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(noticias nanowerk) Los ingenieros de la Universidad de Cornell han perfeccionado un concepto para desalinizar agua de mar para grandes poblaciones costeras afectadas por la sequía y al mismo tiempo aumentar la energía verde.
Al bombear agua de mar a un embalse de montaña y luego usar la gravedad para mover el agua salada a una central hidroeléctrica vecina y a una planta desalinizadora de ósmosis inversa, el proceso puede satisfacer las necesidades de energía y fluidos de las ciudades costeras con un solo sistema.
«A medida que nuestra población crece, aumenta la demanda de energía y la necesidad de agua dulce», dijo Maha Haji, profesora asistente de la Facultad de Ingeniería de Cornell.
Haji y Matthew Haefner, estudiante de posgrado en ingeniería de sistemas, son coautores de un artículo publicado en Energía Aplicada (“Optimización del sistema de ósmosis inversa hidráulica con bomba integrada con desarrollo de modelo de reemplazo en modelado de ósmosis inversa”).
El Sistema Integrado de Ósmosis Inversa Hidrobomba (IPHROS) es un modelo de dos sistemas «donde el almacenamiento de energía y la producción de agua dulce se combinan de manera simbiótica», dijo Haji. “El almacenamiento en embalses permitirá a las comunidades costeras utilizar energía renovable para su red eléctrica y la producción de agua potable. La parte de ósmosis inversa de este modelo aumenta la flexibilidad del sistema”.
En lugares como el sur de California, donde las sequías son comunes y se necesita agua dulce para la agricultura, el agua de mar puede ser una solución viable.
Después de que el agua de mar se bombea (utilizando electricidad renovable) al embalse de la montaña y fluye hacia la central hidroeléctrica y la planta desalinizadora municipal, la salmuera concentrada sobrante de la desalinización se diluye con el agua de mar caída y se envía de regreso al mar, lejos. desde la costa.
Haji y Haefner estiman que un sistema grande con diseños de modelos óptimos puede proporcionar 79,5 millones de kilovatios-hora de electricidad y 5,79 millones de metros cúbicos de agua dulce por día (satisfaciendo aproximadamente las necesidades diarias de unos 661.000 hogares), según los investigadores.
El sistema IPHRO puede ayudar a reducir la inversión de capital en los costos de construcción, reducir los requisitos de mantenimiento y proporcionar una forma natural de diluir las aguas residuales altamente salinas después de la ósmosis inversa, dijo Haefner.
«Estamos viendo un aumento de las sequías en todo el mundo y hay regiones del mundo que naturalmente no tienen acceso a agua potable», dijo Haefner. «También estamos deshidratando los acuíferos con bastante rapidez, por lo que incluso las regiones que históricamente han tenido seguridad hídrica se están volviendo menos seguras debido a factores como la creciente urbanización y los efectos del calentamiento global».
La energía de almacenamiento por bombeo (PSH), la idea de que una cuenca superior suministre a una cuenca inferior para la producción de energía, no es un concepto nuevo. Según el Departamento de Energía de EE. UU., hay 43 plantas de energía PSH en los Estados Unidos con una capacidad total de 21,9 gigavatios y casi 553 gigavatios-hora de almacenamiento de energía (a partir de 2021), lo que representa el 93% del total de la escala de servicios públicos nacionales. capacidad de almacenamiento de energía (DOE).
Este tipo de energía hidroeléctrica es lo suficientemente flexible como para equilibrar el suministro y la demanda de electricidad para las redes regionales, dijo el Departamento de Energía. Puede proporcionar suficiente energía para satisfacer requisitos de carga elevados.
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