desarrollo de un destilador solar con lentes fresnel

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Dedicatoria y agradecimiento

A Dios mi creador, quien me dio la fe la fortaleza, salud y esperanza para terminar este trabajo.

A mi adorada hija Pamela quien me prest el tiempo que le perteneca para terminar y me motivo siempre con sus noticias, No te rindas, adelante tu eres fuerte, tu puedes Gracias, hermoso bebe!.

A mi tutora y sinodales por su paciencia y gua profesional.

Este documento es un esfuerzo grande que involucra a muchas personas cercanas a m, por lo que tambin dedico esta tesis a mi madre, mis hermanos, y a esos amigos que me han enseado que la amistad existe y los llevo en mi corazn.

NDICEINTRODUCCIN . CAPITULO I PROBLEMATIZACIN .......................................................... 1 1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.................................................... 1 1.2. OBJETIVOS .......................................................................................... 2 1.2.1. General .................................................................................... 2 1.2.2. Especficos ............................................................................... 2 1.3. HIPTESIS ........................................................................................... 3 1.4. JUSTIFICACIN ................................................................................... 4 1.5. ANTECEDENTES ................................................................................. 5 CAPITULO II MARCO TERICO ............................................................... 1 2.1. Agua ...................................................................................................... 8 2.1.2. Propiedades fsicas y qumicas del agua ................................. 8 2.1.3. Contaminacin del agua ........................................................ 10 2.1.4. Tratamientos de purificacin del agua ................................... 10 2.1.5. Tipos de agua para purificacin y consumo humano ............. 12 2.2. Destilacin ........................................................................................... 13 2.3. Procesos fsicos de la destilacin ........................................................ 15 2.3.2. Condensacin ........................................................................ 15 2.4. Aparato de destilacion ......................................................................... 16 2.5 Agua mineral o agua destilada ............................................................. 17 2.6. Energa ................................................................................................ 21 2.6.1. Energas agotables ................................................................ 21 2.6.2. Energa renovable .................................................................. 22 2.7. Colector solar ...................................................................................... 23 2.8. Captadores solar de baja temperatura ............................................... 23 2.9. Captadores solar de alta temperatura ................................................. 24 2.10. Lente Fresnel..................................................................................... 25 2.9.1. Principio de funcionamiento .................................................. 26

2.1 MARCO LEGAL ................................................................................... 29 CAPITULO III METODOLOGA ................................................................. 30 3.1. METODOLOGA .................................................................................. 31 3.2. Materiales ............................................................................................ 31 3.3. Instrumentos, equipo y accesorios ...................................................... 31 3.4. Construccin del prototipo ................................................................... 31 3.4.1. Primera Seccin ..................................................................... 31 3.4.2. Segunda Seccin ................................................................... 33 3.4.3. Tercera Seccin ..................................................................... 36 3.4.4. Cuarta seccin ....................................................................... 37 3.5. Acabado del prototipo de destilador solar........................................... 41 3.6. Pruebas experimentales ..................................................................... 43 3.6.1.Evaluacin preliminar ........................................................................ 43 3.6.2. Primera fase ........................................................................... 43 3.6.3. Prueba preliminar calidad del destilado ................................ 44 3.7.Segunda fase ....................................................................................... 44 3.7.1. Proceso experimental del sistema de calentamiento solar .... 44 3.7.2. Prueba y resultado al sitema de calentamiento solar ............ 46 3.7.2. Prueba preliminar para la calidad del destilado...................... 46 3.8. Lugar donde se realizaron las pruebas del prototipo. ......................... 46 3.9. RESULTADOS Y DISCUSIN ............................................................ 47 3.9.1. Resultados de la primera fase .......................................................... 47 3.9.2.Resultados de la segunda fase ......................................................... 47 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.............................................. 49 Conclusiones .............................................................................................. 50 Recomendaciones ...................................................................................... 51 Bibliografa.................................................................................................. 52 ANEXOS..................................................................................................... 54

NDICE DE FIGURA Figura 1 Aparato de destilacin ........................................................................ 16 Figura 2 Calentador solar como captador de baja temepratura ........................ 24 Figura 3 Colector solar de alta temperatura ...................................................... 25 Figura 4 Lente Fresnel ...................................................................................... 25 Figura 5 Lente Fresnel de 1 x 1 m, 500 soles ................................................... 28 Figura 6 Cuerpo del evaporador ....................................................................... 32 Figura 7 Cuerpo del evaporador ....................................................................... 33 Figura 8 Serpentn ............................................................................................ 34 Figura 9 Aros para ecurrimiento del liquido condensado, colocado en el interior del condensador ............................................................................................... 35 Figura 10 Flotador colocado en el extremo inferior del serpentn .................... 36 Figura 11 Sistema de salida del liquido condensado. ....................................... 37 Figura 12 Lentes Fresnel, colocadas en la circunferencia del evaporador y por encima de este.................................................................................................. 38 Figura 13 Abrazadera, ubicada en la circunferencia del condensador. ............ 39 Figura 14 Abrazadera, colocada a la circunferencia del condensador, ........... 40 Figura 15 Los marcos soportan las lentes F. ................................................... 41 Figura 16 Prototipo de destilacin solar terminado ........................................... 42 Figura 17 Proceso llevado a cabo las pruebas de funcionalidad. ................... 43 Figura 18 Proceso del sistema de calentamiento solar con lentes Fresnel. ..... 45

NDICE DE TABLAS Tabla 1 Propiedades ms importantes del agua ................................................. 9 Tabla 2 Contaminates del agua y posibles tratamientos .................................. 11 Tabla 3 Tipos de aguas ms aptas para purifican .......................................... 12 Tabla 4 Principales tipos de destilacin ............................................................ 14 Tabla 5 Comparacin entre distintos sistemas de depueracin de agua .......... 20 Tabla 6 resultados de las pruebas experimental sobre la funcionalidad de ...... 44 Tabla 7 Resulatdos de la prueba de calidad del destilado ................................ 46

ANEXOS Anexo 1 Evaporador ........................................................................................ 54 Anexo 2 Serpentn colocado en el interior del condensador ............................ 54 Anexo 3 Vista de cuerpo entero del destilador ............................................... 54 Anexo 4 Resgistro de patente .......................................................................... 54

INTRODUCIN El agua, es el recurso natural ms importante y la base de toda forma de vida. Conociendo la importancia vital del agua, debemos estar informados sobre los problemas por los que atraviesa el agua, las dificultades a enfrentar si falta o si est contaminada.

En Mxico la concentracin de la poblacin y la actividad econmica han creado zonas de alta escasez de agua, no slo en las regiones de baja precipitacin pluvial sino tambin en zonas donde eso no se perciba como un problema al comenzar el crecimiento urbano o el establecimiento de agricultura de riego. Tan slo para ilustrar la situacin extrema del agua, podemos mencionar que, segn clculos de la Comisin Nacional del Agua, 101 acuferos de un total de 600 estn sobre explotados, otros se encuentran disminuidos en su cauce y la mayora de alguna manera contaminados.

Al problema de escasez, contaminacin de agua, se suma el inconveniente de purificar el agua par