Resumen

En esta investigación se dedujo un modelo de transporte para un flujo de solución dentro de una fibra osmótica cilíndrica hueca. Con este modelo, se llevó a cabo una optimización de conversión de energía osmótica. Esto ilustra las posibilidades de la optimización de los módulos de membranas en donde las corrientes se conducen para fluir al interior de cavidades estrechas. Como resultado, se muestra que se pueden detectar varios parámetros importantes de operación óptima de los sistemas de generación de energía osmótica. Asimismo, se señala que puede encontrarse la posición de la velocidad de generación de entropía local mínima en el flujo de una solución dentro de una fibra osmótica hueca.

También se estudia un convertidor de energía osmótica que trabaja de manera cíclica. Tal sistema emplearía la ósmosis para incrementar la presión de una solución colocada en un recipiente cerrado. Luego de un tiempo de carga adecuado, se libera parte de la solución presurizada en una turbina y comienza de nuevo la presurización del recipiente.

Se analizan las capas límites de concentración interna y externa que aparecen en el fenómeno osmótico. Dicho análisis incluye suplementos a la solución de flujo laminar entre una pared permeable y otra impermeable. Con base en este análisis y en los experimentos, se sugirieron dos alternativas no lineales a las ecuaciones tradicionales de transporte lineal para flujo osmótico de agua. Asimismo, se consideró cuestionable la opinión común que la acumulación de la concentración al interior de la estructura de soporte (la llamada polarización interna) de una membrana asimétrica es la razón principal para el comportamiento no lineal que se encuentra de modo frecuente en los experimentos de flujo osmótico.

• Materias:Energía Fuentes de energía Tecnología energética
• Subjects:Energy Energy sources Power technology
• Palabras claves:Energías renovables, Energía oceánica, Energía marina, Termodinámica, Ósmosis, Generación de energía osmótica, Transferencia de masa, Generación de entropía, Mecánica de fluidos, Sistemas de conversión de energía
• Keywords:Renewable energies, Ocean energy, Marine energy, Thermodynamics, Osmosis, Osmotic power generation, Mass transfer, Entropy generation, Fluid mechanics, Energy conversion systems