siendo el circuito una fuente inagotable de agua en movimiento. También se puede aprovechar la fuerza en la caída libre de la esfera, para que ésta sea recogida por un sistema giratorio que origine una cierta cantidad de energía eléctrica.

2- Datos argumentativos de la innovación del sistema.

El sistema de obtención de energía mediante el aprovechamiento de la flotabilidad de un cuerpo, el cual se introduce en un circuito cerrado con un material líquido más denso que este mismo es una forma sencilla de crear energía cinética, aprovechando el empuje de un cuerpo.

Es un nuevo concepto de energía limpia y totalmente inagotable, debido a que éste sistema nos aporta entre otras las ventajas de una central hidroeléctrica con el caudal utilizable para las turbinas que deseemos sin preocupación por la disposición de una cierta cantidad de agua, siempre tendríamos la necesaria para el correcto funcionamiento del sistema.

Uno de los aspectos más positivos de este sistema es que se puede adaptar a nuestras necesidades, pudiendo ubicarlo en el lugar que deseemos con las dimensiones para la energía que necesitemos. No es necesario hacer estudios de gran inversión para determinar donde queremos situar uno de nuestros sistemas, debido a que no necesitamos de ninguna fuente proveedora de materia (agua, viento...) para poder sustentar nuestro circuito generador de energía cinética.

En los datos de cálculo del sistema introducimos un nuevo concepto en la obtención de energía cinética. Hasta ahora siempre hemos estudiado el concepto de pérdida de energía potencial para obtener energía cinética debido a la ley de conservación de la energía, mediante la cual hemos aprovechado la fuerza gravitatoria para imprimir una aceleración a las partículas de agua. Pero nosotros estudiamos un movimiento inverso al producido por un cuerpo que situamos en caída libre, un cuerpo que flota (empuje) por la diferencia de densidades, imprimiéndole un empuje al volumen de agua que se sitúa en contacto con la esfera.

Para finalizar en las argumentaciones de que es un sistema totalmente innovador, así como único de obtención de energía, este hecho lo acredita el haber sido patentado dicho mecanismo de obtención de energía.

3- Datos numéricos del estudio del sistema

Los datos numéricos obtenidos del sistema son muy extensos, debido a la cantidad de factores a tener en cuenta en el mismo, por eso los datos reflejados a continuación serán datos fundamentales, sin matizar pequeños detalles que son descritos en el proyecto de dicho sistema. Se incorporarán los necesarios para ver como se genera la energía cinética, los empujes, dimensionamiento, aceleraciones y resistencias, pérdidas notables y dimensionamiento de pistones.

- Dimensionamiento del sistema: En primer lugar debemos definir nuestras necesidades y dimensionar el sistema con respecto a ellas. Si necesitamos grandes cantidades de energía el sistema tendrá una mayor envergadura, dándole al mismo mayor altitud para que la esfera esté mas tiempo acelerando y con ello la velocidad con la que se mueve el agua dentro de nuestro circuito será muy superior.

Con respecto al caudal que queramos tener dentro del circuito así deberá de ser el tamaño de la esfera que va a circular dentro de este.

- Dimensionamiento de la esfera:

Para calcular el volumen de la esfera debemos tener en cuenta que la densidad de ésta sea inferior a la del agua, es decir que su masa sea inferior a la del agua que desaloja del sistema la esfera.

Densidad agua:

Densidad esfera = M/V

Cuanta mayor diferencia de densidades haya, mayor será la aceleración que adquiere la esfera en el movimiento ascensional de flotación (mayor será el empuje).

Si queremos aplicar un diámetro específico a la esfera, debemos de hacer los cálculos.

V = (4/3)·π·R3

Después de esto obtenemos la densidad deseada para obtener una determinada aceleración, aplicándole a la esfera la masa adecuada.

- Cálculos de aceleración y velocidad de la esfera en el tramo ascensional vertical:

E = m · g = φ · g · v

E = empuje φ = densidad

m = masa v = volumen

g = gravedad

De aquí obtenemos el volumen que tiene que tener la esfera para mantenerse en equilibrio con una masa determinada. Por lo tanto debemos de aumentar el volumen de la esfera para que el empuje sea > 0, y así tener un movimiento ascensional de la misma (flotación).

De la fórmula descrita anteriormente del volumen de la esfera despejamos el radio con el volumen obtenido anteriormente. De esta forma sabremos a demás del radio mínimo a partir del cual tenemos que crear la esfera, el radio que luego debemos de tener en cuenta en las tuberías del circuito.

Para dimensionar la esfera tendremos en cuenta la densidad de la misma, ya que ambas serán condicionantes de la velocidad con la que ésta ascienda por el fluido y por tanto mueva el agua contenida dentro del mismo. Estos dos factores influyen de forma directa en el movimiento que se genera, debido a que cuando estudiamos la resistencia hidrodinámica, se depende de estos datos para determinar sus valores.

R = C · φ · A · v2/2

De ésta fórmula sabemos la resistencia hidrodinámica que sufrirá el cuerpo dentro del circuito.

Si tenemos en cuenta que la aceleración se puede calcular:

∑F = m · a

En caso de fluidos: a = (df - de) g / de

df: densidad fluido

de: densidad esfera

Una vez calculada la aceleración, calcular la velocidad de ascensión de la esfera por el tramo recto, la obtendremos de:

V = vo + a · t

La velocidad inicial se tiene, pero nos faltaría el tiempo que tarda en recorrer el espacio con una aceleración determinada, el cual lo podemos sacar de la fórmula del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado:

X = Xo + vo · t + a · t2 / 2

Como sabemos la distancia que tiene que recorrer, la sustituimos en x, también sabemos que la velocidad inicial es 0, igual que la posición inicial, por tanto despejamos la "t". La sustituimos en la fórmula de la velocidad y ya sabremos la velocidad que lleva en el punto mas elevado de nuestro circuito.

Tendremos en cuenta a la hora de terminar aceleración y velocidad lo siguiente: Para la aceleración las pérdidas hidrodinámicas, así como las de la esfera chocando con las paredes de la tubería, a demás del empuje generado por la diferencia de densidades. Para la velocidad tendremos en cuenta la velocidad limite del fluido, dado que podemos posicionar un sistema tan alto como para llegar a adquirir la velocidad límite del cuerpo ascendente y no sería real la velocidad calculada a X altura.

- Cálculos de la aceleración, velocidad y pérdidas en el tramo circular del tramo curvilíneo anterior a la salida de la esfera:

El tramo es curvilíneo, por lo que tendremos un movimiento curvilíneo uniformemente acelerado.

Para realizar los cálculos debemos determinar el radio del tramo y tras éste el ángulo que va a formar el tramo curvilíneo con respecto al horizontal. En este caso sabemos que será de 90º. En este caso lo que obtendremos será la velocidad angular del cuerpo.

ωf2 = ωo2 + 2 · α · σ velocidad angular final

σ = σo + ωo · t + α · t2 / 2 posición angular

v = ω · R

Después de realizar estos cálculos sabemos la velocidad angular final, que traducida a lineal sería la que tendría el cuerpo antes de salir del sistema, por tanto la velocidad que ha generado dentro del mismo (teniendo en cuenta las pérdidas).

De todos los datos obtenidos podemos calcular la energía cinética que se genera en el sistema, la cual será la que nos producirá la energía eléctrica en su transformación mediante cualquiera de los sistemas ya mencionados.

Ec = m v2 / 2 Ec (mov. Circular) = m · v2 / R

Una vez obtenida la velocidad del agua dentro del sistema (restadas las pérdidas por fricción con las paredes, codos y empalmes de la tubería) podemos calcular el caudal que pasa a través de dicho circuito.

Q = v / A A: sección del tubo

- Cálculo energético del sistema de recarga

Green Mill

 

 

 

 

Leyenda

 

 

 

Datos obligatorios propios

*

 

 

Datos obligatorios calculables

*

 

 

 

 

 

 

Dimensiones del sistema

 

 

 

 

Altura tramo recto

5

m

*

Altura sistema de tubos

6,14

m

 

Diámetro tubo

0,4

m

*

 

 

 

 

 

 

 

 

Características de la esfera

 

 

 

 

Diámetro

0,38

m

 

Volumen

0,028730912

m3

 

Masa

11,49236481

Kg

 

Densidad esfera

400

Kg/m3

*

 

 

 

 

Determinar densidad esfera según masa deseada

Masa

 

Kg

*

Densidad obtenida

0

Kg/m3

 

 

 

 

 

Velocidad, aceleración y caudal del sistema

 

 

 

 

Densidad fluido

1000

Kg/m3

*

Aceleración de la esfera en el fluido:

14,715

m/s2

 

 

 

 

 

Velocidad final tramo recto

12,83775681

m/s

 

Caudal máximo

1,613239764

m3

 

Caudal medio

1,080870642

m3

 

 

 

 

 

Cálculo de energía consumida

 

 

 

 

 

 

 

Energía consumida por bomba

 

 

 

 

 

 

 

Volumen receptáculo

0,035913633

m3

 

Segundos de recarga de esfera

4

 

*

Volumen evacuado por la bomba

32322,26929

l/h

 

Consumo bomba (hasta 50000l/h)

450

W

 

Consumo bomba (hasta 100000l/h)

0

 

 

Energía consumida por rotor giratorio

 

 

 

 

 

 

 

Consumo motor ≈

150

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Potencia generada en el sistema

 

 

 

 

Altura equivalente

8,191

m

 

Rendimiento generador

80

%

*

 

 

 

 

Potencia generada

10422,031

W

 

 

 

 

 

Potencia Real

9822,031

W

 

 

Para modificar en la hoja de calculo cualquier dato que usted desee (asteriscos negros) y ver los resultados, pinche aquí:

files/uploads/2A_calculos_rotatorio-1.xls

Representaciones gráficas.

Los planos del sistema los podemos encontrar en el proyecto del autómata, pero como son variables para tener unas nociones fidedignas de la estructura, dimensiones y proporcionalidad del sistema adjuntamos sus recreaciones mediante diferentes sistemas informáticos donde aparece de forma explícita el funcionamiento y estructura del sistema.

Ver video:
http://www.youtube.com/watch?v=Pln1l785kYM

greenmill-rotatorio0.png

Imagen representativa del sistema completo

greenmill-rotatorio2.png

Imagen detalle tramo vertical

greenmill-rotatorio3.png

Imagen salida esferas y retorno agua al sistema

greenmill-rotatorio4.png

Imagen detalle tambor rotatorio y receptáculo con sistema bombeo

Programación e hitos.

La programación del desarrollo de este sistema parte de la base de la introducción del mismo en empresas especializadas en energías renovables para su mejor investigación, un desarrollo optimizado de las funciones del mismo para un buen aprovechamiento de las posibilidades en la producción de energía, y a partir de aquí ejecutar el sistema de forma real.

El primer paso dentro de la programación que se pretende es la aceptación de empresas importantes en la inversión, investigación y desarrollo de energías renovables, para como se ha comentado anteriormente, estudien en detalle el sistema y lo desarrollen de una forma óptima.

Una vez estudiado y perfeccionado el funcionamiento del sistema, se pretende llevar a cabo la ejecución de dicho sistema a través de las mencionadas empresas u otras dedicadas al sector, a una escala que se adecue a las necesidades energéticas de la zona o región a instalar.

Se pretende que sea un sistema de energía renovable alternativo a los que podemos encontrar hoy día, dadas su infinidad de ventajas, entre otras la constante fuente de alimentación de forma inagotable del material necesario para la producción de la energía, siendo un sistema totalmente limpio y respetuoso con el medio ambiente, dado un bajo índice de contaminación acústica, no emisión de gases contaminantes a la atmósfera y un funcionamiento constante (sin depender de factores externos) que suministra electricidad de una forma ininterrumpida.

Finalmente, lo que pretendemos con este sistema es conseguir en cualquier zona (con o sin materias primas) un nuevo concepto de obtención de energía, obteniendo la misma de una forma limpia y totalmente rentable, que puede llegar a cualquier rincón del planeta sin necesidad de grandes obras de impacto ambiental, fáciles de mantener y que con poca inversión se pueda hacer llegar la electricidad a cada casa.

Estudio de los factores de riesgo y éxito:

Los principales factores de riesgo son, en principio, la aceptación para su correcto estudio y desarrollo por las grandes empresas energéticas debido a su totalmente nueva introducción en un mercado que ha hecho grandes inversiones actualmente por otros tipos de energías renovables.

Otro de los factores de riesgo de dicho sistema, es la aceptación de un nuevo concepto, como es, aprovechar el movimiento generado por un cuerpo que somete a un empuje una masa de agua en el interior de un circuito cerrado como generador de energía cinética que nos producirá una cantidad determinada de energía.

Un factor de riesgo en dicho sistema es la saturación de nuevos conceptos que hay ahora mismo en el mercado de nuevas tecnologías para el desarrollo y creación de sistemas renovables y sostenibles energéticamente hablando, derogando muchos de ellos a un segundo plano por el mayor interés de alguno de los elegidos.

Factores de éxito de dicho sistema, pueden ser los siguientes: en primer lugar destacaremos la sencillez del sistema y dejándonos un concepto fácil de asimilar, es decir; un cuerpo menos denso que el agua flota, este cuerpo desaloja una cantidad de agua a su alrededor que empuja a la masa de agua que le precede, esta masa de agua se mueve, lo cual genera energía cinética; y si genera energía cinética podemos obtener energía eléctrica.

A demás de lo descrito anterior mente, tenemos en cuenta el coste de los materiales a utilizar, siendo el agua un material muy barato y que en nuestro caso necesitaríamos una cantidad fija que recircula dentro de un mismo sistema, sin necesidad de reponer grandes cantidades de la misma.

Es un sistema que optimizado se puede situar en diferentes localizaciones, debido a su versatilidad en las dimensiones, ya que se pueden hacer tanto en gran tamaño, como en pequeño tamaño.

Es un tipo de obtención de energía totalmente limpio y respetuoso con el medio ambiente, generando una mínima contaminación acústica, una nula contaminación por emisión de gases contaminantes y a demás no necesita de ninguna materia prima, la obtención de la cual, podría suponer inconvenientes o alteraciones en el sector ecológico de la zona donde se sitúe dicho sistema.

Un factor a tener en cuenta es la poca ocupación de terreno a nivel horizontal que necesitaríamos, siendo los costes de éste mas baratos que en otro tipo de energías en las que necesitamos grandes extensiones del mismo para producir de una forma eficaz.

Con respecto al terreno, otro factor a tener en cuenta, es que se puede adaptar a terrenos abruptos, o terrenos de poco valor de suelo, debido a que no necesitamos unas condiciones ambientales, ni físicas determinadas para el correcto funcionamiento del sistema, haciendo que los terrenos adquiridos puedan ser de mala calidad o situados en zonas de poco aprovechamiento y con ello abaratando el precio del mismo.

Un factor de éxito a tener en cuenta y éste es el mas importante de cualquier energía limpia, renovable y sobre todo inagotable y económica, sería la necesidad urgente de la implantación de nuevos sistemas sostenibles e inagotables que sean capaces de satisfacer las necesidades del consumo energético de una población, sustituyendo a la energía producida por centrales térmicas, nucleares o combustibles derivados del petróleo y gas.

Otro factor que es muy importante en la situación actual, es el cierre progresivo que se está realizando y mas aun en un futuro inmediato de las centrales nucleares, sistema de obtención de energía muy productivo y rentable, pero excesivamente peligroso para la seguridad de las zonas donde se sitúan, así como las consecuencias ambientales que tienen sus emisiones de radiactividad y las dificultades para alojar los residuos radiactivos, potencialmente peligrosos para la salud del sistema biológico en el que se depositen.

3 ESTUDIO AMBIENTAL

-Repercusiones en el medio ambiente:

Las repercusiones de la instalación de este sistema en el medio ambiente aportan mas aspectos favorables que desfavorables, no obstante hay que tener en cuenta los aspectos positivos y negativos del mismo y sus consecuencias para el medio en el que se ubique.

Este sistema puede tener una cierta contaminación acústica, debido a que la esfera produce un movimiento de agua considerable dentro del tubo, generando un sonido, como también produce otro sonido el impacto de las esferas en la estructura al ascender y al llegar arriba. A pesar de esto, al ser un circuito cerrado la contaminación acústica por movimiento del agua no va a ser muy elevada.

Otro aspecto a tener en cuenta el la posibilidad de las grandes dimensiones en nuestro sistema, dando lugar, si se realiza a gran escala, que tendrá un impacto visual. Dicho impacto visual es cierto que se puede ver reducido, debido a que como ya comentamos, no necesita de unas condiciones físicas específicas para situarse el sistema y por lo tanto lo podremos ubicar en zonas mas recónditas, (acantilados, valles, desfiladeros...) donde no se sitúa a la vista de personas y animales, pudiendo ser el mismo, pintado y camuflado con una pared de roca, o puesto en zonas de difícil acceso visual.

En cuanto a los aspectos positivos del sistema para el entorno ambiental, tendremos en cuenta su posible colocación en el sitio que mas nos convenga, pudiendo situar una serie de dichos sistemas, en paralelo o batería para, abastecer a una población y situándolos cerca de la misma, sin necesidad de grandes tendidos eléctricos, lo cual supondría un cambio importante en los paisajes y también se ahorrarían gran cantidad de pérdidas de aves a lo largo del año.

Otro y muy importante aspecto ambiental, es que se puede situar el sistema en zonas de poco interés ecológico donde la biodiversidad de fauna y flora sea escasa, no produciendo daños a ningún tipo de especie animal ni vegetal.

En definitiva, las repercusiones que tendría este sistema para el medio ambiente serían muy positivas, dado que los pequeños aspectos negativos como pueden ser impacto acústico y visual son mínimos (pudiendo ser situados en zonas metropolitanas y con poco interés ecológico, anulando sus efectos negativos). Principalmente evitaríamos emisiones de gases contaminantes a la atmósfera, vertederos de materiales residuales que pueden contaminar agua, terreno..., y no afectaría a la vida y hábitat de especies animales.

- Ventajas para el medio ambiente con respecto a otras fuentes de energía.

Las ventajas se van a comentar con respecto a las fuentes de energía de te tipo renovable y "energías limpias", dado que comentar las desventajas de una central nuclear o una térmica son de sobra conocidas dado su alto índice de contaminación, tanto de emisiones, como residual.

La primera comparación se va a realizar con respecto a la fotovoltaica, un tipo de energía que se obtiene de una forma limpia e inagotable, aunque en su defecto tiene la poca producción con respecto a la de flotación y también depende de una ubicación en zonas que cumplan unas determinadas características (muchas horas de radiación solar). Otra de las ventajas con respecto a esta es que la solar necesita de un gran espacio para producir una pequeña cantidad de energía, es decir, para producir energía a grandes escalas necesitamos terrenos de grandísimas dimensiones, suponiendo un coste de los mismo y de su preparación (desmontado, nivelado..) muy elevado.

La segunda y mas importante la vamos a realizar con la energía eólica, la cual es la energía de tipo renovable que mas ha crecido y en la que mas se ha invertido en estos últimos años. Las ventajas con respecto a este tipo de obtención energética son las siguientes: La energía eólica necesita de puntos estratégicos donde el viento sea constante y a una determinada velocidad de forma mantenida a lo largo de todo el año, teniendo así que situar dichos aparatos en zonas específicas que suelen ser cimas de montañas teniendo como consecuencias; un gran impacto visual, una alteración en la vida animal (aves migratorias), un alto coste de adecuado en la zona a instalar los aerogeneradores (desmontes, creación de grandes pistas para su acceso, optimizado del emplazamiento de los aerogeneradores y con ello grandes gastos por su dificultad en el acceso... todos estos requisitos para su instalación hacen que se encarezca mucho su instalación, y por supuesto la cantidad de kilómetros de tendido eléctrico que hay que instalar para hacer llegar la electricidad desde la cima de montañas hasta las ciudades, produciendo como sabemos un aspecto negativo en la vida de aves.

Otra de las energías a comparar con ésta es la hidroeléctrica, dado que son de un carácter parecido. En este caso la comparación es rápida y sencilla, en el caso de la energía de flotación la fuente que nos genera la energía es inagotable, mientras que en las hidroeléctricas, dependeremos del año hidrológico, de no situar conductos de grandes caudales, para hacer funcionar a la turbina durante más tiempo sin agotar los recursos hidrológicos. Datos: con el caudal de este sistema se vacía un embalse en días. Es por eso que tendríamos una hidroeléctrica a gran escala y sin agotamiento de la fuente de energía.

Hay gran cantidad de energías de tipo renovable, y en las cuales no vamos a hacer comparativas, dado que muchas están en desarrollo y otras están siendo estudiadas y para ello deberíamos de ver los datos y consecuencias a largo plazo.

** Descargar documentación **

Estos son los documentos relativos al sistema Green Mill con tambor rotatorio:

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Cálculos

Hoja de cálculo interactiva, realiza simulaciones del sistema y obtén la potencia generada para unos valores dados.

 

pdf

Proyecto Green Mill, modelo Tambor Revolver .

Documentación técnica sobre el proyecto Green Mill con tambor rotatorio, incluyendo análisis, fórmulas y explicaciones.

Explicación puntos clave

Acción peso del agua al bajar en tambor.

El tambor rotatorio vemos aquí lo hemos dividido en dos partes con una línea discontinua para así ilustrar que en la parte derecha está el peso del agua y en la parte izquierda está el aire, por lo tanto el agua con su peso empuja hacia abajo el tambor hasta salir por la parte inferior, por lo que hace fuerza y hace subir la parte izquierda esto ayuda a que el motor que le da vueltas pueda ser de pocos vatios.

 

greenmill-rotatorio1.png

Las piezas I y II (partes negras)

A ambos lados del tubo ascenso con receptáculo tambor es donde están las únicas piezas de material de baja fricción y estanca para que no se vacíe el agua cuando el tambor se pone en posición para elevarse la esfera, por tanto es lo único que roza, también la superficie puede ser aun menor, eso sí, siempre que sea estanca, el resto de la circunferencia del tambor puede estar separada sin roce alguno, aquí le mando un mensaje a las empresas que trabajan en grifería (sistema similar al de grifo de bola) o hacen investigación con materiales de baja fricción para que se animen a poner en el mercado esta pieza que sea de poco gasto de energía y que con un pequeño motor (Polea multiplicadora) le den la vuelta continuamente a una velocidad constante y se vayan elevando las esferas. Esto es lo único que tiene algo de complicado este sistema, todo lo demás es muy simple y fácil de encontrar en mercado en cualquier parte del mundo.

 

greenmill-partes1y2.png

 

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