Sistema Automatizado para la purificación de agua utilizando energía solar, reflexión y luz ultravioleta

Miguel Ángel Lema-Carrera; Nidia Gabriela Collins-Melgar

Autores/as

Lema-Carrera Miguel Ángel Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE, Departamento de Seguridad y Defensa. Sangolquí, Ecuador. Universidad Estatal de Milagro, Facultad de Ciencias e Ingeniería. Milagro, Ecuador. https://orcid.org/0000-0001-7934-8891
Collins-Melgar Nidia Gabriela Ministerio de Educación del Ecuador, Unidad Educativa Bilingüe Fiscomisional Americano. La Libertad, Ecuador. https://orcid.org/0009-0005-9181-1531

Palabras clave:

Purificación de agua, energía solar, destilador solar, luz UV, Atmega 16

Resumen

DOI: https://doi.org/10.46296/ig.v8i15.0237

Resumen

En el presente artículo se describe el proceso de diseño, implementación y pruebas de un sistema automático de purificación de agua por medio de energía solar y radiación ultravioleta. El prototipo está conformado por un Destilador Solar, al cual llega el agua contaminada e impura por medio de una electrobomba, en el cual por diferencia de temperatura en su interior el agua se evapora y condensa para su posterior traslado hacia la luz de radiación UV, la cual emite una longitud de onda de 254nm para eliminar virus, bacterias o cualquier tipo de microorganismo presente, purificando completamente la muestra y haciéndola apta para consumo humano, con la finalidad de mejorar el rendimiento del prototipo se adjuntó un Colector Cilíndrico Parabólico CCP, permitiendo mayores y elevadas temperatura en el interior del destilador, además de un completo sistema de automatización con sus respectivos sensores y actuadores basados en un microcontrolador Atmega 16, que permita el control del equipo y una intervención oportuna en caso de fallas o inconvenientes en el sistema purificador, todo esto alimentado por medio de un sistema fotovoltaico aislado, dándole al equipo completa autonomía.

Palabras clave: Purificación de agua, energía solar, destilador solar, luz UV, Atmega 16.

Abstract

This article describes the design, implementation, and testing process of an automatic water purification system using solar energy and ultraviolet radiation. The prototype consists of a Solar Distiller, which receives contaminated and impure water via an electric pump. Inside the distiller, the water evaporates and condenses due to temperature differences, and is subsequently directed to UV radiation, which emits a wavelength of 254nm to eliminate viruses, bacteria, or any microorganisms present, completely purifying the sample and making it suitable for human consumption. To enhance the prototype's performance, a Cylindrical Parabolic Collector (CPC) was added, allowing for higher temperatures inside the distiller, along with a complete automation system with its respective sensors and actuators based on an Atmega 16 microcontroller. This setup enables the equipment's control and timely intervention in case of malfunctions or issues in the purification system, all powered by an off-grid photovoltaic system, giving the device full autonomy.

Keywords: Water purification, solar energy, solar still, UV light, Atmega 16.

Información del manuscrito:
Fecha de recepción: 07 de agosto de 2024.
Fecha de aceptación: 15 de octubre de 2024.
Fecha de publicación: 10 de enero de 2025.

Citas

L. Szabó, “The history of using solar energy,” in 2017 International Conference on Modern Power Systems (MPS), 2017, pp. 1–8. doi: 10.1109/MPS.2017.7974451.

A. M. Moscoso, El derecho al agua en el Ecuador: un análisis desde la Ciencia Política y el Derecho Público. Universidad de Cuenca, Facultad de Jurisprudencia, Ciencias Políticas y Sociales, 2017.

C. Paredes Velasco, “Diseño de captador solar cilíndrico parabólico para aplicaciones rurales en Paraguay,” 2012.

F. P. Incropera and D. P. DeWitt, Fundamentos de transferencia de calor. Pearson Educación, 1999.

A. F. Mills, “TRANSFERENCIA DE CALOR.,” 1995.

C. CIE, “Atlas Solar del Ecuador,” Quito: CIE, 2008.

J. Bohórquez-Ballén and J. F. Pérez Mogollón, “Radiación ultravioleta,” Ciencia y tecnología para la salud Visual y Ocular, vol. 5, no. 9, pp. 97–104, 2007.

P. M. A. Castellanos, C. A. C. Camargo, and N. R. P. Granados, “Análisis de interferencia de parámetros físicos del agua, en desinfección por radiación UV,” Revista de Tecnología (Archivo), vol. 14, no. 2, pp. 105–112, 2015.

M. Sánchez, N. Villalobos, E. Gutiérrez, and Y. Caldera, “Diseño de un Equipo de desinfección por Luz Ultravioleta para el Tratamiento de Aguas Residuales con fines de Reutilización,” Revista Tecnocientífica URU, pp. 11–18, 2012.

M. C. Apella and P. Z. Araujo, “Microbiología de agua. Conceptos básicos,” Tecnologías solares para la desinfección y descontaminación del agua, pp. 33–50, 2005.

P. Torres, C. H. Cruz, and P. J. Patiño, “Índices de calidad de agua en fuentes superficiales utilizadas en la producción de agua para consumo humano: Una revisión crítica,” Revista Ingenierías Universidad de Medellín, vol. 8, no. 15, pp. 79–94, 2009.