Diseño, construcción y simulación de un desalinizador solar térmico modular de agua de mar para el laboratorio de energías alternativas y eficiencia energética, con una capacidad diaria promedio de 4 litros

Abstract

El objetivo de esta investigación es diseñar, construir y simular un desalinizador solar térmico modular que mejore el abastecimiento de agua dulce en zonas costeras del Ecuador. Al tomar en cuenta la realidad socioeconómica y tecnológica del país, aspectos como el costo, la facilidad de mantenimiento, la simplicidad del aparato, la vida útil y la eficiencia cobran mayor importancia en la etapa de diseño. Con estas consideraciones se escogió como la alternativa más viable a un destilador solar activo de múltiples etapas. El prototipo consta de una torre de destilación conectada a un colector solar plano. Las pruebas realizadas al desalinizador muestran que su producción promedio es de aproximadamente 4 litros diarios, cumpliéndose así el objetivo del proyecto. A partir del modelo matemático del desalinizador se creó el programa de simulación en Matlab-Simulink; este hace posible predecir el funcionamiento del equipo, obteniéndose información sobre el comportamiento de las temperaturas, destilado producido y flujos de calor en la unidad. La simulación correspondió a un día de operación del destilador, alcanzándose resultados muy satisfactorios, con un error del 7.7 % entre los datos teóricos y experimentales. Mediante la simulación también se analizaron mejoras al desalinizador, determinándose que el número óptimo de etapas en la torre de destilación es de 5 y que la producción diaria de agua puede aumentarse en un 38 %. Asimismo, se encontró que con el uso de paneles de tubos al vacío, la masa de agua generada por cada metro cuadrado del colector podría elevarse un 107 %.