CAMPO DE LA TECNICA

"La ingeniería climática, comúnmente conocida como geoingeniería y también como intervención climática, es la intervención deliberada y a gran escala en el sistema climático de la Tierra, con el objetivo de mitigar los efectos adversos del calentamiento global. La ingeniería climática es un término general para medidas que están divididas principalmente en dos tipos: eliminación del dióxido de carbono y gestión de la radiación solar. La eliminación del dióxido de carbono aborda la causa del calentamiento global al eliminar uno de los gases de efecto invernadero (dióxido de carbono) de la atmósfera. La gestión de la radiación solar intenta compensar los efectos del invernadero gases al hacer que la Tierra absorba menos radiación solar". (Wikipedia)

ESTADO DE LA TECNICA

Se han realizado innumerables investigaciones para revertir el cambio climático atribuido a la actividad humana, en particular, a la emisión de CO2 a la atmósfera. Entre ellos, podemos mencionar:

"Los esquemas de geoingeniería son proyectos diseñados para abordar los efectos del cambio climático directamente, generalmente eliminando CO2 del aire o limitando la cantidad de luz solar que llega a la superficie del planeta. Aunque la geoingeniería a gran escala aún está en la etapa conceptual, los defensores dicen que eventualmente se volverá esencial si el mundo quiere evitar los peores efectos del cambio climático. Por el contrario, los críticos afirman que la geoingeniería no es realista y puede ser una distracción para reducir las emisiones.

La primera categoría, el esquema, aquellos diseñados para eliminar CO2 del aire, incluye máquinas (a veces llamadas "árboles artificiales") que extraen gas de la atmósfera utilizando polímeros plásticos. Otras propuestas buscan aumentar la cantidad de CO2 absorbido por los océanos, por ejemplo, agregando enormes cantidades de calor al agua. Otros esquemas relacionados, a veces pero no siempre descritos como geoingeniería, implican aprovechar la capacidad de los árboles y las plantas para absorber CO2 del aire. Estos incluyen la quema de grandes cantidades de madera en plantas de energía con tecnología de captura de carbono, fabricar y enterrar grandes cantidades de carbono para bloquear el carbono en los suelos, y el pastoreo de ganado de una manera diseñada para convertir los pastizales en sumideros gigantes de carbono.

En la segunda categoría, los esquemas diseñados para reducir la cantidad de luz solar que llega a la Tierra, las propuestas incluyen disparar aerosoles de sulfato a la estratosfera para reflejar la luz solar en el espacio. O usar barcos sin tripulación para aumentar la cobertura de nubes sobre el océano rociando agua de mar en el aire, pintando los techos del mundo de blanco para aumentar la reflectividad e incluso flotando miles de pequeños espejos en el espacio entre la Tierra y el Sol.

Algunos esquemas de geoingeniería, como la adición de aerosoles a la estratosfera, han suscitado fuertes críticas por sus posibles efectos secundarios. Incluso si estos efectos secundarios no fueran graves, los esquemas que "enmascaran" el aumento de la temperatura en lugar de eliminarlos, el CO2 tiene algunas desventajas graves, como el hecho de que no abordan el otro impacto significativo del CO2: la acidificación de los océanos. La administración de cualquier esquema de este tipo también plantearía problemas obvios de geopolítica y gobernanza global. Otros esquemas, como las máquinas diseñadas para aspirar CO2 directamente del aire, son mucho menos controvertidos, ya que todo lo que quieren es eliminar un contaminante que los humanos están agregando a la atmósfera. Los principales desafíos aquí son reducir los costos de fabricación y operación, para hacer que los dispositivos sean comercialmente viables y para encontrar formas confiables y económicas de almacenar el gas capturado” (The Guardian Newspaper).

“Stephen Salter, profesor emérito de diseño de ingeniería en la Universidad de Edimburgo es el líder y durante muchos años fue el único ingeniero que trabajó en una propuesta para lograr el brillo de las nubes marinas poblando los océanos del mundo con hasta 1.500 barcos de un diseño algo exótico, a veces conocidos como "yates albedo". Cada buque sería controlado a distancia, impulsado por el viento y capaz de generar, a través de turbinas arrastradas por el agua, la electricidad necesaria para crear una neblina de agua de mar y elevarla a 1 .000 metros hacia la atmósfera.

En lugar de usar velas, los barcos de Salter transformarían la energía eólica en empuje mediante el uso de rotores Flettner. Usados por primera vez en un barco en 1926, los rotores Flettner consisten en tubos giratorios que se asemejan a mástiles de gran tamaño en un velero convencional. Los tubos interactúan con el viento de la misma manera que lo hace el ala de un avión, generando "sustentación" perpendicular al eje de su rotación. Los rotores Flettner son una tecnología probada, aunque rara vez se utiliza, porque no se inventaron hasta el crepúsculo del transporte marítimo impulsado por el viento, cuando las hélices y los combustibles fósiles se convirtieron en el mecanismo de propulsión preferido. Sin embargo, Salter los eligió porque pueden funcionar con un recurso renovable, son fáciles de controlar con una computadora a bordo, son mejores con vientos huracanados que las velas convencionales, muy necesarios para una nave no tripulada que vaga por los mares durante años y proporcionan un lugar natural para albergar el sistema de rociado de agua de mar del barco". (Scientific American. Christopher Mims. 21 de octubre de 2009)

Hasta la fecha, no se ha aplicado ninguno de los esquemas mencionados, para mitigar o reducir el calentamiento global.

REVELACIÓN DE INFORMACIÓN

El objetivo de la invención.

Esta invención busca gestionar la radiación solar, para compensar los efectos de los gases de efecto invernadero y hacer que la Tierra absorba menos radiación solar, produciendo nubes artificialmente, extrayendo energía térmica desde los océanos cálidos y de paso enfriándolos.

Así como también generar energía eléctrica desde fuentes eólicas instaladas en tierra firme o en islas, para accionar compresores que compriman adiabáticamente el aire y ese aire caliente mezclarlo con aguas de zonas frías, para producir nubes.

Otra opción para aguas frías, es aprovechar la energía eléctrica que se puede extraer desde las naves Flettner, a través de su desplazamiento y accionar también compresores que compriman adiabáticamente el aire y ese aire caliente mezclarlo con las aguas frías, para producir nubes.

Entre los efectos adversos del cambio climático, que están afectando severamente al planeta, se destacan los siguientes:

1 .- El calentamiento de los océanos, con sus secuelas de: - “Desde 1970, sobre el 90% del exceso de calor planetario ha sido absorbido por los océanos. Eso los hace más ácidos, más calientes y salados, lo que tiene un fuerte impacto en la vida que acogen y también en su productividad.

95 El documento que citamos, asegura que en los últimos 70 años numerosas especies marinas de distintos grupos zoológicos han visto alterado su rango geográfico y actividades estacionales debido al cambio de temperatura. Esto ha derivado en cambios en la composición y abundancia de las mismas dentro de los ecosistemas. El nivel medio del mar también está en alza, en especial por la pérdida de masa loo glaciar en los polos (Informe del Panel Intergubernamental de Cambio Climático - IPCC Monaco 24/09/2019)”.

- Además ha provocado un aumento del nivel de las aguas, lo cual está amenazando con sumir grandes extensiones de zonas costeras habitadas y un previsible aumento de la frecuencia de marejadas. ios - También ha ocasionado un devastador blanqueamiento de los corales en las Barreras de Coral, destruyendo el hábitat de numerosas especies marinas.

- Asimismo, ocasiona un desplazamiento del plancton hacia aguas más frías, provocando la escasez de nutrientes para muchas especies marinas. De no menor importancia es la explosiva aparición, el año 2020, de grandes cantidades de no sargazos en las playas el caribe mejicano. Estas algas han contaminado unos 1.000 kilómetros de playas en una zona eminentemente turística, afectando seriamente la economía local.

- El derretimiento prematuro de vastas masas de hielo ártico y antártico; lo que también aumenta el nivel de los océanos y reduce la salinidad de los mares locales, con

115 graves consecuencias para la conservación de la fauna submarina. Reduciendo, Además, la vida útil de esos vitales reservónos de recursos hídricos.

- Fuente de formación de huracanes, en la zona ecuatorial, los que causan enormes daños a la población por donde transitan.

- Absorción de grandes cantidades de CO2 por los océanos, acidificándolos y 120 diezmando vahas especies de la flora y la fauna marina.

2.- Intensas olas de calor, las que han afectado a varios países, con temperaturas por sobre los 40° C. En el sur de Francia, en junio de este año (2020), se registraron 46° C, dejando como secuela 15 personas fallecidas. Otros países que tienen nuevos récords de altas temperaturas son Bélgica (41 ,8°C), Alemania (41 ,5 °C), Luxemburgo (40,8° C) y

125 Holanda (40,7° C), mientras que en Reino Unido tuvo su día de julio más caluroso con 38,1 ° C.

3.- Las elevadas temperaturas, han dificultado la extinción de incendios, se han devastado millones de hectáreas de bosques, en la Amazonia, en Australia en EE UU y en vahos otros países.

130 4.- Desertificación de grandes áreas del planeta, debido a la falta de lluvia, reduciendo las fuentes de recursos alimenticios para todos los seres vivos, fenómeno que se estima irreversible.

5.- Disminución de las fuentes de agua para la bebida.

6.- Importante reducción de producción de energía electro-hidráulica, a nivel mundial, por 135 la escasez hídhca.

Fuentes naturales de energía disponibles en los océanos. En los océanos, hay fuentes relevantes de energía, tales como:

- Mareas

- Olas

- Las aguas oceánicas ecuatoriales contienen enormes reservas de energía térmica de mediana temperatura.

- Además, alrededor del planeta, existen significativas fuentes de energía representadas por: la luz solar y la eólica.

Desde esas fuentes naturales, es factible disponer de significativas cantidades de energía sin contaminar el medio ambiente y a un bajo costo.

Otras fuentes de energía

- Excedentes de energía generada en tierra firme.

Tecnologías para generar energía eléctrica.

Las siguientes tecnologías son de interés para esta invención:

- Aerogeneradores

- Equipos que capturan energía de las olas y las mareas.

- Paneles solares.

- Energía eléctrica generada a través de turbinas hidráulicas adosadas a naves impulsadas mediante los rotores Flettner.

A partir de las fuentes de energía ya mencionadas, es factible generar, sin contaminar y a bajo costo, cantidades significativas de energía eléctrica.

Tecnologías para generar vapor de agua y nubes.

Las siguientes tecnologías son la esencia de la invención:

- Bombas de calor.

- Compresores adiabáticos de aire.

- Mezcladores industriales para atomizar aire ambiente con agua templada.

- Mezcladores ad hoc que atomizan aire comprimido caliente con agua fría.

La invención

1 .- Calentando agua con calor extraído desde el agua de mar

Consiste en generar nubes, calentando y evaporando un cierto caudal de agua de los océanos ecuatoriales, utilizando el calor extraído desde ellos mismos.

Para calentar un flujo determinado de agua a evaporar, las bombas de calor, los atomizadores y los mezcladores de aire comprimido caliente con agua de mar, son accionados por motores eléctricos.

Las bombas de calor extraen calor del océano, enfría esa fuente y transfiere ese calor al flujo de agua a evaporar y/o nebulizar.

El flujo a evaporar y/o nebulizar (agua calentada en la bomba de calor) se proyecta a la atmósfera a través de mezcladores aire - agua a una temperatura superior a la ambiental, el vapor y/o la niebla resultantes ascienden convirtiéndose en nubes.

2.- Calentando aire adiabáticamente en compresores de aire. Otra opción, en aguas de baja temperatura, es calentar adiabáticamente aire en compresores y mezclarlo con agua de mar.

Las naves Flettner pueden generar energía eléctrica, durante su desplazamiento, por medio de turbinas adosadas a la nave para accionar compresores de aire. El aire es comprimido adiabáticamente y por ende calentado. El aire caliente se mezclara con agua de mar y proyectado a la atmosfera. Esta solución es aplicable, particularmente, en aguas frías.

En aguas frías es también factible instalar, en tierra firme o en islas, generadores eólicos y/o paneles solares, para generar energía eléctrica y accionar compresores que compriman adiabáticamente el aire y lo mezclen con agua fría para producir nubes.

MÉTODO DE REALIZAR LA INVENCIÓN

Sistema de producción de nubes

Consistirá en:

- Utilizar, simultáneamente, algunas o todas las tecnologías mencionadas anteriormente, para generar la mayor cantidad de energía eléctrica posible, extrayéndola de una o más de las fuentes de energía disponibles.

- Para seleccionar la ubicación para instalar los complejos se debe considerar el rumbo de los vientos, enfocando la entrada de nubes, en forma de ríos de nubes, a los continentes y a los polos, hacia aquellas áreas con mayores requerimientos de: sombras o lluvias o nieve.

- La generación artificial de nubes estará precedida por estudios detallados de las condiciones termodinámicas ambientales locales para determinar la temperatura adecuada a la cual calentar el agua de mar y optimizar así la formación de nubes.

- Del mismo modo, se requiere el desarrollo de tecnologías nuevas y eficaces para inducir lluvias en amplias zonas de escasez hídrica o nevadas en los polos para reponer los hielos y en las montañas para recuperar los glaciares.

- Para seleccionar la ubicación para instalar los complejos se debe considerar el rumbo del viento, enfocando la entrada de nubes a los continentes hacia aquellas áreas con mayores requerimientos de sombras, lluvias o nieve.

- Con la energía eléctrica generada, los motores eléctricos operarán tantas bombas de calor, equipos mezcladores de aire - agua y compresores de aire como sea posible. El sistema tendrá la capacidad de adaptarse a las variaciones en la generación de energía, suspendiendo la operación de algunas bombas de calor y mezcladores aire - agua del servicio o agregando otras, dependiendo de la disponibilidad de energía.

- Dado que gran parte de los océanos son fuentes de calor de baja temperatura, las bombas de calor estarán equipadas con bobinas evaporadoras - de absorción de calor - de gran longitud y/o operar con bombas de calor conectadas en serie.

Complejos productores de nubes

En los océanos:

1 .- Estacionarios: Se ubicaran en aguas poco profundas, cerca de la costa o en islas y/o sobre las plataformas de petróleo y gas que están cumpliendo su vida útil. “Hay más de 12.000 plataformas de petróleo y gas en alta mar en todo el mundo. A medida que drenan sus depósitos de combustibles fósiles debajo del mar, eventualmente desaparecen cuando producen muy poco combustible para que la extracción sea rentable para sus operadores. Sacarlos del agua es de muy alto costo y requiere mucha mano de obra (Isabelle Gerretsen 26/01/2021 - BBC)”.

- Los complejos productores de nubes, al instalarse en las cercanías de la costa, pueden captar esa energía desde las fuentes naturales, así como también usar los eventuales excedentes que se generen en tierra firme. El conjunto de: bombas de calor y los mezcladores aire - agua de agua se montaran sobre plataformas ancladas cerca de las fuentes de energía. Las bobinas de evaporación, de las bombas de calor, que absorben calor de los océanos, se instalaran en pontones flotantes adosados a esas plataformas.

- Otra opción es instalar: paneles solares; aerogeneradores; el conjunto de las bombas de calor; compresores adiabáticos de aire y los respectivos atomizadores en islas, y las bobinas del evaporador de las bombas de calor, en pontones flotantes.

2.- Flotantes

- En aguas frías, los complejos para producir nubes montados en barcos de rotores Flettner propulsados por el viento operarán en alta mar utilizando energía eléctrica generada a través de turbinas accionadas por el desplazamiento de esos barcos. Con la energía eléctrica se hacen funcionar los compresores de aire, que calientan el aire adiabáticamente para que se mezcle con agua fría y proyectada a la atmósfera a través de atomizadores.

APLICABILIDAD

La producción de nubes artificiales contribuirá a aumentar el albedo del planeta, mitigando el calentamiento antropogénico por el uso de grandes volúmenes de combustibles fósiles.

La mayor presencia de nubes contribuirá a restaurar el ciclo natural de: nubes - lluvia o nieve; en aquellas áreas afectadas por escasez hídricas severas debido a la falta de lluvias y también enfriara los océanos. En lo principal, las lluvias contribuirán a la forestación de extensas superficies, con lo cual se podrá absorber importantes cantidades de CO2.

Con las nevadas se puede almacenar el recurso nieve en las montañas, lo que permitirá contar con el agua de deshielo durante todo el año.

También nos proveerá de agua potable, evitando así la instalación de costosas plantas desalinizadoras; que demandan un elevado consumo de energía y que además contaminan los océanos con sus desechos de salmueras calientes.

El agua proveniente de las lluvias o de los deshielos permitirá reactivar la generación de energía hidroeléctrica, reduciendo nuestra actual dependencia de las contaminantes plantas termoeléctricas.

Permitirá, en parte, mitigar el calentamiento perjudicial de los océanos, extrayendo desde ellos, cantidades significativas de energía térmica, para calentar los flujos de agua a evaporar.

Los complejos estacionarios pueden operar estacionalmente, dependiendo del clima local. En inviernos lluviosos, la energía eléctrica disponible generada iría al consumo de la población.

Los complejos instalados en islas operarían permanentemente. Es esencial operar en los polos con gran cantidad de naves Flettner para la formación de nubes, porque la nieve en los polos contribuye a la preservación de los glaciares, aumentando el reflejo de la energía solar, evitando su derretimiento, impidiendo así un importante aumento en el nivel de los mares, que inundaría extensas poblaciones costeras del planeta.

La fabricación artificial de nubes debe ser precedida por estudios detallados del curso de los vientos, para enfocar el ingreso de las nubes, en forma de ríos de nubes, a los continentes hacia aquellas áreas con mayores requerimientos de lluvias o nevadas. Del mismo modo, se requiere el desarrollo de nuevas y eficaces tecnologías, para que a partir de las nubes generadas, provocar nevadas o lluvias en áreas específicas, como, por ejemplo, lluvias sobre zonas forestales afectadas por incendios o áreas de escasez hídrica y nieve en las montañas.