Ósmosis Energética: Experimentación y Diseño para el Futuro de la Energía Renovable

Abstract

En este trabajo se diseñó, desarrolló y evaluó una planta piloto de generación energética basada en la ósmosis por presión retardada (OPR), una tecnología innovadora que aprovecha el gradiente salino entre soluciones de diferente concentración para producir electricidad de manera sostenible. El proyecto integró membranas osmóticas avanzadas y un diseño modular optimizado, explorando el potencial de esta tecnología como alternativa complementaria a fuentes renovables consolidadas, como la solar y la eólica.

La metodología incluyó una revisión exhaustiva de tecnologías existentes, selección de membranas de alto rendimiento, y un diseño experimental que permitió analizar variables clave, como presión osmótica, flujo de agua y estabilidad del sistema. Se construyó un sistema piloto modular con control preciso de condiciones experimentales, evaluando la densidad de potencia, durabilidad de las membranas y eficiencia energética global. Adicionalmente, se realizó un análisis técnico-económico para valorar su competitividad frente a otras tecnologías renovables.

Los resultados obtenidos validaron la viabilidad técnica del sistema, destacando su capacidad para generar energía limpia a partir de gradientes salinos. Aunque persisten desafíos relacionados con la eficiencia de las membranas y los costos iniciales, los hallazgos identifican oportunidades claras para mejorar el rendimiento y optimizar los costos operativos, subrayando el atractivo potencial a largo plazo de esta tecnología.

Este proyecto demuestra que la OPR puede ser una solución prometedora dentro del panorama de energías renovables, especialmente en entornos costeros con acceso a recursos de agua dulce y salada. Los avances logrados sientan las bases para futuras investigaciones que podrían consolidar esta tecnología como una opción sostenible para diversificar el mix energético global.

This work focuses on the design, development, and evaluation of a pilot plant for energy generation based on pressure-retarded osmosis (PRO), an innovative technology that harnesses the salinity gradient between solutions of different concentrations to produce electricity sustainably. The project integrates advanced osmotic membranes and an optimized modular design, exploring the potential of this technology as a complementary alternative to established renewable sources like solar and wind energy.

The methodology involved an extensive review of existing technologies, the selection of high-performance membranes, and an experimental design that analyzed key variables such as osmotic pressure, water flow, and system stability. A modular pilot system was built with precise control over experimental conditions, enabling the evaluation of power density, membrane durability, and overall energy efficiency. Furthermore, a techno-economic analysis was conducted to assess its competitiveness compared to other renewable technologies.

The results validated the technical feasibility of the system, highlighting its ability to generate clean energy from salinity gradients. While challenges remain regarding membrane efficiency and initial costs, the findings identify clear opportunities to improve performance and optimize operational costs, underscoring the long-term potential of this technology.

This project demonstrates that PRO could be a promising solution in the renewable energy landscape, particularly in coastal environments with access to freshwater and saltwater resources. The progress achieved lays the foundation for future research that could establish this technology as a sustainable option to diversify the global energy mix.