Diseño, construcción y análisis de destilador solar de doble vertiente acoplado a colector solar de placa plana, como alternativa de obtención de agua pura a base de energía renovable, aplicado a la población rural del distrito de Majes

Abstract

El Distrito de Majes es uno de los veinte distritos que conforman la provincia de Caylloma en el departamento de Arequipa. Según el censo nacional del año 2017 la población de este distrito era de 60 108 habitantes, actualmente se estima que la población está cerca de los 100 000 habitantes (año 2021), con una tasa de crecimiento anual de 10.7%, y según las proyecciones realizadas se estima que dentro de los próximos años llegaría a los 120 000 habitantes. El presente trabajo presenta una alternativa a la escasez de agua potable en la población rural del Distrito de Majes. Para ello se diseñó, construyó y analizó un prototipo de destilador solar de doble vertiente, el cual puede operar sin colector, con un colector o con dos colectores solares. Para el diseño se presentó y analizó el modelo térmico-matemático que describe el comportamiento de este dispositivo, notándose que la producción y eficiencia dependen fuertemente de la profundidad (masa), temperatura del agua contaminada y del área de evaporación. Así mismo se observó que el número de colectores solares utilizados mejora la producción hasta cierto límite. Para la construcción de este dispositivo se utilizó acero inoxidable para la bandeja de evaporación y para las canaletas de recolección de agua pura, la cubierta de condensación fue de vidrio, y en los demás componentes se utilizó acero galvanizado, acero al carbono y aislamiento lana de vidrio. La etapa experimental tuvo lugar en la zona rural conocida como “Hijos de Colonos” en el mes de Junio del presente año. Las mediciones se realizaron a dos profundidades diferentes iv de agua contaminada (2cm y 4cm), se observó que la mínima producción fue de 6.16 L/día sin colector solar y la máxima producción fue de 10.20 L/día con dos colectores solares. Además se determinó que el costo de este sistema fue de S/. 4358.23 (con 1 solo colector), y el costo de agua destilada producida por día fue de 0.090 soles/litro. Además se observó que el retorno de la inversión para este sistema fue de 1.2 años (para una vida útil de 15 años)