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<p>ESCUELA POLITCNICA DEL EJRCITO</p> <p>DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE ENERGAS Y MECNICA CARRERA DE INGENIERA MECNICADISEO Y CONSTRUCCIN DE UN MODELO EXPERIMENTAL GENERADOR DE CLORO PARA DESINFECCIN DE AGUA A PARTIR DE ENERGA SOLAR FOTOVOLTAICA</p> <p>PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIN DEL TTULO DE INGENIERO MECNICO</p> <p>MILTON GERMAN AULESTIA CUEVA WALTER ISAAC AUZ SAAVEDRA</p> <p>DIRECTOR: ING. JOS GUASUMBA</p> <p>CODIRECTOR: ING. WILSON GARZN A.</p> <p>Diciembre 20 del 2006 Sangolqu- Ecuador</p> <p>CERTIFICACIN DE LA ELABORACIN DEL PROYECTO</p> <p>El proyecto DISEO Y CONSTRUCCIN DE UN MODELO</p> <p>EXPERIMENTAL</p> <p>GENERADOR</p> <p>DE</p> <p>CLORO</p> <p>PARA</p> <p>DESINFECCIN DE AGUA A PARTIR DE ENERGA SOLAR FOTOVOLTAICA fue realizado en su totalidad por Milton GermanAulestia Cueva y Walter Isaac Auz Saavedra, como requerimiento parcial para la obtencin del ttulo de Ingeniero Mecnico .</p> <p>_______________Ing. Jos Guasumba DIRECTOR</p> <p>_____________Ing. Wilson Garzn CODIRECTOR</p> <p>Sangolqu, 2006-12-20</p> <p>ii</p> <p>LEGALIZACIN DEL PROYECTO</p> <p>DISEO Y CONSTRUCCIN DE UN MODELO EXPERIMENTAL</p> <p>GENERADOR DE CLORO PARA DESINFECCIN DE AGUA A PARTIR DE ENERGA SOLAR FOTOVOLTAICAELABORADO POR:</p> <p>___________________ Milton German Aulestia Cueva.</p> <p>____________________ Walter Isaac Auz Saavedra.</p> <p>DEPARTAMENTO DE ENERGAS Y MECNICA</p> <p>_______________________________________ DIRECTOR</p> <p>Sangolqu, 2006-12-20</p> <p>iii</p> <p>DEDICATORIA</p> <p>El proyecto realizado lo ofrezco a Dios, ya que sin la gua y cuidado de l nada puede existir ni nada se puede hacer.</p> <p>A mis Padres, por ser tan generosos y buenos conmigo, que adems de darme la vida, siempre estn junto a m en las buenas y en las malas, apoyndome siempre teniendo una frase de apoyo y esperanza con mucho cario y amor.</p> <p>A mis Hermanos que siempre han sido un apoyo en los momentos ms difciles, sabiendo dar su aliento y empuje para la culminacin de esta empresa.</p> <p>A mis amigos, que son parte muy importante en mi vida por la ayuda y la preocupacin honesta que tienen hacia m, demostrando la importancia que tiene una verdadera amistad.</p> <p>Milton German Aulestia Cueva</p> <p>iv</p> <p>DEDICATORIA</p> <p>Gracias a DIOS por haberme brindado la oportunidad de poder llegar a culminar una etapa en mi vida y por poderla compartir.</p> <p>Gracias a mi Padre, mi Madre, mi Hermano y sus hijos, por la enorme compresin y apoyo en todas las etapas de mi desarrollo como ser humano y persona, ya que por ellos se llegaran a culminar todas las metas que he propuesto para mi vida.</p> <p>Gracias a mi querida Esposa, por brindarme todo su apoyo para poder culminar este proyecto, el mismo que servir para compartirlo en los xitos como pareja por el resto de nuestras vidas.</p> <p>Gracias a mis amigos por acompaarme y brindarme su apoyo en los momentos que ms los necesite, sabiendo entender lo malo y bueno, durante nuestra vida como estudiantes para despus seguir compartiendo nuestro desarrollo como profesionales.</p> <p>Walter Isaac Auz Saavedra</p> <p>v</p> <p>AGRADECIMIENTOSAgradecemos a DIOS por brindarnos la oportunidad de culminar uno de los peldaos ms importantes, para lograr el xito en nuestra vida, tanto en el hogar como en la vida profesional, por dejarnos compartir con nuestra familia y amigos el triunfo anhelado por todos.</p> <p>Agradecemos a la Escuela Politcnica del Ejrcito por ser la facilitadora en nuestra formacin tanto profesional como tica y moral.</p> <p>Agradecemos a la Facultad de Ingeniera Mecnica y a todos los elementos que la conforman, por haber prestado su apoyo cuando fue requerido y saber encaminar hacia una formacin integra para ser buenos profesionales.</p> <p>Agradecemos a los ingenieros Jos Guasumba y Wilson Garzn por todo el apoyo y valiosa colaboracin para la realizacin y exitosa culminacin de este proyecto.</p> <p>Agradecemos a todos aquellos que nos apoyaron para la realizacin y culminacin de este proyecto, logrando una buena influencia directa o indirecta muchas gracias.</p> <p>vi</p> <p>RESUMENLa universidad no solo debe generar profesionales plenamente capacitados en el mbito intelectual sino tambin debe poner nfasis en el mbito social, de manera que busque su bienestar y el bienestar de los dems mejorando en lo posible parte de la vida diaria de la gente al facilitar e implementar soluciones, en todos los mbitos que la ingeniera lo permita.</p> <p>Debido a la serie de necesidades de innovacin en nuestro pas, y la bsqueda de un bienestar comn, vemos la falta de proveer uno de los mecanismos para proveer de una agua libre de microorganismos apto para el consumo humano, desarrollando un equipo experimental generador de hipoclorito de sodio mediante la electrolisis con el uso de energa solar fotovoltaica y cloruro de sodio sal comn, especialmente en zonas que carecen de un sistema de desinfeccin adecuado.</p> <p>En nuestros tiempos el desarrollo de maquinaria para la purificacin del agua es muy costoso, por lo que se les localiza solo en sitios poblados, los cuales no son posibles de ubicar en zonas alejadas de los centros urbanos, lo que obliga a la gente de bajos recursos a utilizar agua contaminada de microorganismos, por lo que el equipo que se esta implantando nos da la opcin de llegar a estas regiones, sirviendo como modelo de referencia para otras aplicaciones.</p> <p>El uso de energas renovables en nuestro pas tiene un retraso muy elevado con relacin a los pases ms desarrollados, debido a la falta de una</p> <p>verdadera poltica, para el estudio e implementacin de equipos y programas en la utilizacin de estas nuevas tecnologas.</p> <p>La ESPE como uno de los logros al llegar a la excelencia acadmica en la formacin de profesionales lderes en el desarrollo va guiando la utilizacin de energas alternativas, limpias y sustentables en el lapso de la vida humana, por lo que el desarrollo de nuestro proyecto se ve plenamente justificado.</p> <p>vii</p> <p>INDICE GENERAL.ESCUELA POLITCNICA DEL EJRCITO ........................................................ I CERTIFICACIN DE LA ELABORACIN DEL PROYECTO ............................ Ii LEGALIZACIN DEL PROYECTO .................................................................... Iii DEDICATORIA .............................................................................................. Iv, V AGRADECIMIENTOS ....................................................................................... Vi RESUMEN ....................................................................................................... Vii</p> <p>CAPITULO 1 ...................................................................................................... 1 1. DESCRIPCIN GENERAL DEL PROYECTO ............................................... 1 1.1. ANTECEDENTES. ...................................................................................... 1 1.2. DEFINICIN DEL PROBLEMA ................................................................... 2 1.3. JUSTIFICACIN. ........................................................................................ 3 1.4. OBJETIVOS. ............................................................................................... 4 1.4.1. OBJETIVO GENERAL.............................................................................. 4 1.4.2. OBJETIVO ESPECFICOS. ...................................................................... 4 1.5. ALCANCE. .................................................................................................. 4 CAPITULO 2 ...................................................................................................... 7 2. FUNDAMENTOS TERICOS ........................................................................ 7 2.1. GENERALIDADES, DEFINICIN E IMPORTANCIA DE LA UTILIZACIN DE AGUA LIBRE DE IMPUREZAS, CARACTERSTICAS MICROBIOLGICAS DEL AGUA APTA PARA EL CONSUMO HUMANO. ......................................... 7 2.1.1. TRATAMIENTOS PARA LA ELIMINACIN DE BACTERIAS MEDIANTE LA UTILIZACIN DEL CLORO. ....................................................................... 15 2.2. ENERGA SOLAR. .................................................................................... 24 2.2.1. APLICACIONES. .................................................................................... 26 2.2.2. ALTERNATIVAS DE UTILIZACIN. ...................................................... 28 2.2.3. CAPACIDAD Y RENDIMIENTO. ............................................................ 35 2.3. GENERALIDADES, DEFINICIN Y USOS ENERGA FOTOVOLTAICA. 37 2.4. DEFINICIN DE MATERIALES. ............................................................... 48 2.4.1. DISEO DEL PANEL SOLAR FOTOVOLTAICO................................ 64 2.5. CELDA ELECTROQUMICA (CONCEPTO).............................................. 67 2.5.1. DISEO DE CELDA ELECTROQUMICA. ............................................. 69</p> <p>viii</p> <p>2.5.2. DISEO DE ELECTRODOS. ................................................................. 69 2.5.3. CALIBRACIN DE LA CELDA Y LOS ELECTRODOS. ......................... 80 2.6. DISEO DEL TANQUE RESERVORIO. ................................................... 81 2.7. DISEO DE LA ESTRUCTURA. ............................................................... 85 2.8. DISEO DEL MODELO DE DESINFECCIN. ......................................... 85 2.9. INSTALACIN Y PRUEBAS. .................................................................... 86 CAPITULO 3 .................................................................................................... 87 3. ANLISIS MICROBIOLOGIGO DE AGUA DE POZO .................................. 87 3.1. ANLISIS MICROBIOLGICO DEL AGUA DE POZO. ............................ 87 3.1.1. TRATAMIENTO MICROBIOLGICO. .................................................... 87 3.1.2. PRUEBAS Y RESULTADOS. ................................................................. 87 3.1.2.2. PRUEBA MICROBIOLGICA DEL AGUA TRATADA NORMA INEN 1108. ................................................................................................................ 88 CAPITULO 4 .................................................................................................... 91 4. CONSTRUCCIN DEL MODELO DE DESINFECCIN. ............................. 91 4.1. ASPECTOS DE CONSTRUCCIN. .......................................................... 91 4.1.1. ESQUEMS, PLANOS DE FABRICACIN. .......................................... 93 4.1.2. ORGANIGRAMA DE PROCESOS DE CONSTRUCCIN. .................... 93 4.2. CONSTRUCCIN DEL EQUIPO DE DESINFECCIN. ........................... 94 4.3. CONTROL DE CALIDAD DEL PROCESO DE FABRICACIN. ............... 94 4.4. CUADRO DE ENSAMBLAJE. ................................................................... 97 CAPITULO 5 .................................................................................................... 99 5. PRUEBAS. ................................................................................................... 99 5.1. PLAN DE PRUEBAS. ................................................................................ 99 5.1.1. MANEJO Y OBTENCIN DE LAS MUESTRAS. ................................. 100 5.1.1.1. SOLUCIN DE HIPOCLORITO DE SODIO. ..................................... 100 5.1.1.2. AGUA OBTENIDA (CLORO RESIDUAL) .......................................... 100 5.1.2. PRUEBA DE CONCENTRACIN DE CLORO ACTIVO. ..................... 101 5.2. ANLISIS DE RESULTADOS. ................................................................ 103 5.2.1. PRUEBAS REALIZADAS LABORATORIO PUENGASI EMAAP. ...... 104 CAPITULO 6 .................................................................................................. 105 6. ANLISIS ECONMICO Y FINANCIERO ................................................. 105 6.1. ANLISIS ECONMICO. ........................................................................ 105 6.1.1. MATERIALES DIRECTOS. .................................................................. 105 ix</p> <p>6.1.2. MANO DE OBRA DIRECTA. ................................................................ 105 6.1.3. MATERIALES INDIRECTOS. ............................................................... 107 6.1.4. MANO OBRA INDIRECTA. .................................................................. 107 6.1.5. LOGISTICA DE MATERIALES. ............................................................ 107 6.1.6. GASTOS MISCELNEOS. ................................................................... 108 6.1.7. COSTOS TOTAL DEL PROYECTO. .................................................... 108 6.2. ANLISIS FINANCIERO. ........................................................................ 109 CAPITULO 7 .................................................................................................. 113 7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................. 113 7.1. CONCLUSIONES. ................................................................................... 113 7.2. RECOMENDACIONES. .......................................................................... 114 BIBLIOGRAFA .............................................................................................. 115</p> <p>x</p> <p>INDICE DE ECUACIONES</p> <p>Ecuacin 2.1..................................................................................................... 11 Ecuacin 2.2..................................................................................................... 11 Ecuacin 2.3..................................................................................................... 14 Ecuacin 2.4..................................................................................................... 14 Ecuacin 2.5..................................................................................................... 14 Ecuacin 2.6..................................................................................................... 14 Ecuacin 2.7..................................................................................................... 27 Ecuacin 2.8..................................................................................................... 52 Ecuacin 2.9..................................................................................................... 55 Ecuacin 2.10................................................................................................... 63 Ecuacin 2.11................................................................................................... 63 Ecuacin 2.12................................................................................................... 63 Ecuacin 2.13................................................................................................... 67 Ecuacin 2.14................................................................................................... 67 Ecuacin 2.15................................................................................................... 67 Ecuacin 2.16................................................................................................... 67 Ecuacin 2.17..............................................................................................</p>