Construcción y evaluación de dos dispositivos que utilizan energía solar para desalinizar agua

Abstract

RESUMEN: En el presente trabajo se construyeron y evaluaron dos dispositivos que utilizan energía solar para desalinizar agua. Ambos dispositivos se pusieron a prueba con 14 muestras de aguas subterráneas y una del Lago de los Negritos, con la finalidad de determinar la calidad química del agua subterránea en la zona Ciénega de Chapala, Michoacán y la eficiencia de los procesos de tratamiento de agua de ósmosis inversa y destilación solar. Se realizaron análisis físico-químicos y químicos de las aguas seleccionadas antes y después del tratamiento utilizando los dos dispositivos: Los parámetros evaluados fueron: pH, C.E., SDT, Dureza, cationes (Ca2+, Mg2+, Na+, K+), aniones (CO32-, HCO3-, Cl-, SO42-), metales pesados, P, B y N-NH4. Se realizaron los cálculos para el dimensionamiento del equipo de bombeo utilizando dos paneles fotovoltaicos de 36 v cada uno. Se caracterizaron ambos dispositivos mediante su comportamiento, térmico en el destilador solar y osmótico en el de ósmosis inversa con su respectivo dimensionamiento. Para observar la factibilidad de la futura utilización de estos dispositivos, se realizó un análisis financiero analizando los costos finales de construcción, mantenimiento y el costo que se tiene por litro de agua tratada. Por último se llevó a cabo un análisis de ciclo de vida para observar el impacto ambiental que presentaron dichos dispositivos en su construcción. Los resultados que se obtuvieron muestran que el destilador solar es más eficiente para desalinizar agua, aunque la ósmosis inversa presenta mayor producción por día.

ABSTRACT: In the present work two devices that use solar energy to desalinate water were designed, built and evaluated. Both devices were put under 14 tests with groundwater and one from Lake of the Negritos, with the purpose of determining the chemical quality of groundwater in the area The Ciénega, Chapala, Michoacán and to determine the efficiency of water treatment processes of reverse osmosis and solar distillation. Using the two devices physics-chemical and chemical analysis of the selected waters were performed before and after the treatment, the parameters evaluated were: pH, E.C, TDS, Hardness, cations (Ca2+, Mg2+, Na+, K+), anions (CO32-, HCO3-, Cl-, SO42-), heavy metals (Fe, Mn, Cu, Zn), P, B and N-NH4. The calculations were made for the sizing of the pumping equipment by using two photovoltaic panels 36v each. Both devices are characterized by their behavior, in the solar distiller and in reverse osmosis and their respective dimensioning. To observe the feasibility of future use of these devices, a financial analysis was performed by analyzing the final construction costs, maintenance and the cost for each liter of the treated water. Finally a life-cycle analysis was conducted to the environmental impact these devices presented in their construction. The results obtained show that the solar distiller is more efficient in terms of desalination but the reverse osmosis presents a greater production per day.