GENERADOR DE ENERGÍA SIFOELÉCTRICA CON TURBINAS HELICOIDALES SIN EJE CENTRAL DE SOPORTE, CON TRANSMISIÓN Y ANCLAJE POR CABLE, Y CON TUBERÍAS Y MEGASIFONES AUTOCEBADOS.

 

 

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención, se crea para el sector tecnológico de ingeniería mecánica. Se trata de una instalación de generación de energía eléctrica con turbinas helicoidales flexibles sin eje; de soporte, transmisión y anclaje por cable; con tubería y Megasifones auto cebados, la cual ha sido creada para instalarse entre lagos, ríos y mares, ya sea por el cauce de los ríos o fuera de ellos, para fuentes hídricas fluviales y marítimas de diferente altitud con el objeto de aprovechar de manera eficiente y rentable la energía cinética de las fuentes naturales de agua para: Generar energía eléctrica renovable y conducir agua a lugares distantes y de difícil acceso.

 

Se trata de una novedosa instalación específicamente inventada para generar energía eléctrica renovable a bajo costo, que no requiere embalses, y a veces, ni redes de transmisión de energía, y tiene la posibilidad de alimentar acueductos a grandes altitudes donde se carece de fuentes naturales de agua y/o donde el fluido no llega fácilmente por gravedad, así como también para llegar a otros sitios y regiones que, siendo de bajas altitudes, tampoco poseen agua, tales como algunas islas o desiertos, lo que podrá ser posible utilizando adecuadas bombas de succión que extraigan el agua que circula por los Megasifones de la instalación de esta invención.

 

Concretamente, la invención reivindica una instalación generadora de electricidad que utiliza los Megasifones con el doble propósito, además de generar electricidad, proveer agua, para cuyo primer propósito, recurre al uso de novedosas turbinas helicoidales especialmente inventadas y diseñadas para instalarse dentro de las tuberías o Mega sifones, con bajos costos de montaje y mantenimiento.

 

La instalación inventada se destaca porque tiene Mega-sifones dotados con exclusivas válvulas automáticas de auto cebado que se ubican en las partes altas del sifón donde pueden acumularse gases, así como también válvulas automáticas de drenaje de sedimentación, que se ubican en las partes bajas donde pueden acumularse lodos.

 

La instalación generadora de energía eléctrica de esta invención, se aprovecha para su funcionamiento, del principio de Bernoulli, a partir del cual es posible transportar agua dentro de un sifón conservando su caudal, presión y velocidad; incorporando especiales turbinas helicoidales capaces de aprovechar eficazmente la energía cinética de la corriente de agua para generar electricidad limpia y renovable. Indudablemente se trata de una específica instalación que puede ejecutarse como cualquier otra obra civil de aprovechamiento de energías alternativas.

 

En resumen, puede afirmarse que la presente invención se refiere a una especial instalación que permite transformar eficientemente la energía cinética de las corrientes naturales de agua, sin represarlas, para generar energía eléctrica renovable de la manera más económica conocida hasta hoy, a través de turbinas helicoidales flexibles y sin eje, y adicionalmente el sistema puede dar solución a  problemas de acueducto de agua potable.

 

Se trata de una invención que define una nueva combinación de dispositivos hasta hoy subutilizados para lograr un resultado superior y sorprendente en la generación de energía eléctrica; consecuentemente, además de ser nueva, su concepción constructiva y funcional muestra una clara actividad inventiva, de manera que, reúne las condiciones que exige la Ley para ser considerada patente de invención.

 

ESTADO DE LA TÉCNICA:

Se conocen grandes tuberías y sifones normales para acueductos, tales como los sifones llamados “Las Morcillas” (En Cádiz - España), así como también otras instalaciones equivalentes de sifones invertidos, como los usualmente denominados “poliductos”. Los sifones llamados “Las Morcillas” en Cádiz - España tienen 23m. De altura y 2.5m de diámetro interior.

 

Como es conocido, la permanencia del caudal dentro de los sifones no depende de la presión atmosférica, eso ha sido ampliamente comprobado porque los sifones funcionan también en el vacío.

 

En efecto,  la permanencia del caudal dentro de los sifones depende de la succión del vacío creado por la ausencia de gases entre el caudal y las paredes interiores del sifón. Mientras los sistemas de cebado automático de esta invención, mantengan la evacuación constante de los gases acumulados en el interior de los codos superiores y se garantice la evacuación constante de lodos en los codos inferiores, para que no obstruyan la tubería, se podrá mantener el caudal constante circulando plenamente dentro del sifón.

 

 

Puede decirse que no se tiene información relacionada con la implementación de Megasifones normales de más de 23 metros de altura para subir parcialmente agua conducida para alimentar acueductos a grandes altitudes, y también para llevar agua a bajas altitudes, estas soluciones se han realizado hasta ahora con tuberías normales diferentes a los Mega-sifones.

 

Los Mega-sifones especiales que se proponen en esta innovación son diferentes a los tradicionales sifones, fundamentalmente porque la totalidad de las características que los hacen especiales reunidas en una sola aplicación para lograr recorridos indefinidos, son únicas.

 

Tampoco se conocen realizaciones con Mega-sifones que tengan instalaciones para electro generación a gran escala, especialmente en los propios sitios de consumo.

 

Menos aún se conoce la existencia de turbinas helicoidales flexibles y sin eje; con soporte, transmisión y anclaje con cables que se ubican por dentro de las citadas tuberías y Mega-sifones normales, concebidas y diseñadas para suministrar fuerza de torque a equipos generadores de electricidad.

 

Consecuentemente se deduce que, hasta la actualidad no se conocen realizaciones ni  proyectos que contemplen la implementación de Megasifones como solución para producir electro generación limpia en islas y desiertos, y a la vez alimentar acueductos de distribución  de agua potable.

 

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a una instalación que permite transformar eficientemente la energía cinética de las corrientes naturales de agua, sin ser represadas, para generar energía eléctrica renovable de manera económica a través de turbinas helicoidales flexibles y sin ejes.

 

Se trata de una invención que define una nueva combinación de dispositivos subutilizados hasta hoy, para lograr un resultado superior en la generación de energía eléctrica, vislumbra una instalación de generación de energía eléctrica por turbinas helicoidales, flexibles y sin eje; de soporte, transmisión y anclaje por cable; con tubería y Megasifones auto cebados, la cual se crea para instalarse entre lagos, ríos y mares, ya sea por el cauce de los ríos o fuera de ellos, para fuentes hídricas fluviales y marítimas de diferente altitud con el objeto de aprovechar de manera eficiente y rentable la energía cinética de las fuentes naturales de agua y así  generar energía eléctrica renovable y conducir agua a lugares distantes y de difícil acceso.

 

Con la instalación de esta creación resulta posible acelerar y conducir grandes corrientes de agua a regiones distantes, aprovechando su energía potencial y cinética para utilizarlas mediante la implementación de innovadoras turbinas helicoidales flexibles en la generación de energía eléctrica renovable de manera: Limpia, eficiente y rentable.

 

La Instalación generadora de energía eléctrica de la presente invención, se logra con Mega-sifones de construcción sobre medida en el sitio de la obra, los cuales se podrán fijar mediante especiales anclajes con cables creados por el mismo inventor con diseño especial y denominados  “geo abrazaderas” que ya han sido reivindicados en una patente anterior.

 

Como se indicó precedentemente, se incluyen dispositivos automáticos de cebado de agua y drenado de sedimentos en los codos del sifón, en casos específicos de sifones de mucha altura, para el cebado inicial, desde la parte más alta del sifón, se requiere implementar válvulas de cierre temporal en las terminales inferiores del sifón mientras se completa el cebado.

 

Se deben mantener, tanto el extremo inferior del sifón, como el extremo superior en la bocatoma, totalmente sumergidos y anclados para evitar el ingreso de aire a las tuberías del sifón.

 

La instalación inventada contempla, para casos especiales, como los de gran tamaño, la implementación de cámaras apéndices de ingreso y egreso de personal técnico al interior de los sifones en cualquier punto del sifón, lo que podrá realizarse mediante la implementación de desvíos en las tuberías y con escotillas de cerrado hermético.

 

De la manera expuesta, se hace posible el aprovechamiento del empuje hidrodinámico del agua en los sifones en Mega redes para lograr la electro- generación a gran escala. Se constituye una verdadera alternativa que comprende tomar la energía cinética de diferentes fuentes hídricas ubicadas a mayor altitud de la desembocadura y conducirla por dentro o fuera de sus lechos hacia las turbinas ubicadas en los sitios donde se requiere generar energía eléctrica.

 

La misma invención contempla que en puntos adecuados de los Megasifones,  se establezcan salidas de agua para alimentar acueductos mediante la utilización de bombas extractoras de agua por succión.

 

A partir del principio constructivo y funcional enunciado, será posible montar redes de sifones o tuberías que pueden ir enterradas, fijadas al piso y ancladas con geo abrazaderas en los sitios donde se requiera, por ejemplo en lugares con desniveles, donde sea necesario evitar posibles desplazamientos de las tuberías por la acción de la gravedad, o incluso en los océanos donde las mismas tuberías podrán ser sujetadas por boyas y anclas.

 

A partir de lo precedentemente descrito, será posible conformar redes de Megasifones diseñadas para abarcar y satisfacer las necesidades de energía eléctrica y/o alimentación de acueductos que en cada caso se presenten, incluso en zonas apartadas donde bajo los parámetros actuales no es posible acceder a dichos servicios.

 

A partir de las propiedades básicas de esta invención se pueden implementar uno o varios sifones para dar soluciones a diferentes necesidades de suministro de energía y alimentación de acueductos.

 

Como se indicó precedentemente, la instalación de la presente invención podrá tener  recorridos submarinos e intercontinentales, similares a los poliductos de hidrocarburos, y con ello  solucionar los problemas de electro generación y provisión de agua en islas y zonas desérticas.

 

La instalación inventada, dada su condición de mueble, podrá diseñarse de acuerdo a la necesidad de las poblaciones y a las condiciones topográficas del terreno donde estarán ubicadas, sin realizar grandes construcciones de infraestructura que demoren las obras e incrementen los costos de instalación.

 

ANTERIOR Y ACTUAL TECNOLOGÍA UTILIZADA PARA LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA

La generación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clase de energía (química, cinética, térmica o lumínica, entre otras), en energía eléctrica.

Para la generación industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estas constituyen el primer escalón del sistema de suministro eléctrico.

Y pueden ser de tipo: Hidroeléctrica, Termoeléctrica, Eólica, Mareomotriz, Undimotriz, foto voltaica y a base de combustibles fósiles.

La generación eléctrica se realiza, básicamente, mediante un generador; si bien estos no difieren entre sí en cuanto a su principio de funcionamiento, varían en función a la forma en que se accionan.

Explicado de otro modo, difiere en qué fuente de energía primaria utiliza para convertir la energía contenida en ella, en energía eléctrica.

Desde que se descubrió la corriente alterna y la forma de producirla en los alternadores, se ha llevado a cabo una inmensa actividad tecnológica para producir energía eléctrica, por lo que, junto a la construcción de grandes y variadas centrales eléctricas, se han construido sofisticadas redes de transporte y sistemas de distribución.

Los combustibles más comunes son los combustibles fósiles (petróleo, gas natural o carbón), sus derivados (gasolina, gasóleo), biocarburantes, residuos sólidos urbanos, metano generado en algunas estaciones depuradoras de aguas residuales.

Por ejemplo: Las centrales termoeléctricas consisten en una caldera en la que se quema el combustible para generar calor que se transfiere a unos tubos por donde circula agua, la cual se evapora. El vapor obtenido, a alta presión y temperatura, se expande a continuación en una turbina de vapor, cuyo movimiento impulsa un alternador que genera la electricidad.

En las centrales termoeléctricas denominadas de ciclo combinado se usan los gases de la combustión del gas natural para mover una turbina de gas. En una cámara de combustión se quema el gas natural y se inyecta aire para acelerar la velocidad de los gases y mover la turbina de gas. Como, tras pasar por la turbina, esos gases todavía se encuentran a alta temperatura (500 °C), se reutilizan para generar vapor que mueve una turbina de vapor. Cada una de estas turbinas impulsa un alternador, como en una central termoeléctrica común.

 

ACTIVIDAD O NIVEL INVENTIVO

 

Ninguna instalación generadora de electricidad de las que se conocen, en la actualidad propone, ni siquiera sugieren, la solución constructiva de turbinas helicoidales dentro y fuera de Mega-sifones como se indica en los párrafos precedentes.

 

Si bien los sifones corrientes son dispositivos hidráulicos muy conocidos, los Mega-sifones especiales que se proponen en esta innovación son diferentes a los sifones tradicionales, fundamentalmente porque la totalidad de las características que los hacen especiales reunidas en una sola aplicación les permiten lograr recorridos indefinidos como una característica única. Serian entonces la sumatoria de válvulas automáticas de drenajes de lodos, válvulas automáticas de drenajes de gases y cebado inicial del sifón desde el codo superior, siendo estos implementos diferentes a lo convencional establecido para alimentar generadores de energía eléctrica.  

 

Razones por las cuales se trata de una propuesta que, además de novedosa, posee una clara actividad inventiva y puede decirse que la referida invención tiene diversas ventajas funcionales en comparación con las centrales existentes, pues resuelve graves problemas de electro generación a bajo costo y a su vez puede alimentar depósitos de agua para acueductos.