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Chimenea Equatorial inventada por Denis Bonnelle

Chimenea polar que trabaja gracias el calor latente de solidificación

Estas Chimeneas Solares hacen parte de las que funcionan con calor latente y que estubieron inventadas por Denis BONNELLE.

Por favor, lea en primer lugar, la página que trata de las "Chimeneas Tropicales” - inventadas por Denis Bonnelle, antes de leer esta pagina sobre las " Chimeneas Polares” que el también invento.

Chimeneas Polares Árticas y Antárticas = Reactores Meteorológicos para Océanos Polares = Chimeneas con aire polar y congelación del agua = Chimeneas que usan el calor latente de congelación.
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El principio de funcionamiento de estas "chimeneas polares" concebidas y desarrolladas por Denis Bonnelle consiste en recuperar el calor latente de congelación del agua.

* ¿Qué es el "calor latente"? Por Favor: véase la explicación al final de esta página.

Se trata aquí de una chimenea con aire caliente ascendiente, pero la diferencia con la chimenea solar del tipo de Manzanares, o de las otras que están previstas en Australia, España y Namibia, es que no necesita un invernadero gigante que sirva de colector térmico.
Como tal, se parece más a la Torre de Energía desarrollada por los israelíes, aunque esta última trabaja en la dirección opuesta (el aire frío es descendiente porque esta mucho más fresco que el aire ambiente).

Una parte importante (40 a 60%) de los costes totales de la chimenea solar con aire ascendiente del mismo tipo que la de Manzanares o de la que esta planeada en Australia proviene de los invernaderos de colección de los rayos solares (7 kilómetros de diámetro, es decir una área de 38Km2 para el proyecto Australiano en Mildura). Encontrar una solución para que no se necesite un colector disminuirá el precio y aumentará las posibilidades de éxito que un día chimeneas solares sean construidas. Usando el calor latente de solidificación, puede ser una de las soluciones.

En las altas latitudes, la invención de Denis Bonnelle consiste a convertir la temperatura negativa del aire en positiva aprovechando el calor latente de las aguas de mares polares mediante un proceso de solidificación del agua como el que se utilizada en las instalaciones de esquí para la producción de nieve artificial con cañones de nieve.

El principio operativo de la Chimenea Polar inventada por Denis Bonnelle es recuperar el calor latente de congelación del agua. Para eso se utiliza el mismo principio que para fabricar nieve artificial en las pistas de esquí. Consiste en la pulverización de agua en el aire muy frío (cercas de los polos): se congela el agua y el aire se calienta, ya que recupera el calor latente de congelación del agua. Este aire "calentado" esta recuperado dentro de la chimenea, donde va a mover las turbinas para producir electricidad.
El rendimiento de las Chimeneas Solares es función de la diferencia de temperatura entre el aire al nivel de la turbina y el aire en la parte superior de la chimenea. Estas chimeneas se encuentran cerca de los polos, dependiendo de la altura de la torre, la diferencia en la temperatura del aire podría ser igual o mayor que la de una chimenea solar en los desiertos calientes de Australia, España o Namibia.

En resumen, el principio de funcionamiento de estas “Chimeneas Polares” es el siguiente: nebulización de agua de mar en aire muy frío, el agua se convierte en hielo y da su calor latente al aire circundante que se calienta y que empieza a subir. Este aire caliente se introduce en la parte inferior de la chimenea donde electricidad puede ser producida con turbinas.
Durante el proceso no se usa un gigantesco colector, sólo se necesita una chimenea.
Como la energía se extrae del agua, esta se convierte en hielo, para eliminar este hielo una solución técnica tiene que ser encontrada.
El hielo producido va reforzar la capa de hielo del océano Ártico o Antártico. “Chimeneas Polares” pueden ayudar las capas de hielo a resistir al hundimiento, ya que producen hielo blanco, lo que aumenta el albedo del mar cercas de los polos y ayuda a la lucha contra el calentamiento global mediante la reflexión de la radiación solar de vuelta al espacio.

De hecho, las regiones polares tienen un interés especial, ya que podrían ser lugares donde pueden ocurrir fenómenos desfavorables caracterizados por efectos de retro-acciones positivas como:
- la reducción de la creación del hielo marino invernal,
- el hielo hunde por efecto del calentamiento lo que reduce el albedo y aumenta de nuevo el calentamiento del mar todavía más rápidamente, porque el albedo del agua (oscura) es mucho mas grande que el albedo del hielo (claro o blanco), lo que aumenta el calentamiento local, más hielo (claro) hunde, sustituido por más agua del mar (oscura), y continua así un círculo vicioso...
¡Las Chimeneas Polares con aire ascendiente de Denis Bonnelle pueden romper este círculo vicioso!

Técnicamente, quedan algunos problemas que resolver:
• necesidad de tener agua líquida y un aire muy, muy frío;
• como hacer la evacuación de hielo que se ha formado;
• distancia entre la zona polar de producción de la electricidad y la zona del consumo urbano (cercas de 3000 Km.), por lo que hay que hacer la transmisión de la electricidad y eso causa algunas pérdidas.
En su libro "Vent Artificiel : ‘Tall is beautiful'" Denis Bonnelle describe su invención y las soluciones para desarrollar esta forma de la producción de energía renovable que puede ser rentable.

Además de no producir CO2, entre otras ventajas de esta idea de “Chimenea de aire polar calentado gracias a la congelación del agua”, está el hecho que hace hielo y que este se opone a la fusión de los polos y al calentamiento global en el lugar donde este calentamiento es más alto (si en promedio la temperatura global aumenta en un 1°C, en el ecuador la temperatura permanecerá en promedio cuasi la misma, aumentara de aproximadamente en promedio de 2ºC en los trópicos y en unos 5°C en los polos).

Por supuesto, se podría obtener mayor eficiencia en la producción de electricidad y en la producción de hielo, si hay un fuerte contraste entre la temperatura del agua del mar y el aire alrededor. Este contraste será mayor si esta agua se pone en contacto con el aire a gran altitud.
En su libro: Denis Bonnelle explica una manera de hacerlo y da respuestas a este tipo de preguntas.
De hecho Denis Bonnelle ha diseñado dispositivos que podrían al mismo tiempo contrarrestar algunos efectos del calentamiento global: proporcionar una gran parte de las necesidades energéticas de la humanidad con la producción de energía renovable; evitar nuevas emisiones de CO2; producir hielo y aumentar el albedo polar.
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* ¿Qué es el "calor latente"?

Se denomina fase de una sustancia a su estado, que puede ser sólido, líquido o gaseoso.
Los cambios de fase en sustancias puras tienen lugar a temperaturas y presiones definidas.
El cambio de temperatura de una sustancia conlleva una serie de cambios físicos.
El cambio de fase de sólido a líquido se llama fusión, y el paso de líquido a vapor se llama vaporización.
Si la presión es constante, estos procesos tienen lugar a una temperatura constante. La cantidad de calor necesaria para producir un cambio de fase se llama calor latente.
Existen calores latentes de fusión (congelación); de vaporización (ebullición) y también de sublimación para el paso de sólido a gas.

Todos ustedes saben que cuando calentamos agua en una cacerola la temperatura aumenta progresivamente, pero cuando el líquido hierve (que ya llego al punto de ebullición), la temperatura se mantiene constante. Si agua esta hirviendo en un recipiente abierto a la presión de 1 atmósfera (al nivel del mar), la temperatura no aumenta por encima de los 100°C por mucho calor que se suministre o añade. El calor que se absorbe sin cambiar la temperatura del agua es el calor latente. No se pierde, sino que se emplea en transformar el agua en vapor y se almacena como energía en el vapor. Cuando el vapor se condensa para formar agua, esta energía vuelve a liberarse. El calor latente es la energía necesaria para superar las fuerzas moleculares de atracción entre las partículas de agua, el proceso de transición de una parcela de agua a una parcela de vapor requiere energía.
Del mismo modo, cuando se aplica calor al hielo, va ascendiendo su temperatura hasta que llege a 0°C (temperatura de cambio de estado), a partir de entonces, aun cuando se le siga aplicando calor, la temperatura no cambia hasta que se haya fundido del todo. Esto se debe a que el calor se emplea en la fusión del hielo. El calor latente absorbido se emplea para vencer las fuerzas que mantienen unidas las partículas de hielo, y se almacena como energía en el agua.
Para el agua, el calor latente de fusión es de 333,9 J/g (79,9 cal/g) a 0°C y el calor latente de vaporización es de 2253 J/g (539 cal/g) a 100°C.
Para vaporizar un gramo de agua hace falta aproximadamente siete veces más calor que para fundirlo.

En termoquímica, calor latente es la cantidad de energía liberada o absorbida por una sustancia química durante un cambio de estado (por ejemplo, al cambiar de sólido a líquido, o de líquido a gas), o una fase de transición. El cambio es endotérmico, es decir, el sistema absorbe energía, cuando el cambio sea de sólido a líquido y luego a gas. Es exotérmico (el proceso libera energía) cuando se encuentra en la dirección opuesta.
Por ejemplo, si se prepara 1 litro de soda mezclando 900g de agua a 25°C y 100g de hielo a 0°C, la temperatura de su bebida será de 14,6 ° C. Pero si prepara 1 litro de soda con 900g de agua a 25 ° C y con 100 g de agua muy fría a 0°C, la temperatura de su bebida será de 22,5°C, es decir menos fría, porque no beneficio del calor latente del hielo.



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