martin fredy lopez investigacion
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FORMULACION
Y
EVALUACION DE PROYECTOS
Ing. Electromecánica
2 DE FEBRERO DE 2016
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE LOS RIOS
BALANCAN TABASCO
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Instituto Tecnológico Superior de losRíos
Materia:
Formulación y evaluación de proyectos
Unidad 1
Trabajo:
Investigación documental
Tema:
Secadores solares
Destiladores solares
Catedrático:
Ing. Nelson Miss Sánchez
Nombre del alumno:
Martin Fredy López Mayo
Carrera:
Ing. Electromecánica
Semestre: octavo
Control:
112E20458
Febrero 02, 2016
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Índice
Introducción: ....................................................................................................................................... 3
Objetivos ............................................................................................................................................. 3
Objetivo general: ................................................................................................................ 3
Objetivo específico: ............................................................................................................................. 3
Secado solar ........................................................................................................................................ 4
Historia y evolución de los secadores ................................................................................................. 5
PANORAMA MUNDIAL ........................................................................................................................ 7
PANORAMA LATINOAMERICANO ....................................................................................................... 8
Tipos de Secado Solar .................................................................................................................... 8
Forma de calentamiento solar ............................................................................................................ 9
Destiladores solares .......................................................................................................................... 12
¿Qué es la destilación solar? ........................................................................................... 12
Historia de los destiladores ............................................................................................................... 12
Modelos de destiladores solares. ..................................................................................................... 13
Conclusión ......................................................................................................................................... 18
Bibliografía ........................................................................................................................................ 18
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Introducción
Desde hace siglos el aprovechamiento de la radiación solar es indispensable para
la actividad humana, por lo tanto en nuestra actualidad los avances tecnológicos
han desarrollado una numerosa cantidad de inventos que posibilitan una mejora en
nuestra vida.
En esta investigación se ha recopilado información muy relevante acerca de los
secadores solares ya destiladores solares, al cual el desarrollo de esta tecnología
nuevas tecnologías es muy benéfico para el ahorro de la energía e contribuir a la
globalización del efecto invernadero.
Objetivos
Objetivo general:
-Conocer las aplicación de los secadores solares, y posteriormente colaborar para
o reinventar un prototipo de mayor eficiencia.
Obj etiv o específic o:
- implementar nuevas tecnologías de la región de los ríos.
-Colaborar para aprovechar al máximo los recursos, y generar una ganancia
benéfica para la población.
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Secado solar
El aumento del precio de los combustibles en los últimos años y la dificultad de crear
infraestructuras costosas en el medio agrícola han originado un gran interés en el
aprovechamiento más eficiente de la energía solar para el secado de los productos
agropecuarios.
La energía para el secado representa entre el 94 y el 99% del total de energía
utilizada en el procesamiento. Las grandes diferencias de los gastos de energía se
explican por la cantidad de agua evaporada. Se concluye de estos resultados la
posibilidad de economizar gran parte de la energía de procesamiento mediante el
uso de la energía solar el secado. Esta opción es válida cuando se dispone detiempos suficientes para el secado, hasta 2-3 días.
Por razones económicos, ambientales y políticos, es necesario buscar otras fuentes
alternativas de energía que sean a la vez económicas, abundante, limpio y que
preserven el equilibrio ecológico.
Energía proveniente del Sol es una buena opción. La energía del sol es un excelente
candidato porque:
- Sol emite energía 24 horas al día, 365 días al año a nuestro planeta. Todos
lugares reciben esta energía según la ubicación (latitud),
- es abundante y gratuita,
- no es contaminante, como el petróleo y el carbón,
- no tiene desechos radioactivos, como la nuclear, etc.
- nadie puede aumentar su precio,
- no necesita algún tipos de cables o tanques, para su transportación.
- no se puede secuestrar este gran fuente.
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Historia y evolución de los secadores
Los romanos fueron los primeros en usar vidrio en sus ventanas para atrapar la luz
solar en sus hogares. Incluso promulgaron leyes que penaban el bloquear el acceso
a la luz a los vecinos. También fueron los romanos los primeros en construir casasde cristal o invernaderos para crear condiciones adecuadas para el crecimiento de
plantas exóticas o semillas que traían a Roma desde los lejanos confines del
imperio.
En 1867 el científico suizo Horace de Saussare desarrolló el primer colector solar.
Edmond Becquerei, un físico francés, observó el efecto fotoeléctrico en 1839. Más
recientemente, hace un poco más de 100 años, el científico francés Auguste
Mouchout usó calor de un colector solar para producir vapor y mover un motor.
Desgraciadamente, los elevados costos impidieron que su invento tuviera un uso
comercial.
Alrededor de 1880 se fabricaron las primeras celdas fotovoltaicas de luz visible,
hechas de selenio, con una eficiencia de conversión de 1 a 2%.
El primer calentador de agua solar fue patentado en 1891 por Clarence Kemp.
Para principios de los 50's, se produjo un proceso de producción de cristales de
silicio de alta pureza, lo que aceleró el desarrollo de la energía solar. En 1954 los
laboratorios Bell Telephone desarrollaron celdas fotovoltaicas de silicón con una
eficiencia del 4%, que después se elevó al 11%.
En 1958 un pequeño satélite fue alimentado con una celda solar de menos de un
watt de potencia.
Un desarrollo importante fue un calentador solar sumamente eficiente inventado por
Charles Greeley Abbott en 1936. El calentador solar de agua se hizo popular por
este tiempo en Florida, California y otros lugares. El crecimiento de esta industria
fue alto hasta mediados de los 50's, cuando el bajo costo del gas natural hizo que
este energético se usara como fuente principal para calentamiento.
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El abandono, para fines prácticos, de la energía solar duró hasta los 70's. Pero en
esos años el aumento en el precio del petróleo y gas llevó a un resurgimiento en el
uso de la energía solar para calentar hogares y agua, así como en la generación de
electricidad.
La Guerra del Golfo de 1990 aumentó aún más el interés en la energía solar como
una alternativa viable del petróleo.
En la actualidad, la energía solar se usa de dos formas principales. La primera es la
potencia térmica solar, en la que el sol se usa para calentar fluidos, los cuales
impulsan turbinas y otras máquinas. La segunda es la conversión fotovoltaica
(paneles solares) en los que la electricidad es producida directamente del sol.
Desde la construcción de casas en la antigüedad con la orientación adecuada para
captar la luz solar, hasta las modernas celdas fotovoltaicas delgadas, los humanos
han aprovechado la luz solar para cubrir sus necesidades de energía. Lo que resulta
perfectamente lógico, ya que, después de todo, el sol proporciona suficiente energía
cada hora para cubrir las demandas mundiales por un año.
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PANORAMA MUNDIAL
PANORAMA MUNDIAL
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PANORAMA LATINOAMERICANO
Cuba, México, Brasil y República
Dominicana se encuentran entre los países
que ponen cada vez más atención alcalentamiento de agua con energía solar. En
el año 2000 existían en México 373.000 m2
de colectores solares instalados, y en el
último año llegaron a instalarse más de
100.000 m2
En abril de 2006 la Secretaria del Medio Ambiente de México, estableció una
“Norma Ambiental para el Distrito Federal que establece las especificaciones
técnicas para el aprovechamiento de la energía solar en el calentamiento de agua”.
Tipos d e Secado Solar
El secado solar depende de cómo el aire llega al producto a secar y la forma en la
que la radiación calienta el aire.
Tipos de circulación
El aire circula dentro del secador con el fin de eliminar la humedad evaporada del
producto. Esta circulación se logra por dos métodos: circulación forzada y por
convección natural.
Circulación forzada: El aire es movido por un ventilador que consume energía
mecánica o eléctrica. Este tipo de circulación facilita el diseño en el caso de los
equipos de tamaño grande, además de facilitar el control del proceso de secado.
Usando este tipo de circulación se pueden obtener velocidades de circulación de
aire entre 0.5 y 1.0 m/s. La principal desventaja de la circulación forzada es el hecho
de que se debe disponer de una fuente de energía eléctrica para el ventilador, pero
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esto se puede solventar utilizando un módulo solar que proporcione el flujo de aire
requerido, con lo que es sistema es independiente de la red eléctrica.
Circulación por convección natural:El aire es movido por las diferencias de temperatura entre las distintas partes del
equipo, que promueven la convección térmica del aire. Este tipo de circulación se
hace más difícil de incorporar con equipos grandes. Para equipos pequeños o
medianos se pueden lograr velocidades de 0.4 a 1.0 m/s al interior de la cámara,
pero en equipos grandes esta velocidad no sobrepasa los 0.1 a 0.3 m/s.
Forma de calentamiento solar
Secado solar directo (al aire libre): La radiación solar incide directamente
por el producto a ser secado, adquiriendo así la energía de evaporación necesaria.
Después, la humedad formada en los alrededores del producto es recuperada por
el aire tomado del exterior. El material es removido mediante maquinaría específica
para favorecer el secado de toda la masa.
Secado solar indirecto: La radiación solar es captada por un colector por
donde circula cierta cantidad de aire (realiza efecto invernadero: deja entrar energía,
pero no que salga), este flujo de aire se calienta e ingresa a la cámara secado en
donde se encuentra el producto a ser secado. El aire caliente pasa el producto
eliminando el contenido de humedad de la cámara.
El sistema colector ‐cámara secado puede diseñarse de diferentes formas para
integrarse a diferentes equipos de secado solar:
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Indirecto: Los dos elementos están separados. El aire es calentado en el colector
y la radiación no incide sobre el producto colocado en la cámara de secado. La
cámara de secado no permite la entrada de la radiación solar (Figura 1).
Figura 1. Esquema de un sistema de secado solar indirecto.
Directo: Los dos elementos pueden juntarse, en cuyo caso la cámara que
contiene el producto también cumple la función de colector recibiendo la radiación
solar. En este caso los modelos de secadores pueden ser del tipo invernadero
(Figura 2) o túneles.
Figura 2. Secadero solar (tipo invernadero)
En el tipo invernadero el material se extiende en una zona hormigonada bajo un
techado de invernadero donde el aire es regularmente renovado. En el caso túnel
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el material se va desplazando sobre un suelo móvil en una estructura metálica y el
aire se introduce por los extremos, el colector puede ser como en el tipo invernadero
o está compuesto por una lámina galvanizada que absorba la radiación y una lámina
de vidrio que realice el efecto invernadero.
Mixto: Finalmente puede darse el caso en que la colección de radiación se realice
tanto en un colector solar previo a la cámara como en la misma cámara.
El secador solar indirecto presenta varias ventajas. En primer lugar el control del
proceso es más simple (sobre todo en el caso de secadores con circulación forzada
de aire). Es fácil de integrar una fuente auxiliar de energía para construir un sistema
híbrido. El tener una cámara de secado como tal facilita la manipulación del producto
y las labores de carga y descarga.
Para el caso indirecto‐indirecto, dado que la cámara no permite la entrada de la
radiación solar, este sistema permite secar en forma conveniente productos que se
puedan dañar o perder calidad de aspecto por una exposición directa al sol. Para
productos a granel (principalmente granos en silos) si se contempla el secado solar,
el sistema a emplear es el de un secador indirecto. Una desventaja de este tipo de
secadores es el hecho de que al separar la función colección de energía solar, eltamaño del equipo y sus costos aumentan. Una segunda desventaja es que para
evaporar la misma cantidad de agua se necesita mover más kilogramos de aire a
mayor temperatura que en el caso de los secadores directos o mixtos.
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Destiladores solares
¿Qué es la destilación solar?
La destilación es un proceso por el cual, mediante la aplicación de calor se puede
separar las distintas sustancias de una mezcla líquida. Este proceso se basa en las
diferentes temperaturas que necesitan cada una de las sustancias de una mezcla
para evaporarse y en la posterior condensación por separado de cada una de ellas.
La humanidad ha empleado la destilación para diversos fines, como para la
producción de determinados tipos de alcohol, la obtención de agua pura o de otros
compuestos químicos en estado puro.
Como fuente de calor, la energía solar puede emplearse para destilar. ya sea
concentrándola y alcanzando altas temperaturas o bien a temperaturas bajas.
La destilación solar a baja temperatura resulta un sistema muy sencillo, eficiente y
de fácil accesibilidad para todo tipo de sociedades. Aplicado de forma masiva podría
evitar un buen número de enfermedades en los países pobres producto del
consumo de agua en mal estado de conservación.
Historia de los destiladores
Los principios de la destilación solar pueden ser aplicados en distintas escalas;
desde destiladores pequeños domésticos para obtener unos cuantos litros de agua
al día hasta grandes instalaciones con los que obtener varios metros cúbicos diarios.
Existen ejemplos de grandes equipos de destilación solar que se han aplicado con
éxito para obtener agua en lugares donde escaseaba. La primera gran planta de
destilación solar que se llevó a cabo es en 1874 cuando el inglés Charles Wilson
diseño y dirigió la instalación en el desierto de Atacama (Chile) para la Salitrera
Lastenia Salinas. Esta central era capaz de proporcionar un promedio de 22 500
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litros de agua diarios y estuvo en funcionamiento hasta el año 1907. Esta instalación
contaba con una superficie de captación superior a los 4000 metros cuadrados.
Desde entonces otras grandes instalaciones de este tipo se han desarrollado en
diversas zonas del mundo con escasez de agua pero con acceso al mar como Israel,
Islas Canarias (España) y en diversas islas áridas del mediterráneo entre otras. La
destiladora solar de mayor tamaño del mundo es la instalada en la isla de Patmos
(Grecia) que cuenta con una superficie superior a los 8000 m2.
Central de destilación solar en el desierto de Atacama
Modelos de destiladores solares.
Existen múltiples modelos y tamaños de destiladores solares. Aunque en todos el
mecanismo de funcionamiento es semejante, la configuración de los distintos
elementos determina que estos tengan una mayor o menor eficacia.
Así podemos encontrar los siguientes modelos de destiladores:
Destilador solar de una vertiente – Es quizá el modelo de destilador más sencillo
de estructura. Se trata de una caja cubierta por un cristal inclinado. La caja está
dividida en dos compartimentos: uno con el fondo de color negro donde se coloca
el agua a evaporar y que ocupa la mayor parte de la caja y el otro el receptáculo
donde se recoge el agua destilada y que se encuentra en el lado de menor altura.
http://c/Users/Mafredy/Documents/docuentos/octavo%20semestre/evaluacion%20de%20proyectos/investigacion/histoia%20de%20Los%20destiladores%20solares%20_%20sitiosolar_files/destilacion-solar.png
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Algunos fabricantes los denominan “células solares destiladoras” ya que algunos
tienen la posibilidad de interconectarse entre sí para ampliar la instalación de
manera modular.
Destilador solar de una vertiente
Destilador solar de dos vertientes – El siguiente en complejidad estructural. Este
modelo consta de un “tejado” de material transparente de dos vertientes. Las gotas
de agua que se han condensado en el panel transparente se deslizan por los lados
y precipitan a un depósito situado bajo la bandeja donde se dispone el agua para
destilar. Desde el depósito de almacenamiento se extrae el agua por medio de un
grifo
1-La radiación solar incide en el interior del destilador y provoca que el agua salada eleve su temperatura
2- Las altas temperaturas provocan la evaporación y la atmósfera en el interior del destilador se vuelve
muy húmeda 3- El ambiente se satura de humedad lo que provoca que el agua evaporada se condense en
contacto con el vidrio 4- las gotas de condensación se acumulan y empiezan a deslizarse por gravedad
hacia la parte inferior del vidrio 5- el depósito en la parte inferior recoge el agua dulce destilada que seha deslizado por los vidrios desde donde será tomada para su uso.
http://www.sitiosolar.com/wp-content/uploads/2014/01/esquema-destilador-solares2.pnghttp://www.sitiosolar.com/wp-content/uploads/2014/01/destilador-2-vertientes.jpghttp://www.sitiosolar.com/wp-content/uploads/2014/01/IMAGcalentadortaller-corregido-bueno1.jpg
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En este modelo la captación de energía solar es en principio más eficiente que enel modelo anterior ya que no existen paredes que puedan proyectar sombras alinterior de la caja.
Destilador solar de invernadero: Este es un modelo de destilador solar de gran
tamaño. Se trata de estructuras de invernaderos que en su interior albergan un
estanque de agua de poca profundidad y con el fondo de color negro. El agua
evaporada se condensa en las paredes del invernadero y se desliza hacia los
receptáculos situados en la base de las paredes. En esencia es el mismo modelo
que el destilador solar de dos vertientes pero de grandes proporciones.
Sección del destilador solar de invernadero. Lacubierta puede tener forma a dos aguas o de
bóveda
Destilador solar de cascada: Modelo de destilador en forma de terrazas. En la
parte superior de cada una de las terrazas se disponen los estanques con fondo de
color negro llenos de agua para destilar. Cuando la radiación solar incide en el
destilador comienza la evaporación. El agua en estado gaseoso se condensa en
una superficie transparente dispuesta de forma inclinada sobre las terrazas y sedesliza hacia el receptáculo situado en la parte baja del destilador. El nombre de
cascada le viene dado por los momentos en los que se repone agua para destilar o
en los que se efectúan labores de limpieza. En estos procesos se deja correr el agua
desde una cañería en la parte superior provocando el efecto cascada conforme esta
http://www.sitiosolar.com/wp-content/uploads/2014/01/modelos-de-pocetas.pnghttp://www.sitiosolar.com/wp-content/uploads/2014/01/destilador-de-poceta-reducido-oscuro.png
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se desliza por las terrazas. En la base del destilador hay un desagüe para recoger
la salmuera o otros residuos dejados por el agua al evaporarse.
Sección de un destilador solar de cascada.
Destilador solar esférico de barredera: La particularidad de este modelo se basa
en la forma esférica del material transparente así como en la introducción de una
barredera que lame su cara interna y que está accionada por un pequeño motor. Enuna bandeja con fondo de color oscuro situada en la parte central de la esfera se
coloca el agua a destilar.
Este modelo tiene forma esférica buscándose favorecer la captación solar al
evitarse las sombras que alguna parte del destilador pueda provocar en otra.
Además la forma esférica logra mantener una mayor inercia térmica facilitando un
mayor aprovechamiento del calor producido por la energía solar.
Por su parte la barredera arrastra las pequeñas gotas que se van formando en el
interior de la esfera juntándolas y provocando que se precipiten por gravedad a la
parte baja donde se acumulan. Con el sistema de barredera se evita que las gotas
reflejen la radiación solar y se permite que el agua en estado gaseoso se condense
con mayor facilidad en las paredes. Estos factores aumentan el rendimiento del
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equipo si bien como contrapartida se tiene que es necesario suministrarle energía
eléctrica para hacer posible el movimiento de la barredera.
Destilador solar esférico de barredera
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Conclusión
De acuerdo a la pequeña investigación con la información recabada, de la radiación
solar y aplicación que se le pueda dar, más sin embarga en la región de los ríos
sobre todo en Balancan Tabasco, no hay ningún grupo de personas o sector privado
que se especialice en hacer un secador solar o destiladores, por lo que en estas
zonas seria de mucha utilidad implementarla para la agricultura.
Bibliografía
http://www.buenastareas.com/materias/historia-del-secador-solar/0
http://www.sitiosolar.com/los-destiladores-solares/
http://www.energiasolar.mx/inventos/historia-energia-solar.html
http://www.energiasolar.mx/inventos/historia-energia-solar.htmlhttp://www.energiasolar.mx/inventos/historia-energia-solar.html