Purificador de agua mediante Ozono

8/20/2019 Purificador de agua mediante Ozono

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“Aüa” Sistema de purificación de agua portátil

Proyecto para el concurso “Vive con Ciencia”

Categoría: Agua (Asegurar el abasto de agua potable para toda la

población).

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Laguna

i!isión de Ingenier"a

Ingenier"a Mecatrónica

Autores:

Aldo César Ayala epeda

!avid "en#a$ín Castillo %oto

&uan Carlos 'una Arriaga


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Introducción

l agua es un ele$ento de vital i$portancia para los seres u$anos* ya sea para

consu$o o para el desarrollo de una in+inidad de actividades econó$icas co$o la

agricultura y la producción de energía eléctrica, en palabras de 'eonardo da Vinci: “lagua es la +uer-a $otri- de toda la naturale-a”. 'a indudable necesidad de tener agua

potable disponible en todo $o$ento es su+iciente #usti+icación para pensar en disear

un siste$a /ue pueda puri+icarla* o al $enos depurarla de bacterias y cuerpos nocivos*

y así volverla apta para el consu$o u$ano.

l propósito de este proyecto es el de +abricar un puri+icador de agua /ue sea sencillo

de usar* port0til y econó$ico. sto se puede lograr con un siste$a de puri+icación /ue+uncione $ediante el uso de uno de los o1idantes y desin+ectantes $0s e+icaces*

aun/ue no tan co$2n* el o-ono.

#lanteamiento

A pesar de /ue nuestro planeta se encuentra cubierto en su $ayoría por agua* el

34.56 es agua salada* de#ando sola$ente un 7.56 de agua dulce, $enos del 8.96 del

agua dulce* es decir* 8.8846 del agua total del planeta* puede ser utili-ada por el

o$bre (scor-a* 7899).

l proble$a de escase- de agua en é1ico es cada ve- $0s grande* una de las

causas principales es el creci$iento e1ponencial de la población /ue se a tenido

desde $ediados del siglo pasado. A partir de 9338* 98 $illones de personas (alrededor

del 36 de la población) no tienen acceso al agua potable* principal$ente en -onas

co$o Aguascalientes* Coauila* Coli$a* ;la1cala y el !istrito


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nacional $alrededor de 5 mil muertes al año $ puede ser atribuido al consumo de agua

contaminada o insalubre, afectando principalmente a la población infantil.% (>ino#osa ?

!abdoub* 789@).

!adas las circunstancias anteriores es in$inente la necesidad de encontrar +uentesalternativas de agua potable. na +or$a de resolver este proble$a es /ue la población

tenga la +or$a de poder puri+icar el agua directa$ente a partir de alguna +uente de

agua no potable* esto sería de gran ayuda tanto en -onas urbanas co$o rurales o

incluso en caso de desastres naturales* cuando el abasteci$iento de agua potable es

crítico.

$ustificación

Buestra idea es acer un puri+icador de agua port0til /ue sea pr0ctico* de +0cil uso y

costeable para la población /ue su+re de +alta de agua potable. l principio de

+unciona$iento del dispositivo se basa en la utili-ación de o-ono co$o agente de

puri+icación, producido a partir del aire* ba#o condiciones seguras y por $edio de un

circuito eléctrico de descarga de alto volta#e. ste proyecto brinda una $anera segura

de puri+icar agua no potable* $ediante un proceso por el cual se diluye o-ono en la

$uestra del lí/uido. 'as $oléculas de o-ono /ue se agregan al agua son obtenidas por

$edio de la ioni-ación del aire* para separar los 0to$os de o1ígeno y +or$ar las

$oléculas necesarias. Para esto se re/uiere un dispositivo /ue genere un arco

eléctrico /ue per$itir0 la ioni-ación. Para su operación se incluye una inter+a- $uy

sencilla de $ane#ar por cual/uier persona* /ue le per$itir0 especi+icar la cantidad de

agua /ue se desea puri+icar.

Para poder producir o-ono (=) se re/uiere de una cantidad signi+icativa de energía

para lograr /ue las $oléculas de o1ígeno bivalente se dividan* de $anera /ue sus

electrones /ueden libres y /ue pueda reDcon+or$arse en una nueva $olécula de tres

0to$os. Esta energía es proporcionada en el siste$a gracias al circuito elevador de


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volta#e* /ue produce una descarga eléctrica* conocida co$o “e+ecto corona”* capa- de

ioni-ar el contenido de o1ígeno del aire* produciendo así una cantidad signi+icativa de

gas o-ono. 'a parte i$portante del proceso es* ade$0s de la creación del o-ono* la

dilución de éste en el contenedor de agua para lograr la puri+icación de la $is$a. n la

+igura 9 se presenta el diagra$a de blo/ues del siste$a de puri+icación.

&igura '. (iagrama de funcionamiento del o)onificador.

A continuación se e1plican detallada$ente los conceptos y procedi$ientos

involucrados en el +unciona$iento del puri+icador:

%&onificación

l $étodo elegido para la puri+icación es el de o-oni+icación de coe+iciente reducido*

debido a /ue no es necesario utili-ar grandes cantidades de o-ono para /ue este act2e

co$o puri+icador. %e li$ita el o-ono a un contenido $enor a 8.85 pp$ con el propósito


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de no generar sabor u olores indeseados en el agua. ntre las venta#as del uso de la

o-oni+icación +rente a otros $étodos de puri+icación de agua se tiene: eli$inación de

olores y sabores* ine1istencia de residuos dainos y reducción de la turbide- .

• ise'o

l siste$a se divide en tres blo/ues +unda$entales: neu$0tico* eléctrico y de control.

Cada uno de los $ódulos* tienen un papel i$portante dentro de la producción del

agente de puri+icación.

"lo/ue neu$0tico:

Cuatro ele$entos constituyen este blo/ue: un co$presor $iniatura de $e$brana* dos

v0lvulas antiDretorno y una c0$ara de ioni-ación. Co$o ter$inal de salida se cuenta

con un acopla$iento si$ple* para cone1ión $ec0nica con una $anguera e1terna* cuyo

+in es una piedra aireadora encargada de +o$entar la o-oni+icación al +ondo del

recipiente contenedor.


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de uso casero* su aplicación original es para propiciar la o1igenación del agua* y es

e$pleado co$o un si$ple $ecanis$o de +lu#o de aire. 'a balastra es un circuito usado

para la ali$entación de las l0$paras de c0todo +río. %e llevaron a cabo algunas

$odi+icaciones a la $is$a para poder usarla en esta aplicación. 'a batería es una

celda de 0cido sellada* cuyo volta#e y a$pera#e provistos son 97V!C y @A

respectiva$ente.

"lo/ue de control:

l blo/ue de control est0 dotado con un $icrocontrolador A;$ega=7F de At$el* y el

so+tGare (diseado en lengua#e ensa$blador) /ue se encarga de te$pori-ar el siste$a

de generación de o-ono* vigilar la te$peratura de la c0$ara de ioni-ación* así co$o la

cantidad de carga de la batería* y cuyo diagra$a de +lu#o se recoge en la +igura =*ade$0s del diagra$a b0sico de cone1iones de la inter+a- en la +igura @. l co$presor

eléctrico y la balastra son controlados $ediante relevadores, un conversor an0logoD

digital $onitorea la carga presente en la batería* y el sensor de te$peratura se conecta

directa$ente a una entrada analógica del $icrocontrolador. %e tiene ta$bién una

inter+a- gr0+ica $ateriali-ada con una pantalla de cristal lí/uido* y un teclado de

$e$brana para la +i#ación de la cantidad de agua a puri+icar (en litros).


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proble$a debido al agente o1idante). 'as di$ensiones de la estructura son 988$$ 1

958$$ 1 758$$. n él se albergan todos los $ódulos antes $encionados. tras

consideraciones de diseo son: un asa para +0cil transporte y patas antiderrapantes

para evitar tropie-os en super+icies lisas o de poca aderencia. n las +iguras 5 y H se

$uestran los $odelos.


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puri+icación del agua* se sabe /ue act2a co$o bactericida* +ungicida* esporicida e

incluso viricida* sin e$bargo /ueda pendiente una prueba e1tensiva /ue nos asegure

esto.

'a utili-ación de siste$as de alta tensión conlleva un riesgo $ayor* principal$ente por

la $anera en la /ue pudiese reaccionar cada parte /ue con+or$a el siste$a* es por eso

/ue se debieron elegir /ue los co$ponentes eléctricos y electrónicos +ueran capaces

de resistir la carga a la /ue son so$etidos.

%e puede decir /ue en su $ayoría el siste$a de producción de o-ono y dilución del

$is$o +unciona* sin e$bargo son necesarias pruebas $0s intensivas para tener la

certe-a del grado de pure-a obtenido y co$pararlo así con los est0ndares de+inidos por distintas asociaciones internacionales /ue de+inen la pure-a del agua.

(eferencias

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