{"id":465650,"date":"2023-01-10T02:44:41","date_gmt":"2023-01-10T05:44:41","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=465650"},"modified":"2023-01-10T02:44:41","modified_gmt":"2023-01-10T05:44:41","slug":"una-central-piloto-genera-energia-y-agua-simultaneamente","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/una-central-piloto-genera-energia-y-agua-simultaneamente\/","title":{"rendered":"Una central piloto genera energ\u00eda y agua simult\u00e1neamente"},"content":{"rendered":"

Un grupo integrado por 20 ingenieros mec\u00e1nicos, qu\u00edmicos y mecatr\u00f3nicos ha dise\u00f1ado un sistema in\u00e9dito en Brasil capaz de generar, simult\u00e1neamente, energ\u00eda el\u00e9ctrica y agua destilada. El equipo de investigadores, todos pertenecientes al Instituto Alberto Luiz Coimbra de Posgrado e Investigaciones en Ingenier\u00eda de la Universidad Federal de R\u00edo de Janeiro (Coppe\/UFRJ), desarroll\u00f3 un demostrador tecnol\u00f3gico que recupera el calor desperdiciado por los paneles de energ\u00eda solar y lo reutiliza para calentar el agua que alimentar\u00e1 un desalinizador de destilaci\u00f3n por membranas. Alternativamente, esta energ\u00eda t\u00e9rmica puede utilizarse en los procesos de refrigeraci\u00f3n de ambientes. En mayo de este a\u00f1o se instal\u00f3 un prototipo en la Ciudad Universitaria de la UFRJ, en la capital fluminense.<\/p>\n

Seg\u00fan Carolina Palma Naveira-Cotta, directora del proyecto y docente del Programa de Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica del Coppe, el sistema, al que se ha bautizado Isla de Policogeneraci\u00f3n Sostenible, puede colaborar para descentralizar la producci\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica en el pa\u00eds, pero su propuesta va m\u00e1s all\u00e1. \u201cNuestra idea es conjugar la generaci\u00f3n de electricidad, agua y otros insumos. En nuestro prototipo, se recupera el calor de los paneles solares de alta concentraci\u00f3n y se emplea para producir agua potable\u201d, dice.<\/p>\n

La tecnolog\u00eda tiene potencial para prestar ese servicio en lugares que no est\u00e1n conectados a la red el\u00e9ctrica nacional, tales como las comunidades del semi\u00e1rido del nordeste, los campos de petr\u00f3leo y gas cercanos a la costa (nearshore<\/em>), las islas y las zonas en conflicto o que sufren cat\u00e1strofes ambientales.<\/p>\n

El extenso nombre dado al sistema tiene una explicaci\u00f3n sencilla: \u201c\u2018isla\u2019 viene de la posibilidad de generar energ\u00eda en forma descentralizada, aut\u00f3noma; \u2018poli\u2019 se asocia a sus m\u00faltiples posibilidades de uso; \u2018cogeneraci\u00f3n\u2019 tiene que ver con los insumos que se generan en conjunto, simult\u00e1neamente, y \u2018sostenible\u2019 porque la isla es energ\u00e9ticamente autosostenible\u201d, explica la investigadora, quien coordina el Laboratorio de Nano y Microfluidos y Microsistemas (LabMEMS) del Coppe.<\/p>\n

\"\"

Coppe\u2009\/\u2009UFRJ<\/span>Vista a\u00e9rea de la Isla de Policogeneraci\u00f3n Sostenible, instalada en la Ciudad Universitaria de la UFRJCoppe\u2009\/\u2009UFRJ<\/span><\/p><\/div>\n

El demostrador instalado en la UFRJ ocupa una superficie de 200 metros cuadrados (m2<\/sup>) y est\u00e1 dotado de un panel solar fotovoltaico de alta concentraci\u00f3n capaz de generar 5 kilovatios (kW) de energ\u00eda el\u00e9ctrica y 8 kW de energ\u00eda t\u00e9rmica. Adem\u00e1s, cuenta con tres conjuntos de colectores solares para el calentamiento complementario del agua. \u201cParte de la energ\u00eda de la radiaci\u00f3n solar se pierde y se disipa en el ambiente en forma de calor durante el proceso de conversi\u00f3n de la energ\u00eda solar en energ\u00eda el\u00e9ctrica en los paneles. Una porci\u00f3n de la energ\u00eda que se perder\u00eda se recupera y se utiliza en un proceso secundario\u201d, dice Naveira-Cotta (v\u00e9ase la infograf\u00eda<\/em><\/a>).<\/p>\n

\u201cLa eficiencia habitual de los paneles solares comerciales alcanza un 30 %. Esto significa que solo la tercera parte de la energ\u00eda solar captada se convierte en electricidad. El resto se disipa en forma de calor\u201d, dice. Para recuperar parte de esa energ\u00eda t\u00e9rmica, se instal\u00f3 un sistema de microintercambiadores de calor detr\u00e1s de los paneles. Estos dispositivos poseen microcanales por los que circula un fluido refrigerante que recupera parte del calor que se desperdiciar\u00eda.<\/p>\n

\u201cEn nuestro prototipo de muestra, el calor recuperado se utiliza en un proceso secundario de destilaci\u00f3n de agua que tiene capacidad para producir unos mil litros de agua potable diarios a partir de agua salada\u201d, precisa la investigadora. El agua producida puede destinarse al consumo humano, o bien para actividades agroindustriales. \u201cEn los d\u00edas soleados, el calor recuperado del panel es suficiente como para calentar el agua que se utilizar\u00e1 para la desalinizaci\u00f3n\u201d, dice. \u201cLos colectores complementan el calentamiento del agua en los d\u00edas nublados\u201d.<\/p>\n

El ingeniero mec\u00e1nico Jo\u00e3o Alves de Lima, del Centro de Energ\u00edas Alternativas y Renovables de la Universidad Federal de Para\u00edba (UFPB), valora positivamente la iniciativa del Coppe y pone de relieve su importancia para atender a regiones que padecen escasez h\u00eddrica o de energ\u00eda el\u00e9ctrica, pero hace una salvedad: \u201cLa producci\u00f3n de agua mediante estos procesos t\u00e9rmicos a\u00fan es baja si se la compara con otras tecnolog\u00edas de desalinizaci\u00f3n\u201d, afirma. \u201cPor otra parte, la metodolog\u00eda propuesta por el equipo de la UFRJ permite trabajar con salinidades muy superiores a las del m\u00e9todo tradicional de desalinizaci\u00f3n, por \u00f3smosis inversa\u201d.<\/a><\/p>\n<\/div>

\n \n \n \n <\/picture>Alexandre Affonso<\/span><\/div>
\n

El prototipo comenz\u00f3 a materializarse a principios de 2020 y fue desarrollado durante la pandemia de covid-19, pero la semilla que hizo germinar la idea se plant\u00f3 en 2014. Por entonces, Naveira-Cotta trabajaba junto a su marido, el ingeniero mec\u00e1nico Renato Machado Cotta, tambi\u00e9n del Departamento de Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica del Coppe, en varias l\u00edneas de investigaci\u00f3n que comprend\u00edan la intensificaci\u00f3n de procesos, particularmente los relacionados con la transferencia de calor y de masa. En el sector industrial, la intensificaci\u00f3n de procesos tiene por objetivo reducir el gasto energ\u00e9tico y disminuir la generaci\u00f3n de residuos en distintos procedimientos mediante la adopci\u00f3n de nuevos m\u00e9todos o tecnolog\u00edas.<\/p>\n

\u201cEn las \u00faltimas d\u00e9cadas, estudiamos diversas metodolog\u00edas en esa l\u00ednea de investigaci\u00f3n y han ido surgiendo algunas demandas. Con el Instituto Federal de Tecnolog\u00eda de Suiza (ETH), en Z\u00farich, participamos en un proyecto similar al de la Isla de Policogeneraci\u00f3n Sostenible. Utilizamos microintercambiadores de calor para refrigerar los superordenadores de IBM y para la calefacci\u00f3n de edificios\u201d, recuerda Cotta. La refrigeraci\u00f3n de las supercomputadoras, que ocupaban grandes salas, se hac\u00eda con agua: el l\u00edquido ganaba calor y se empleaba para la calefacci\u00f3n del edificio donde estaban instaladas las m\u00e1quinas.<\/p>\n

El proyecto del Coppe es financiado por la empresa petrolera sino-portuguesa Petrogal Brasil, a trav\u00e9s de la Agencia Nacional de Petr\u00f3leo, Gas Natural y Biocombustibles (ANP), y por la Empresa Brasile\u00f1a de Investigaci\u00f3n e Innovaci\u00f3n Industrial (Embrapii). Tambi\u00e9n cuenta con el respaldo de la Fundaci\u00f3n de Apoyo a la Investigaci\u00f3n Cient\u00edfica del Estado de R\u00edo de Janeiro (Faperj), de la Coordinaci\u00f3n de Perfeccionamiento del Personal de Nivel Superior (Capes), del Consejo Nacional de desarrollo Cient\u00edfico y Tecnol\u00f3gico (CNPq) y de la Armada de Brasil.<\/p>\n

El director de Investigaci\u00f3n, Desarrollo e Innovaci\u00f3n de Petrogal Brasil, Carlos Augusto, destaca el aspecto innovador del proyecto. \u201cEn varios lugares del mundo hemos visto instalaciones y estudios aislados de paneles fotovoltaicos de alta concentraci\u00f3n y de sistemas de desalinizaci\u00f3n por membranas, pero la Isla de Policogeneraci\u00f3n Sostenible es la \u00fanica que conjuga estas dos tecnolog\u00edas para reaprovechar la energ\u00eda t\u00e9rmica con la finalidad de cogenerar insumos\u201d, dice.<\/p>\n

El reto actual del equipo encabezado por Naveira-Cotta reside en que el proyecto logre ganar escala. Para ello, los cient\u00edficos del Coppe\/UFRJ se proponen probar la tecnolog\u00eda en el semi\u00e1rido del nordeste brasile\u00f1o o en una gran obra de infraestructura nacional, lugares suelen carecer de suministro de agua potable y electricidad. Al mismo tiempo, planean crear un sistema capaz de recuperar el calor de los motores diesel de los buques de la Armada y utilizarlo para desalinizar el agua del mar para el consumo de la tripulaci\u00f3n.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"El demostrador tecnol\u00f3gico funciona a base de energ\u00eda t\u00e9rmica recuperada en paneles solares","protected":false},"author":690,"featured_media":465651,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[297],"coauthors":[3491],"class_list":["post-465650","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-tecnologia-es","tag-ingenieria"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/465650","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/690"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=465650"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/465650\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":465669,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/465650\/revisions\/465669"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/465651"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=465650"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=465650"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=465650"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=465650"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}