Desarrollo de un prototipo desalinizador de agua de bajo costo, mediante la implementación de energía solar para el consumo humano
109 p
- Autores:
-
Blanco Ruiz, Yary Lizeth
Gutiérrez Roa, Angela Nathalia
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2019
- Institución:
- Universidad de Santander
- Repositorio:
- Repositorio Universidad de Santander
- Idioma:
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- OAI Identifier:
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- Acceso en línea:
- https://repositorio.udes.edu.co/handle/001/4410
- Palabra clave:
- Desalinización
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Subsequently, physical-chemical and microbiological tests were carried out on the distilled water, allowing to define its final quality, generating recommendations for design improvements; moreover, it is concluded that under a chlorination process followed by the evaporation and condensation process, the mineral salts and other substances dissolved in the liquid can be separated to get closer to obtaining an optimal drinking H2O for human consumption. On the other hand, the theoretical efficiency of the system was obtained through the balance of mass and energy; which was compared with the experimental tests, obtaining a 50% yield in both situations. Consequently, the project is adapted to continue its development in a second stage.Las regiones costeras de Colombia se ven constantemente afectadas por la escasez y difícil acceso al agua potable, siendo principalmente afectadas en términos de salud, nutrición, desarrollo económico y calidad de vida; sin embargo, estas zonas se caracterizan por poseer en gran abundancia el agua de mar y altas radiaciones originadas de los rayos solares. Teniendo en cuenta la problemática anterior, el presente proyecto se enfocó en diseñar y construir un prototipo desalinizador solar, mediante el análisis de las tendencias de investigación y el estudio de condiciones geográficas de las zonas costeras, identificando así, los elementos y materiales que conforman el diseño del prototipo. Seguidamente, se realizaron pruebas físico-químicas y microbiológicas al agua destilada, permitiendo definir la calidad final de esta, generando recomendaciones para mejoras del diseño; así mismo, se logra concluir que bajo un proceso de cloración seguido por el proceso de evaporación y condensación se pueden separar las sales minerales y demás sustancias disueltas en el líquido para acercarse a la obtención de un H2O potable óptimo para el consumo humano. Por otra parte, se obtuvo la eficiencia teórica del sistema, mediante el balance de masa y energía; el cual fue comparado con las pruebas experimentales, obteniendo un rendimiento del 50% en las dos situaciones. Por consiguiente, el proyecto se adapta para continuar su desarrollo en una segunda etapa.PregradoIngeniero(a) IndustrialResumen. ...................................................................................................................................... XII Abstract. ..................................................................................................................................... XIII Introducción. .............................................................................................................................. XIV 1. Problema de investigación. ..................................................................................................... 1 1.1. Pregunta de investigación................................................................................................. 3 1.2. Diagrama Ishikawa ........................................................................................................... 3 2. Justificación. ........................................................................................................................... 5 3. Objetivos. ................................................................................................................................ 8 3.1. Objetivo general ............................................................................................................... 8 3.2. Objetivos específicos........................................................................................................ 8 4. Marco Referencial. .................................................................................................................. 9 4.1. Antecedentes de Investigación ......................................................................................... 9 4.1.1. Internacionales .......................................................................................................... 9 4.1.2. Nacionales ............................................................................................................... 13 4.2. Marco Conceptual .......................................................................................................... 14 4.2.1. Desalinización. ........................................................................................................ 14 4.2.2. Sistema solar. .......................................................................................................... 15 4.2.3. Desalinización solar. ............................................................................................... 15 4.2.4. Radiación Solar. ...................................................................................................... 15 4.2.5. Ósmosis. .................................................................................................................. 15 4.2.6. Ósmosis Inversa. ..................................................................................................... 15 4.2.7. Destilación. ............................................................................................................. 16 4.2.8. Electrólisis............................................................................................................... 16 4.2.9. Balance de Energía. ................................................................................................ 16 4.2.10. Calidad del Agua. ................................................................................................ 16 4.2.11. Colector Solar. ..................................................................................................... 16 4.2.12. Presión Vacuométrica. ........................................................................................ 17 4.2.13. Presión de Saturación. ......................................................................................... 17 4.2.14. Salmuera. ............................................................................................................. 17 4.2.15. Efecto Venturi. .................................................................................................... 17 4.3. Marco Teórico ................................................................................................................ 17 4.3.1. Desalinización. ........................................................................................................ 17 4.3.2. Métodos de Desalinización. .................................................................................... 18 4.3.3. Radiación solar........................................................................................................ 30 4.3.4. Clases de Radiación Solar. ...................................................................................... 31 4.3.5. Conductividad Eléctrica. ......................................................................................... 32 4.3.6. Calidad del Agua......................................................................................................... 33 4.3.7. Ciclo Rankine.......................................................................................................... 35 4.4. Marco legal de la investigación ...................................................................................... 37 5. Metodología. ......................................................................................................................... 40 5.1. Tipo de investigación ..................................................................................................... 40 5.2. Diseño metodológico...................................................................................................... 41 5.2.1. Fase 1. Análisis de tendencias. ............................................................................... 41 5.2.2. Fase 2. Diseño del prototipo. .................................................................................. 41 5.2.3. Fase 3. Construcción del prototipo desalinizador de agua. ..................................... 42 5.2.4. Fase 4. Verificación. ............................................................................................... 42 5.3. Población ........................................................................................................................ 43 5.4. Técnicas e instrumentos de recolección de datos ........................................................... 43 5.5. Técnicas de Procesamiento y análisis de los Datos........................................................ 44 6. Discusión y análisis de resultados......................................................................................... 46 6.1. Análisis de tendencias. ................................................................................................... 46 6.1.1. Revisión de Literatura ................................................................................................. 46 6.1.2. Selección de elementos ............................................................................................... 52 6.2. Diseño del prototipo. ...................................................................................................... 53 6.2.1. Evaluación de las condiciones geográficas ............................................................. 54 6.2.2. Determinación del sistema de captación ................................................................. 58 6.2.3. Diseño del prototipo ................................................................................................ 60 6.3. Construcción del prototipo desalinizador de agua. ........................................................ 62 6.3.1. Estructura y colectores ............................................................................................ 62 6.3.2. Sistema de soporte energético para las resistencias ................................................ 64 6.3.3. Condensador ........................................................................................................... 65 6.3.4. Proceso de construcción .......................................................................................... 66 6.4. Verificación. ................................................................................................................... 70 6.4.1. Balance de Energía ................................................................................................. 72 6.5. Evaluación financiera ..................................................................................................... 78 6.5.1. Costos ...................................................................................................................... 78 6.5.2. Flujos de Caja ......................................................................................................... 80 6.5.3. Valor Presente Neto (VPN) .................................................................................... 85 6.5.4. Tasa Interna de Retorno (TIR) ................................................................................ 85 7. Conclusiones. ........................................................................................................................ 87 8. Recomendaciones. ................................................................................................................ 89 9. Referencias. ........................................................................................................................... 90Ej. 1application/pdfT 15.19 B516dhttps://repositorio.udes.edu.co/handle/001/4410spaBucaramanga : Universidad de Santander, 2019Facultad de IngenieríaIngeniería IndustrialAEMET. (2008). La Radiación Solar. 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