Ingeniería Industrial - Virtual · 2025

Diseño y análisis de un mini generador de energía limpia con agua de mar para iluminación en patrullajes militares y hogares en el archipiélago de Coveñas

Resumen

Este trabajo desarrolla el diseño y análisis de un sistema mini OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion) orientado a proveer energía limpia y sostenible a patrullas militares y viviendas rurales en el Archipiélago de Coveñas, Colombia. La investigación surge ante la necesidad de alternativas energéticas renovables en zonas costeras con acceso limitado a la red eléctrica, priorizando la reducción de emisiones y el aprovechamiento de los recursos naturales locales. Este enfoque se alinea con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de Naciones Unidas, especialmente el ODS 7 (Energía asequible y no contaminante) y el ODS 13 (Acción por el clima), promoviendo la transición hacia una matriz energética más sostenible y resiliente en el contexto nacional. La metodología empleada incluyó una revisión bibliográfica exhaustiva sobre tecnologías OTEC, consumo energético residencial y experiencias internacionales, asegurando la validez de los parámetros y modelos empleados. Se desarrollaron simulaciones numéricas basadas en el ciclo Rankine de baja temperatura, considerando variables como la temperatura superficial y profunda del mar, el caudal másico de agua y la eficiencia de los intercambiadores de calor. Para facilitar la comprensión y validación de los resultados, se implementó un simulador web interactivo siguiendo las guías de JavaScript de Mozilla Developer Network (MDN, 2024), permitiendo visualizar el comportamiento del sistema bajo diferentes escenarios y ajustar los parámetros de entrada de manera dinámica. Los resultados obtenidos muestran que, bajo condiciones locales (28°C superficial y 6°C profunda), el sistema mini OTEC puede generar hasta 2,5 kW de potencia con una eficiencia del 3%, lo que resulta suficiente para cubrir las necesidades energéticas básicas de una vivienda rural tipo, incluyendo iluminación, refrigeración y pequeños electrodomésticos. El análisis comparativo de costos y emisiones frente a soluciones diésel evidencia ventajas económicas y ambientales a mediano plazo, destacando la reducción significativa de emisiones de CO₂ y la disminución de la dependencia de combustibles fósiles. Además, se identificaron los parámetros óptimos de operación mediante la comparación de diferentes escenarios de simulación, lo que permitió establecer criterios técnicos claros para la implementación del sistema. Se concluye que el sistema mini OTEC es una alternativa viable para la diversificación de la matriz energética en zonas costeras colombianas, con potencial para mejorar la calidad de vida de comunidades rurales y contribuir a la sostenibilidad ambiental. Se recomienda continuar con la validación experimental del sistema propuesto y explorar su escalabilidad para otras regiones costeras del país. El trabajo aporta conocimiento relevante para la discusión sobre energías renovables en Colombia y sienta bases para futuras investigaciones y aplicaciones en el sector energético nacional.

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