Módulo de desalinización de agua marina para la producción de agua potable en localidades con escasez. Caso de estudio en la costa árida peruana Curso: Seminario de Construcción Profesor: Daniel Ricardo, Rondinel Oviedo Sección: 1021 Alumnos: Daniella Caillaux, Alessandra Contreras, Maria Fernanda Poma
Módulo de desalinización de agua marina para la producción de agua potable en localidades con escasez. Caso de estudio en la costa árida peruana
Módulo de desalinización de agua marina para la producción de agua potable en localidades con escacez Caso de estudio en la costa árida peruana
01
INTRODUCCIÓN CG7 Esta primera parte consistió en la elección y justificación del tema, la definición del problema, el planteamiento de objetivos, hipótesis, alcances y limitacionees.
02
MARCO REFERENCIAL Y CONTEXTUAL CG2, CG3, CG4, CG5, CG6, CG7, CG11 En esta parte se analizaron referntes de manera sitemática y se estudió el contexto; es decir, todo lo que rodea al tema de estudio. Se identificaron las variables relevantes en relación con el problema
04
MARCO TEORICO Y NORMATIVO CG3, CG3, CG7 En esta sección se amplía la descripción del problema, integrando la teoría con la investigación. Además, se incluyen normas locales e internacionales.
PARCIAL + CONDICIONANTES Y DETERMINANTES CG5, CG7, AT2, AT4 Se definieron los condicionantes como condiciones del lugar, usuario, material y sistema no modificables. Se definieron los determinantes como variables propuestas por el investigador.
05
METODOLOGIA CG7, CG10 Consisitió en el diseño de la investigación y diseñar los intrumentos con los cuales se obtendría información. Tambien comprende la etapa experimental, con el diseño y la descripción del método.
02
FINAL + SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS + ART. CG1, CG34, CG4, CG7, CG11, AT1, AT2, AT3, AT4, AT5, AT6, AT7 En esta parte se concluye la información, se tiene una sección de discusión que se encontró util para incluir las opiniones que cierran la investigación y realizar una autocrítica del trabajo.
Seminario de Construcción
TAREA ACADÉMICA 1 INTRODUCCIÓN CG7
ENCARGO Esta primera parte consistió en la elección y justificación del tema, la definición del problema, el planteamiento de objetivos, hipótesis, alcances y limitaciones.
LOGROS Se logró explicar la problemática de la investigación, la escacez de agua potable en zonas áridas de la costa, de la mano con la justificación del mismo tema. Se formuló el problema indicando necesidades, carencias o conflictos que se detectaron, como lo son las causas de dicho problema: escacez por falta de recursos o desabastecimiento por mala gestión. Por último, se plantearon tanto un objetivo general como objetivos específicos los cuales expresan las acciones que se desean alcanzar durante el desarrollo de la investigación, deben facilitar el cumplimiento del objetivo general.
Departamento de Ica Departamento de Arquipa Distrito de Lomas
Alcance geográfico Departamentos del Perú Km
0
125
250
375
500
COMENTARIOS Y APRENDIZAJE
El primer capítulo consistió en definir el tema de investigación el cual tenía que ser de nuestro interés, no ser muy amplio y ser innovador. Esto implicó una constante discusión entre los miembros del grupo para asegurar que exista este interés compartido y tener ideas de cómo empezar. Por lo tanto se evaluaron diferentes opciones de tema pensando en las posibilidades de exploración que cada uno conllevaba. Con este propósito, aunque se conocía la índole de investigación científica del trabajo, consideramos importante primero empezar por noticias y foros, conocer la problemática de manera objetiva y también enriquecer nuestro conocimiento con opiniones de medios y personas naturales.
La escasez de agua potable en localidades áridas de la costa no fue la primera opción y desde un inicio, se consideró que implicaría toma de muestras y experimentación -a diferencia de proyectos con soluciones arquitectónicas que se pueden explorar con programas de modelado 3D; sin embargo, este tema nos interesaba dado que la problemática de la crisis de agua es un problema mundial que ha ido ganando importancia con el paso de los años y por el deterioro de ecosistemas. Si bien el problema está contextualizado en una localidad específica, se desarrollaría a modo que pueda ser extrapolado a otro lugares.
Módulo de desanilización // Introducción
El problema Formulación del problema de investigación
recursos insuficientes de agua potable problema global y físico
desabastecimiento por red pública problema de gestión y particular
Introducción // Módulo de desanilización
escacez de agua potable en zonas áridas de la costa
Módulo de desanilización // Introducción
La escasez A nivel global
Planeta Tierra está cubierto en un 70% por agua sin embargo, 0.5% de esta es agua dulce, 2050 deberá de ser suficiente para una población aproximada de 9.5 billones de personas (Guppy & Anderson, 2017). Para el año 2050, “una de cada cuatro personas vivirá en un país con escasez del agua” (Antonio Guterres, 2018).
Más de 1 000 millones de personas viven (...) en regiones con escasez de agua” y se proyecta que para el 2025, la cifra incrementará en 2 500 millones” (ACNUR, 2019).
La población mundial es de más de “7 700 millones de personas, de las cuales 2 100 millones (3 de cada 10) carecen de acceso a abastecimiento de agua” (Palou, 2019).
Introducción // Módulo de desanilización
Estrés hídrico por país en el 2040 (Luo et al., 2015)
Bajo (<10%) Bajo a medio (10-20%) Medio a alto(20-40%) Alto (40-80%) Extremadamente alto (>80%)
Módulo de desanilización // Introducción
La escasez A nivel Perú
Perú se encuentra en el puesto 66, lo que connota un riesgo "medio-alto" de sufrir las consecuencias por la falta de recursos hídricos (Willem et al., 2019)
Existe un déficit de abastecimiento de agua de “9.7%, equivalente a 744 343 viviendas particulares” (INEI, 2017, p. 83).
Entre 7 y 8 millones de peruanos no tienen agua potable (Panamericana, 2019).
Introducción // Módulo de desanilización
Estrés hídrico por zonas en el 2040 (Luo et al., 2015)
Escala de estrés hídrico Extremadamente High alto (>80%)
(40-80%)
Medium high (20-40%)
Low medium (10-20%)
Low (<10%)
Araid and low water use
Sin data
Niveles medio a alto 45. Thailand
50. Australia
55. Mongolia
60. Kazakhstan
65. indonesia
46. Azerbaijan
51. Tajikistan
56. China
61. Mauritania
66. Perú
47.Sudan
52. Macedonia
57. Guatemala
62. Germany
67. Venezuela
48. South Africa
53. South korea
58. Estonia
63. Lesotho
68. Cuba
49. Luxembourg
54. Bulgaria
59. France
64. Denmark
Módulo de desanilización // Introducción
El desabastecimiento A nivel de la costa peruana
alto estrés hídrico en la actualidad, con un indicador entre 40-80% (World Resources
La costa del país, tiene un Institute, 2019).
En particular, las
zonas costeras de los departamentos de
“La Libertad, Lambayeque, Piura, Tumbes, Ica, Arequipa, Moquegua y Tacna
son las más afectadas” (WRI, 2019).
2% en oferta hídrica, “[debería] cubrir las necesidades de más del 60% de la La cuenca del Pacífico, con una disponibilidad de
población nacional”. La cuenca del Atlántico dispone de más del
97% para sólo el
33% de la población del país (Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo [PNUD], 2009).
Introducción // Módulo de desanilización
Perú: Viviendas particulares que [no] tienen cobertura de agua por red pública las 24 horas todos los días de la semana, según distritos (INEI, 2017)
Módulo de desanilización // Introducción
Fuentes alternas Diferentes a la desalinización AGUA DE NEBLINAS
gran potencial para abastecer a comunidades; pero, su eficiencia está condicionada a una elevación entre los entre los 600-900
La recolección de agua de neblinas tiene un
msnm
(Cereceda et al., 2011, p. 21) AGUA DE LLUVIA
solución económica y pura
no es viable
Es una , pero desde las ciudades costeras de Chimbote hasta Tacna, “donde las precipitaciones anuales son
inferiores a 40 mm”
(Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú [Senamhi], 2016)
Introducción // Módulo de desanilización
HUMEDAD ATMOSFÉRICA
Solo funciona con una
humedad relativa de hasta del
7% (Pascual, 2019); aún así la cantidad de agua contenida en la atmósfera, es menor al 0.0009% (Martínez, 2007, p.36)
DESALINIZACIÓN
eficiencia de hasta el 97% en función al agua que ingresa, pero es cinco veces más costosa que la producción de agua potable a partir del agua Ha presentado una
superficial
(Tal, 2018, p. 2)
Módulo de desanilización // Introducción
Fuentes alternas Desalinización de agua marina APLICACIÓN A pesar de las alternativas presentadas, el uso de agua marina se presenta como una solución óptima para zonas áridas costeras, por su abundancia y proximidad, considerando su desalinización para uso doméstico.
abundancia 71% de la Tierra es agua
+
proximidad áreas a 1km como casos de estudio
CASO PROVISUR
100 000 personas beneficiadas 04 distritos de Lima $140 millones de inversión 400 L de agua / segundo (Tedagua, s.f.)
=
agua de mar como recurso
Introducción // Módulo de desanilización
COMPARACIÓN DE COSTOS Comparación egún la fuente utilizada para producir 1 m3 de agua potable en una planta desalinizadora (Redacción Gestión, 2017, sección de Economía, párr. 5)
A partir de agua superficial S/. 0.33 A partir de aguas subterráneas S/. 0.70 A partir de agua marina S/. 1.80
Módulo de desanilización // Introducción
El objetivo De la investigación
OBJETIVO OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Analizar las condiciones geográficas, atmosféricas y climatológicas de zonas áridas costeras.
Registrar las actividades de Lomas mediante fuentes primarias y secundarias. Identificar el perfil del usuario de los habitantes de Lomas, incluyendo su consumo diario de agua.
diseñar un de desani de agua para dis la brec desabaste en la costa
Introducción // Módulo de desanilización
GENERAL
n módulo ilización marina sminuir cha del ecimiento a peruana.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Comparar las posibles fuentes alternas de recolección de agua en zonas áridas costeras, mediante casos de estudio. Establecer el método de desalinización de agua marina óptimo para el caso de estudio.
Sintetizar la información recopilada en un diseño modular funcional, considerando su fabricación, distribución e instalación,
Módulo de desanilización // Introducción
Generalidades Ubicación en la caleta de Lomas, en la provincia de Caravelí, en el límite entre Arequipa e Ica. Posee una población de 1328 habitantes, y un total de 457 viviendas según el último censo del INEI (2017). El enfoque del estudio en las viviendas ubicadas dentro del radio máximo de 1 kilómetro, abarcando las más cercanas al “Puerto de Lomas”. Se realizarán encuestas y entrevistas para identificar el perfil del usuario de los habitantes de Lomas, consiguiendo así conocer el contexto socio cultural mediante fuentes primarias.
Limitaciones. Se usarán principalemente fuentes secundarias - censos, estudios, artículos, videos, entre otros - complementados con la exploración virtual del lugar mediante Google Street View y las entrevistas. Periodo de tiempo limitado de 2 meses, durante el cual llegará hasta un diseño preliminar de un módulo de desalinización de agua marina. Para lograr la autosuficiencia del módulo se sugiere desarrollar una segunda etapa de la investigación enfocada en la implementación de tratamiento de aguas residuales.
Introducción // Módulo de desanilización
Solución alterna a la creciente escasez de agua Acorta brecha del desabastecimiento por red pública en la costa Es replicable a comunidades y caletas con características y carencias similares
Departamento de Ica Departamento de Arquipa Distrito de Lomas
Alcance geográfico Departamentos del Perú Km
0
125
250
375
500
Seminario de Construcción
TAREA ACADÉMICA 2 MARCO REFERENCIAL Y CONTEXTUAL CG2
CG3 CG6
CG4 CG7
CG5 CG11
ENCARGO En esta parte se analizaron referentes de manera sitemática y se estudió el contexto; es decir, todo lo que rodea al tema de estudio. Se identificaron las variables relevantes en relación con el problema
LOGROS Se logró investigar sobre referentes vinculados al tema de estudio y a las variables que se están estudiando. Se recopilaron 10 referentes de desalinización a lo largo del mundo, de los cuales se identificaron variables en común. Además se investigó el contexto geográfico, meteorológico y económico del caso de estudio.
COMENTARIOS Y APRENDIZAJE 114
Perú: Caracterís�cas de las viviendas par�culares y los hogares. Acceso a servicios básicos
El marco referencial consistió en hacer una investigación sistemática de casos de estudio que se puedan aplicar a nuestro trabajo. Dado que se necesitaba establecer similitudes y diferencias entre ellos, se consideró provechoso realizar un cuadro que permita tener las variables de cada caso inmediatamente contiguas. A partir del cuadro es que se pudo definir que el método más adecuado para la localidad de Lomas era la destilación solar, aspecto base para el resultado de la investigación. Esta sección implicó extensas horas de investigación para asegurar que estuviéramos escogiendo los casos de estudio que más nos aportaran. Si bien no todos fueron seleccionados para el cuadro final, pudimos ampliar nuestro panorama de métodos de destilación; además, se utilizó la estructura que seguían estos artículos con respecto al tema propio para poder empezar a ordenar nuestras ideas y encaminar nuestra proceso de trabajo. Para el marco contextual se investigó todo lo que rodea el caso de estudio. Es importante
considerar que la investigación fue desarrollada en un contexto de pandemia global, con restricciones de movilización, lo que limitó las alternativas para obtener información de manera presencial. La dificultad en esta sección fue que en Lomas no todos cuentan con acceso a internet y aunque se enviaban las encuestas y se intentaba cordinar entrevistas, no se obtuvo una gran cantidad de respuestas. Sin embargo, consideramos que utilizamos de la mejor manera las herramientas digitales, ubicando a personas utilizando Facebook, creando encuestas mediante formularios Google y llamando a las autoridades de Lomas. Además, esta sección se fue enriqueciendo incluso cuando se siguieron avanzando los demás capítulos pues considerábamos que el conocimiento sobre Lomas no terminaba de ser suficiente. A partir de esto es que también reflexionamos de la importancia que las autoridades tengan un espacio (de preferencia online) en el que puedan compartir información, lo que concuerda con sus políticas de transparencia y así, facilitar trabajos de esta índole para poblaciones vulnerables.
Módulo de desanilización // Marco contextual
Distritos en el Perú sin cobertura de agua potable
INEI (2017)
Marco contextual // Módulo de desanilización
Elaboración Propia
386 distritos sin servicio de abastecimiento de agua potable
por red pública todos los días, las 24 horas al día (20,6% de Perú). 33 distritos no tienen ni una sola vivienda con agua
todos los días de la semana las 24 horas al día. Ranking de 100 distritos con el menor porcentaje de viviendas
con cobertura de agua por red pública domiciliaria. 8% de la muestra son caletas, con características idóneas para la replicabilidad del módulo. Ranking de 8 distritos
Lomas: Puesto 3 de 100 con un total de 0 viviendas particulares
con cobertura de agua por red pública.
114 Perú: Características de las viviendas particulares y los hogares. Acceso a servicios básicos Módulo de desanilización // Marco contextual Contextual
#3 Lomas, Arequipa
#53 Samanco, Áncash
#64 Santa Rosa, Lambayeque
#77 Coishco, Áncash
Marco Marco Contextual contextual // Módulo de desanilización
#82 San José, Lambayeque
#84 Paracas, Ica
#87 Paita, Piura
#94 Tambo de Mora, Ica
Módulo de desanilización // Marco contextual
Distrito de Lomas, Caravelí, Arequipa Caso de estudio para la costa árida peruana.
DISTRITO Distrito de Lomas, Sector Puerto de Lomas
PROVINCIA Provincia de Caravelí, límite con Ica
DEPARTAMENTO Departamento de Arequipa, zona costera
CIUDADES VECINAS Lima - distancia de 458 km Arequipa - distancia de 365 km
PRINCIPALES ACTIVIDADES Pesca - caleta de pescadores Turismo - balneario durante verano
Marco contextual // Módulo de desanilización
ICA
69°F
KM 528
AREQUIPA
CARRETERA PANAMERICANA SUR
ZONA GUANERA
Fuente: Google Street View
Módulo de desanilización // Marco contextual
Distrito de Lomas, Caravelí, Arequipa Caso de estudio para la costa árida peruana.
CLIMA Y TEMPERATURA
Clima árido (clasificación climática de Koppen) Temperatura: entre 15ºC a 27ºC (Weather Spark, 2021) PRECIPITACIONES
Lluvias en el sector son muy escasas Precipitación anual: entre 2 a 3 milímetros (Weather Spark, 2021) HORAS DE SOL
Día más corto: 11 horas y 12 minutos Día más largo: 13 horas y 3 minutos (Weather Spark, 2021)
ENERGÍA SOLAR
Incidencia diaria promedio por metro cuadrado de Radiación de onda corta: 5.5 a 7.0 kWh (Weather Spark, 2021)
Marco contextual // Módulo de desanilización
PLAYA PUERTO LOMAS
Fuente:INFOTUR
BOTES PESQUEROS Fuente:INFOTUR
FACHADA VIVIENDAS
Fuente:INFOTUR
POBLACIÓN LOMAS
Fuente: Municipalidad distrital Lomas
OBRAS PÚBLICAS
Fuente: Municipalidad distrital Lomas
PLAYAS Y TURISMO
Fuente: Hotel Lomas Beach
Módulo de desanilización // Marco contextual
Distrito de Lomas, Caravelí, Arequipa Caso de estudio para la costa árida peruana.
POBLACIÓN
1328 Habitantes 8,67% No reside de forma permanente (INEI, 2017) VIVIENDA
457 Viviendas 41,6% En materiales nobles (INEI, 2017) SERVICIOS
86,7% Alumbrado eléctrico por red pública 0,00% Agua potable por red pública 99,8% Paga por servicio de agua por camión cisterna ALMACENAMIENTO DE AGUA
Tanques de 1100 litros Ubicados en los techos o ingresos de las viviendas (Google Street View, 2018)
Marco contextual // Módulo de desanilización
Barriles de tambor de 55 galones en exterior de la vivienda
Barriles de tambor de 55 galones en exterior de la vivienda
Taque de 1100 litros en el techo de la vivienda
Taque de 1100 y 2500 litros en exterior de las viviendas
Camión cisterna privado
Abastecimiento por camión cisterna privado
Módulo de desanilización // Marco contextual
Distrito de Lomas, Caravelí, Arequipa Caso de estudio para la costa árida peruana. Para validar el uso del agua de mar como fuente alterna, se comprobó que esta se encuentre a una distancia máxima de 1 km desde el mar Distancia recorrible máxima, recomendado por la Organización Mundial de la Salud (OMS, 2003)
Km
0
0.25
0.5
Marco contextual // Módulo de desanilización
Ra
o
di
1
km
Seminario de Construcción
TAREA ACADÉMICA 3 MARCO TEÓRICO Y NORMATIVO CG2
CG3
CG7
ENCARGO En esta sección se amplía la descripción del problema, integrando la teoría con la investigación. Además, se incluyen normas locales e internacionales.
LOGROS Se identificó el marco teórico amplía la descripción del problema. Integra la teoría con la investigación. Asimismo, se revisó toda la base teórica necesaria para la investigación, acompañado de un glosario de términos relevantes. Por otro lado, el marco normativo comprendió revisar normativa vinculada a la producción de agua potable y los aspectos técnicos que se derivan de la implementación de esta en Lomas.
84%
6% 10%
USO INDUSTRIAL
USO AGRÍCOLA
USO DOMÉSTICO
COMENTARIOS Y APRENDIZAJE
Para este capítulo se tuvo integrar la teoria con la investigación. En esta sección se profundizaron los conocimientos específicamente con respecto a la desalinziacion, además, gracias al análisis de casos de estudio se definió que la desalinizacion solar era el método más óptimo a usar y por lo tanto, se indagó extensamente con respecto a este proceso en particular. Los diagramas de llaves resultaron de gran utilidad para esta sección pues permitieron empezar a descomponer el tema en diferentes categorías y así tener una explicación clara del mismo no solo para el grupo sino para quien le tenga interés. En esta sección se encontraron dificultades en cuanto a la comprensión conjunta de los métodos más importantes para desalinizar. Si bien el método de desalinizacion solar es relativamente sencillo, también se encontraron aquellos que conllevaban procesos físicos, químicos y mecánicos para lograr con su objetivo (electrodialisis, compresión al vapor, ósmosis inversa, evaporación instantánea multietapa) que implicaban descripciones técnicas con respecto al equipo involucrado y como se modificaba la composición del agua al ingresar a sus sistemas.
Sin embargo, nos apoyamos tanto en artículos científicos como en videos explicativos que simplificaban estas definiciones complejas. Ademas, se investigó la normativa del agua en términos nacionales e internacionales. A partir de esto, resaltamos la falta de documentos oficiales que expliquen de manera extensa la normativa correspondiente al Perú. Si bien se encontraron y recopilaron los estándares utilizados en cuanto a calidad de agua, hubiera sido de gran utilidad encontrar información con respecto a plantas desalinizadoras o alternativas de implementación diferentes a la red pública. Más aún, la información del tema no está concentrada en un solo lugar sino que está sujeta a diferentes autoridades, en vez de contar con un solo organismo que norme y reuna lo correspondiente al tema. En contraste, la OMS fue una fuente bastante provechosa pues contaban con definiciones diferenciadas para el uso del agua y recomendaciones para la desalinizacion en específico. Aún así, se tiene que evaluar y oficializar la aplicabilidad de estos documentos en nuestro país.
Módulo de desanilización // Marco teórico
La desalinización Fuente
A
En
Desalinización
Métodos
e
E
U
Aplicaciones
U
Marco teórico // Módulo de desanilización
Agua marina
Agua salobre
nergía mecánica
Energía electro-química
Ósmosis inversa Compresión de Vapor
Electrodiálisis Evaporación multietapa
Energía térmica
Destilación multiefecto
Compresión de vapor Destilación solar
Uso doméstico
Uso industrial Uso agrícola
Benito, 2010; International Atomic Energy Agency, 2000. Las categorías en colores representan los temas desarrollados en esta investigación.
Módulo de desanilización // Marco teórico
La desalinización Fuentes
Entrada de agua
Fuente de energía
Desalinización
Permeado (Agua desalinizada)
GARCÍA, J. Cabero. Proceso de desalación de agua de mar
Rechazo (Salmuera)
Marco teórico // Módulo de desanilización
Agua marina
Fuentes de entrada
Agua salobre
AGUA DE MAR
AGUAS SUPERFICIALES
AGUAS SUBTERRÁNEAS
AGUAS RESIDUALES Imágenes: Google Images, 2020
Módulo de desanilización // Marco teórico
La desalinización Aplicaciones
el propósito principal de la desalinización es la producción de agua para el consumo humano Organización Mundial de la Salud (2006)
Marco teórico // Módulo de desanilización
60 millones de personas beben agua
desalinizada a nivel mundial
84%
6% 10%
USO INDUSTRIAL
USO AGRÍCOLA
USO DOMÉSTICO
Módulo de desanilización // Marco teórico
La desalinización Métodos
Energía mecánica
Ósmosis inversa
Compresión de Vapor
Energía eléctrica
Electrodiálisis
Marco teórico // Módulo de desanilización
“el agua y las sales no se separan espontáneamente” Fajardo (2018)
Energía térmica
Evaporación multietapa
Destilación multiefecto
Compresión de vapor Disponibilidad Costo económico Independencia
Destilador solar
Módulo de desanilización // Marco teórico
Destilador solar Como método de desalinización
MOTIVO DE ELECCIÓN
Opción óptima para el caso de estudio porque se ha desarrollado en contextos con condiciones similares
ubicación y condiciones meteorológicas
Se diferencian entre ellos por el diseño del dispositivo
materialidad y dimensiones
Disponibilidad Costo económico Independencia
Marco teórico // Módulo de desanilización
PLANTA EXPERIMENTAL PARA ZONAS RURALES
Se toma de referencia el módulo ubicado en la costa de Venezuela
(Pocaterra, 2002)
Módulo de desanilización // Marco referencial
Referentes De fuentes alternas de recolección de agua
10 proyectos
de desalinización a partir de
15 variables
en función a los procesos que utilizan y a su rendimiento resultante
Marco referencial // Módulo de desanilización
contexto
método
manipulación
calidad
producción
flujo
eficiencia
tipo energía
consumo
radiación
escalabilidad
dimensiones
autonomía
materialidad
costo
Módulo de desanilización // Marco referencial
Referentes En contexto
Palermo
Mayabeque, Cuba
6
4
Cantón Salinas, Ecuador
1 9
Bajo Alto, Ecuador Piura, Perú
4
Desierto de Atacama, Chile 1. Destilador solar, Cantón Salinas, Ecuador 2. Destilador solar flotante Beijing, China 3. Destilador por membrana, Palermo, Italia 4. Destilador solar , Piura, Perú 5. Destilador solar, Chittagong, Bangladesh 6. Desinilizadora por ósmosis inversa, Mayabeque, Cuba 7. Destilador solar, Desierto de Atacama, Chile 8. Destilador solar, Bangi City, Malaysia 9. Destilador solar, Bajo alto, Ecuador 10. Destilador solar, Wayüu de la Alta Guajira , Venezuela
Wayüu de la Alta Guajira , Venezuela
7
o, Italia
Marco referencial // Módulo de desanilización
2
Beijin, China
3
Chittagong, Bangladesh
5
Bangi City, Malaysia
8
Recopilación de la investigación
Módulo de desanilización // Marco referencial
Referentes Localización Listado de proyectos de las investigaciones de desalinización
la escasez como problema global ha incitado investigaciones alrededor del mundo
Marco referencial // Módulo de desanilización
Ecuador
1
China
2
Destilador solar con sistema de lente Fresnel en el Cantón Salinas para la desalinización de agua marina (Benavides, 2020)
62.5% eficiencia
Unidad de desalinización solar flotante por el Instituto Tecnológico de Beijing (Wang et al., 2018)
19.3% eficiencia
Módulo de desanilización // Marco referencial
Referentes Localización Listado de proyectos de las investigaciones de desalinización
Italia
3
Perú
4
Módulo autónomo de destilación por membranas a partir de energía solar (A. Cipollina et al., 2012)
50.0% eficiencia
Destilador solar de dos vertientes para la obtención de agua dulce en pozos de agua salobre (Chiroque, 2018)
Marco referencial // Módulo de desanilización
Bangladesh
Cuba
5
6
Destilador solar de agua salada de una vertiente para regiones de bajos ingresos en la costa (Hoque et al., 2019)
Uso de osmósis inversa en el hotel Breezes Jibacoa para la desalación de agua de consumo (Romero et al., 2015)
97.0% eficiencia
Módulo de desanilización // Marco referencial
Referentes Localización Listado de proyectos de las investigaciones de desalinización
Chile
7
Planta solar de desanilización de agua de las Salinas (1872) (Arellano, 2011)
Malasia
8
Destilador de bandeja escalonada en un clima tropical húmedo (Abujazar et al., 2017)
58.0% eficiencia
Marco referencial // Módulo de desanilización
Ecuador
9
Destilador solar para potabilizar el agua para una familia de 3 a 4 personas en el sitio Bajo alto, Cantón el Guabo, Provincia de Oro (Alban, 2015)
Venezuela
10
Planta experimental de desanilización solar para abstecer de agua potable a zonas rurales (Pocaterra, 2002)
Módulo de desanilización // Marco referencial
Referentes: Estadísticas de la mu MÉTODO
CONTEXTO
40%
20%
60%
80%
zonas tropicales zonas costera
MANIPULACIÓN
membranas destilación solar
CALIDAD DEL AGUA
30%
30%
70%
70%
industrial paprticular
PRODUCCIÓN
consumo destilada
TIPO DE ENERGIA
1.65 - 16.34 L / m2 / día
20%
500 galones por día
80%
desalinizadores solares
desaliniadores por membrana
EFICIENCIA (%)
10%
supera el 19%
40%
supera el 50%
usa otras energías usa energía solar
Marco referencial // Módulo de desanilización
uestra AUTONOMÍA
CONSUMO ENERGÉTICO
100%
desde
son autónomos
38.7 kWh/día hasta
932.0 kWh/día DIMENSIONES
2.16 m2
máximo de superficie
ESCALABILIDAD
100%
son escalables
1.5 m
máximo de altura
COSTO
S/. 0.0525 por Litro
MATERIALIDAD
Aluminio Plástico Vidrio
Seminario de Construcción
PARCIAL 01 CONDICIONANTES Y DETERMINANTES CG5
CG7
AT2
AT4
ENCARGO Se definieron los condicionantes como condiciones del lugar, usuario, material y sistema no modificables. Se definieron los determinantes como variables propuestas por el investigador.
LOGROS Se logró identificar los determinantes y condicionantes que influenciarían el diseño del módulo de destilación solar tomando en cuenta la localidad, los referentes analziados, y el marco normativo y teórico.
DIMENSIONES
3m.
de altura para la adecuada destilación de agua
PRECALENTADO DEL AGUA
Para acelerar el proceso de
1 x 1 m2
de superficie como medidas máximas para evitar sobrecostos por vidrio
34 528 l. para abastecer a toda la población
evaporación
MATERIALIDAD
VARIABLES METEOROLÓGICAS
PRODUCCIÓN
EFICIENCIA MÍNIMA
15 - 27 °C 2-3 ml de temperatura
de precipitaciones, escasa
12h de Sol
Accesibles que permitan una fabricación con un costo de
Debe de superar el promedio de los destiladores solares
<S/.300
19%
5.5-7.0 kWh de radiación (alta)
PARÁMETROS ECA
Cumplir con los parámetros ECA, y estándares de agua saludable de la OMS, y categoría A1 según MInisterio del Medio Ambiente
DOTACIÓN
Debe de abastecer mínimo el gasto de agua de consumo + el higiene en Lomas
25.9 l. per cápita diarios
COMENTARIOS Y APRENDIZAJE
En síntesis, la propuesta de diseño del destilador está condicionada a las variables meteorológicas del distrito de Lomas, y al potencial de energía solar térmica de la localidad. Asimismo, la dotación de agua debe abastecer el consumo promedio de Lomas -basado a entrevistas y encuestas en la sección de resultados-, y al mismo tiempo cumplir con los Estándares de Calidad Ambiental [ECA], estándares de agua saludable de la OMS que presentan equivalencia al agua potable de categoría A1, según Ministerio del Medio Ambiente. Por otro lado, entre las variables que determinan el diseño, se encuentra la materialidad, pues debe permitir un costo de fabricación accesible y menor a S/ 300, la eficiencia mínima no deberá ser menor al 19% (promedio de los destiladores solares analizados). Se sugiere que las dimensiones no superen una superficie máxima de 1m2 para evitar sobrecostos en vidrio. Además, al diseñar el equipamiento del módulo desalinizador, se recomienda precalentar el agua
de entrada para acelerar el proceso de evaporación, tal cómo lo hace el destilador solar con sistema de lente fresnel. Por último, la producción de agua potable debe abastecer a toda la población de Lomas -cálculo presentado en resultados-.
Determinantes
DIMENSIONES
PRECALENTADO DEL AGUA
3m.
de altura para la adecuada destilación de agua
Para acelerar el proceso de evaporación
MATERIALIDAD
1x1m
2
de superficie como medidas máximas para evitar sobrecostos por vidrio
Accesibles que permitan una fabricación con un costo de
<S/.300
PRODUCCIÓN
38 073 l. para abastecer a toda la población
EFICIENCIA MÍNIMA
Debe de superar el promedio de los destiladores solares
19%
Condicionantes
VARIABLES METEOROLÓGICAS
15 - 27 °C 2-3 ml de temperatura
de precipitaciones, escasa
12h de Sol
5.5-7.0 kWh de radiación (alta)
PARÁMETROS ECA
Cumplir con los parámetros ECA, y estándares de agua saludable de la OMS, y categoría A1 según MInisterio del Medio Ambiente
DOTACIÓN
Debe de abastecer mínimo el gasto de agua de consumo + el higiene en Lomas
28.7 l. per cápita diarios
Seminario de Construcción
TAREA ACADÉMICA 5 METODOLOGÍA CG7
CG10
ENCARGO Consisitió en el diseño de la investigación y diseñar los intrumentos con los cuales se obtendría información. Tambien comprende la etapa experimental, con el diseño y la descripción del método.
LOGROS Se clasificó a toda la investigación en 5 etapas, y se logró identificar las variables de cada una.
Identificación de localidad con escasez de agua potable
Análisis de la localidad de estudio
Diseño y elaboración de prototipo de destilador convencional
Experimentación y pruebas de laboratorio
Propuesta de diseño del equipamiento
Variables
Variables
Variables
Variables
Procesos y variables
Componentes
Volumetría
Experimentación
Captación de agua marina
Recolector
Destilación
Tipo de energía Calidad del agua
Localidad no abastecida de agua por red pública / pilón público o agua de pozo Localidad ubicada en zona de precipitación escasa, zonas áridas Localidad ubicada en zona con potencial de energía solar térmica
Meteorología Temperatura
Precipitaciones
Horas de sol
Radiación
Inclinaciones
Toma de datos Mejoras de diseño
Materialidad Orientación solar Altitud
Base
Tapa
Latitud
Eficiencia y producción Perfil de usuario Población
Localidad ubicada a un radio máximo de 1 km de la orilla
Dimensiones
Abastecimiento
Captación de energía solar
Precio / litro
Pruebas de laboratorio Composición del agua
Filtro de agua
Almacenamiento
Tanque agua salada
Pre-calentamiento
Terma solar
Distribución
Tanquilla niveladora
Capacidad
Temp.del agua Destilador solar
Desalinización
A partir de encuestas Consumo de agua diario
Recolección de agua destilada
Pre-tratamiento
Uso Manipulación
Cantidad
Mantenimiento
Calidad del agua
Post-tratamiento
Agua potable
Almacenamiento
Tanque agua potable
Distribución
Camión cisterna
Abastecimiento
Costos
COMENTARIOS Y APRENDIZAJE
Este capítulo consistió en definir la metodología; es decir, el diseño de la investigación. Para hacerlo fue necesario identificar las variables que estaban involucradas en cada etapa del proceso. Consideramos que la mayor dificultad de esta sección fue la categorización de estas variables pues implicaba tener definida con exactitud la secuencia que seguiría la investigación y si bien se tenía una idea general esta tenía que sintetizarse en grandes grupos. Finalmente, se definieron cinco etapas que permitieron organizar los procesos no solo para su realización por el grupo sino para establecerlos de forma que si alguien más quisiera aplicar el proyecto en otro contexto / localidad puedan servir a modo de manual. Precisamente por esta razón, el proceso empieza con la “identificación de la localidad con escasez de agua potable”. Seguidamente, posicionamos el “analisis” de dicha localidad, esto se logró en el Estado del Arte que se contempló en un inicio de la investigación. Sin embargo, solo se habían realizado esos puntos, por lo que en el periodo en el que
definimos la metodología se fue haciendo paralelamente la “experimentación y pruebas de laboratorio” para poder eventualmente desarrollar la “propuesta de diseño del equipamiento”. Dado que se tuvieron que considerar periodos de la ejecución del diseño, conseguir el agua marina, el experimento, el envío de resultados para su evaluación y tiempos de transporte, el tiempo de experimentación se redujo. Si se toman como referiencia los periodos de otras investigaciones estos se dan en un promedio de tres meses, mientras que los propios se desarrollaron por solo tres días. Aún así, si bien los resultados pudieron haberse visto comprometidos, consideramos valiosa la experimentación pues nos permitió ver detenidamente el funcionamiento de nuestro prototipo y recoger variedad de recomendaciones para quienes quieran seguir con nuestro trabajo.
Módulo de desanilización // Metodología
Metodología Fases y variables implicadas en la metodología
Diseño y elaboraci de prototipo de destilador convencio
Identificación de localidad con escasez de agua potable
Análisis de la localidad de estudio
Variables
Variables
Variables
Localidad no abastecida de agua por red pública / pilón público o agua de pozo
Meteorología
Volumetría
Localidad ubicada en zona de precipitación escasa, zonas áridas Localidad ubicada en zona con potencial de energía solar térmica
Temperatura
Precipitaciones
Horas de sol
Radiación
Inclinac
Materialidad Orientación solar Altitud
Base
Tap
Latitud
Eficiencia y producc Perfil de usuario Población
Localidad ubicada a un radio máximo de 1 km de la orilla
Dimensiones
Abastecimiento
Captación de energía solar
A partir de encuestas Consumo de agua diario
Precio / litro
Recolecc agua de
Uso Manipulación
Manteni
Metodología// Módulo de desanilización
ón
onal
ciones
Experimentación y pruebas de laboratorio
Propuesta de diseño del equipamiento
Variables
Procesos y variables
Componentes
Experimentación
Captación de agua marina
Recolector
Destilación
Tipo de energía Calidad del agua
Toma de datos Mejoras de diseño
pa
ción
ción de estilada
imiento
Pruebas de laboratorio Composición del agua
Pre-tratamiento
Filtro de agua
Almacenamiento
Tanque agua salada
Pre-calentamiento
Terma solar
Distribución
Tanquilla niveladora
Capacidad
Temp.del agua Destilador solar
Desalinización Cantidad
Calidad del agua
Post-tratamiento
Agua potable
Almacenamiento
Tanque agua potable
Distribución
Camión cisterna
Abastecimiento
Costos Elaboración propia
Seminario de Construcción
FINAL 01 SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS + ART CG1
CG3
CG4
CG7
CG11
AT1
AT2
AT3
AT4
AT5
AT6
AT7
ENCARGO En esta parte se concluye la información, se tiene una sección de discusión que se encontró util para incluir las opiniones que cierran la investigación y realizar una autocrítica del trabajo.
LOGROS Se logró presentar los resultados de tanto la experimentación, como el diseño del destilador solar y del equipamiento. Se logró clasificar la información econtrada en una tabla síntesis a partir de la cual se formuló una discusión.
1m
1m
COMENTARIOS Y APRENDIZAJE
En esta sección se evaluaron los resultados obtenidos de la investigación, se discutieron y se llegó a una conclusión final. En primer lugar, para la presentación de resultados utilizamos tablas que permitan visualizar las variables estudiadas y recogidas de las entrevistas, encuestas y la experimentación. Además, utilizamos planimetria y vistas 3D para expresar el diseño funcional, producto de la síntesis de toda la investigación. Prestamos especial detalle a explicar no solo la unidad (considerando materialidad, funcionamiento, mantenimiento) sino también como se insertaba en el diseño del equipamiento y presentar supuestos sobre cómo este debería funcionar. Si bien el trabajo se centra en el módulo, consideramos muy importante tener una idea, incluso conceptual, de cómo es que el equipamiento puede ser una realidad. En segundo lugar, se presentó una discusión de las variables. Esto fue útil para reflexionar sobre la información recolectada y hacer una autocrítica. Consideramos que esto es valioso pues ayuda a
las personas que quieran continuar la investigación a no cometer los mismos errores y tener especial cuidado con respecto al desarrollo de ciertos procesos; por ejemplo, el diseño adecuado y detallado del módulo, su ejecución y una experimentación más extensa y con especial cuidado en los accesorios que se usen. Asimismo, ayuda al grupo para sus futuras investigaciones y la importancia de la atención en cada una de las etapas. Aún así, se tuvieron en cuenta que esto se debió a las limitaciones que se conocían desde los inicios de la investigación. Además, se pudieron agregar limitaciones que no fueron previstas, lo cual también enriquece el trabajo.
Módulo de desanilización // Resultados
Clasificación de la OMS Requerimientos de abastecimiento de agua
Resumen de requerimientos de abastecimiento de agua potable para promov Nivel de servicio Sin acceso
Volumen de agua Distancia / Tiempo accesesible Normalmente por debajo de Más de 1000m o 30 minutos 5 l/c/d en total hasta la fuente de recolección
Neces
No asegura cubri Prácticas de higie comprometidas Prácticas de cons comprometidas
Acceso básico
Cantidad promedio poco probable a superar 20 l/c/d
Entre 100 a 1000m o 5 a 30 minutros en total hasta la fuente de recolección
Debería cubrir el Prácticas de higie comprometidas Lavado de ropa s
Acceso intermedio
Cantidad promedio 50 l/c/d
Abastecimiento medainte un grifo in-situ (o a 100m o 5 minutos hasta la fuente de recolección)
Asegura curbir el Prácticas de higie comprometidas Lavado de ropa s hogar
Acceso óptimo
Cantidad promedio de 100 l/c/d a más
Abastecimiento mediante múltiples grifos de manera continua
Asegura curbir el Prácticas de higie comprometidas Lavado de ropa o
Adaptado de Howard G, Bartram J. Domestic water quantity, service level and health. Geneva,World Health O
Resultados // Módulo de desanilización
ver la salud
sidades cubiertas
ir el consumo ene pueden verse
Nivel de prioridad
#3
#82
Lomas, Arequipa
San José, Lambayeque
Muy alto
sumo básico pueden verse
consumo ene pueden verse
Alto
#53
#84
Samanco, Áncash
Paracas, Ica
Bajo
#64
#87
Santa Rosa, Lambayeque
Paita, Piura
#77
#94
Coishco, Áncash
Tambo de Mora, Ica
suele occurir fuera del hogar
l consumo ene no deberían verse
suele occurir dentro del
l consumo ene no deberían verse
ocurre dentro del hogar
Organization, 2003
Muy bajo
Módulo de desanilización // Resultados
Clasificación de la OMS Requerimientos de abastecimiento de agua
Co
d o t n e i m i c e t s a Ab o m sn u para beber para cocinar
lava de a AGUA SALUDABLE
riego de jardines
d a d e s
“Libre de microorganismos, sustancias químicas y peligros radiológicos que constituyen una amenaza para la salud humana” (Howard & Bartram, 2003).
Resultados // Módulo de desanilización
doméstico d el
limpieza personal limpieza del hogar
ne gie
agu a Hi
CONSUMO
Incluye agua para la hidratación (bebible) y agua para la preparación de alimentos.
HIGIENE
Incluye tanto la limpieza personal, como la limpieza del hogar.
ado auto otras actividades
COMODIDADES
No está directamente relacionado con la salud.
Las cantidades del uso doméstico del agua, servicio, nivel y salud (OMS, 2003)
od Com
Módulo de desanilización // Resultados
Distrito de Lomas, Caravelí, Arequipa Caso de estudio para la costa árida peruana. Resultados 12 encuestados PAGO POR AGUA
Promedio de S/. 0.015 por litro 4 veces mayor el precio del agua en Lima
CONSUMO DIARIO PER CÁPITA
Consumo diario de los entrevistados 65 l/c/d
Resultados // Módulo de desanilización
“ En mi puerto de lomas siempre hubo esa escasez de agua Manuel Paredes Luján
”
“ Hasta la fecha las
autoridades no hacen nada por brindarnos agua potable
”
Ana Doris Morales Zamudio
Promedio OMS Consumo habitantes de Lomas
Módulo de desanilización // Resultados
Cálculo para Lomas Consumo diario per cápita
Mínimo de agua bebible:
Consumo diario promedio per cápita, varía según XELFDFLµQ JHRJU£ĆFD y actividades diarias de la población
desde 2 litros en climas templados
(Howard & Bartram, 2003)
hasta 4.5 litros
en climas calurosos + actividad física
Cálculo del requerimiento de abastecimie Uso / Actividad
Mínimo seg
Consumo - Agua para beber Comsumo - Agua para preparación de alimentos Higiene - Agua para aseo personal Higiene - Agua para lavado de vajilla y prendas Total
Nota. Elaboración propia. Referencias
Resultados // Módulo de desanilización
Mínimo de agua para preparación de comida:
Mínimo de agua para la higiene:
2 litros por persona por día.
para el aseo personal
7.3 l/c/d
6.6 l/c/d
para el lavado de vajilla + prendas
ento de agua potable para Lomas por uso
o requerido gún OMS (l/c/d)
Distribución según OMS (%)
Consumo promedio según entrevista (l/c/d)
4.5
23%
9.6
9.6
2
10%
4.2
4.2
7
35%
14.9
14.9
6.5
33%
13.8
20
100%
42.5
s: Thompson et al., 2001, OMS, 2003
+ +
28.7 l/c/d
Módulo de desanilización // Diseño
Diseño del módulo Destilador solar para Lomas Referente
Venezuela
Producción 4.75 Lt/m2/día
Costo $90
Planta experimental de desanilización solar para abstecer de agua potable a zonas rurales (Pocaterra, 2002)
Diseño // Módulo de desanilización
Ubicación y condiciones meteorológicas favorables para Lomas
PRECIPITACIONES
Referente Precipitación anual: 700 milímetros
Lomas Precipitación anual: 2 a 3 milímetros
ENERGÍA SOLAR RADIACIÓN
Referente: 6 KWh/m2
Lomas: 6.25 KWh/m2
HORAS DE DE SOL SOL HORAS
Referente: 7 hr/día
Lomas: 12 hr/día
Módulo de desanilización // Diseño
Prototipo Localización Destilador solar de las para investigaciones Lomas Proceso experimental
2
1
Captación de agua marina
5
Almacenamiento y movilización de agua marina
6
Pre-calentado del agua de entrada
Prototipo de módulo con caras translúcidsa durante el destilado
Diseño // Módulo de desanilización
3
4
Fabricación del módulo
7
Ubicación y orientación (sur) del módulo
8
Prototipo del módulo con caras pintadas de negro en el destilado
Muestra de agua destilada
Módulo de desanilización // Resultados
Prototipo Localización de las investigaciones Destilador solar para Lomas PLANIMETRÍA
Tapa de vidrio crudo transparente 4 mm Perfil de jebe transparente 1/2 " Riel doble 20 mm Pendiente 2°
Paredes laterales vidrio crudo 3 mm Base de vidrio crudo 5.5 mm Límite del agua prof: 30 mm
Tapa de vidrio crudo transparente 4 mm
Paredes laterales vidrio crudo 3 mm Base de vidrio crudo 5.5 mm Límite del agua prof: 30 mm
Resultados // Módulo de desanilización
RESULTADOS
Ubicación
Pruebas realizadas en San Isidro, Lima, Perú
Producción
0.69 L promedio
OBSERVACIONES HORAS DE SOL La producción de agua obtenida fue muy poca, esto debido a que el módulo no estaba bien construido, por tanto no hermético, y al ser todo de vidrio perdía calor. Además era difícil de manipular El precalentar el agua lograba acelerar el proceso de destilación , sin embargo esta debe estar onstantemenete caliente.
Módulo de desanilización // Diseño
Proyecto mejorado Destilador solar para Lomas PLANIMETRÍA
Tubo de acero ø 1" Tapa de vidrio templado transparente 5.5 mm Burlete transparente 1/2 "
Bisagra para vidrio templado 135° Riel lateral 20 mm Tanque de Fibra de vidrio 3 mm color negro
Límite del agua prof: 30 mm
Riel 20 mm Pendiente 2°
OSB 18 mm Rueda poliuretano 75 mm con freno
Burlete transparente 1/2 "
Tubo de acero ø 1" Bisagra para vidrio templado 135° Tanque de Fibra de vidrio 3 mm color negro Riel lateral 20 mm Riel 20 mm Pendiente 2°
Límite del agua prof: 30 mm OSB 18 mm Rueda poliuretano 75 mm con freno
Diseño // Módulo de desanilización
MejorasDE SOL HORAS Se incorporan canaletas laterales interiores para evitar pérdida de agua destilada Se añaden ruedas con frenos y una manija de metal para que sea más fácil de manipular y además permite girar en los meses en donde conviene orientalo hacia el norte. 6H XWLOL]D ĆEUD GH YLGULR SDUD OD FDMD GHO GHVLWLODGRU Además se incorporan bisagras para que la tapa sea fácil de abrir y cerrar. 6H ĆMD XQD PDGHUD HQ OD EDVH TXH SHUPLWH DQFODU ODV UXHGDV DV¯ FRPR WDPEL«Q
radio de giro = 90 cm
radio de giro = 90 cm
brinda aislamiento y sepración del suelo
Módulo de desanilización // Diseño
Diseño del equipamiento Destilador solar para Lomas
1328 Habitantes
dotación de agua
28.7 l/hab.
Referente Módulo destilador solar - Venezuela (Pocaterra, 2002)
Proyectado Módulo destilador solar - diseño propio
38 073 L / día
4.75 Lt. producción 8 Lt. producción
Diseño // Módulo de desanilización
Producción total por día/ producción de cada módulo
Módulos totales
38 073 Lts /8 Lt.
4760
Módulos
1m
1m
Cada módulo ocupa una VXSHUĆFLH GH P Ademas están distanciados unos de otros a 1.5 m2 para facilitar el radio de giro. Se necitan 1.65 hectáreas para el equipamiento
Se implementa el equipamiento en un solo lote con el área requerida, en la zona límitrofe en el Puerto de Lomas, Arequipa
Módulo de desanilización // Diseño equipamiento
Ubicación del equipamiento Lomas , Caravelí Caso de estudio para la costa árida peruana.
0
0.2
25
Diseño equipamiento // Módulo de desanilización
1.65 Ha
3.7%
Supericie total
$15.21 Precio m2
Km
0.5
Módulo de desanilización // Diseño
Diseño del equipamiento Proceso de desalinización
1
Captación de agua marina El primer paso es la captación del agua TXH VHU£ ĆOWUDGD HVWD se puede dar a través de diversos sistemas, incluso usando métodos más artesanales como a través de baldes.
2
Almacén de agua marina Luego se almacena toda el agua salada en un tanque o dos, dependiendo de la cantidad de agua que se desee destilar.
3
Distribución
de agua salada Como primer paso del proceso de desitilación es pasar por las taquillas que distribuyen a 30 destiladores y el agua se pre-calienta para acelerar el proceso de ebullición.
4
4
Diseño // Módulo de desanilización
Destilar proceso de destilación Se agrupan la cantidad de módulos necesarios para el abastecimiento requerido.
5
Almacén de agua destilada A través de una tubería se recolecta toda el agua destilada y se almacena en otro tanque para pasar por el último proceso de potabilización y así cumplir los estándares de calidad.
6
Distribución
de agua potable Se procede a distribuir el agua a las viviendas desabastecidas.
Módulo de desanilización // Diseño Equipamiento
Diseño del equipamiento Proceso de desalinización
1 red
Terma solar 1
T
Entrada Agua Marina
Terma solar 300 l
Tanquilla niveladora 1m x 3m x 0.5 m
Desiladores solares 3 filas de 10 unidades
Elaboración propia adapta
Tanquilla 1
ado de Pocaterra, 2002
Diseño Equipamiento // Módulo de desanilización
Destiladores 30
Recolección del des�lado
Módulo de desanilización // Diseño Equipamiento
Diseño del equipamiento Proceso de distribución
Termas solares 159
150 redes
Terma solar Capacidad de 300 l
Diseño Equipamiento// Módulo de desanilización
Taquillas 159
Destiladores 4760
Tapa de vidrio
Tanquilla de fibra de vidrio Tapa de vidrio
Des�lador de fibra de vidrio
Módulo de desanilización // Diseño
Diseño del equipamiento Costos DESTILADOR
SI
$116 cada módulo
COMPARACIÓN INVERDIÓN PLANTA ÓSMOSIS VS. DESTILADORES
Diseño equipamiento Diseño // Módulo de desanilización
ISTEMA DE TUBERÍAS
Valores de catálogos online
28% más económica planta destiladores
Módulo de desanilización // Diseño Equipamiento
Diseño del equipamiento Costos INVERSIÓN
Gasto único
23% terreno 51% destiladores
PRODUCCIÓN
Gasto mensual
COSTO x LITRO
4670
Módulos
38 080 1 142 400 Lt./día
Lt./mens.
s/. 0,0074 por litro de agua
Diseño Equipamiento // Módulo de desanilización
Conclusiones
Costo
S/. 0,0074 por litro El costo del litro de agua disminuye considerablemente (mitad del actual), sin embargo no se consideran los costos de captación .
Productividad
8 Lt/día/m2 Supera la productividad del módulo de referencia, obteniendo aproximadamente 3 litros más por m2.
Diseño
Escalable y replicable El diseño del equipamiento se puede replicar en zonas con características similares, además se puede escalar para diversos tamaños de población, sin embargo en poblaciones con menos habitantes el proyecto es más viable.
Módulo de desanilización // Marco Normativo
Potabilización del agua &ODVLĆFDFLµQ GH FRQWDPLQDQWHV HQ HO DJXD
Físicos
Contaminantes
Químicos
Biológicos
Marco Normativo // Módulo de desanilización
Color
Radiactividad
Olor y sabor
Temperatura
Grasas y aceites
Sólidos disueltos
Espumas
Sólidos en suspensión
Materia orgánica
Metales pesados
Acides/alcalinidad
Detergentes
pH
Compuestos tóxicos
Nitrógeno
Pesticidas
Fósforo
Salinidad
Hongos
Animales
Protzoos
Plantas
Algas
Virus
Elaboración propia. Adaptado de: Chulluncuy, 2011.
Módulo de desanilización // Marco Normativo
Agua Saludable Características del agua saludable
Derecho Humano al agua y saneamiento Organización de las Naciones Unidas (ONU, 2002)
Agua “saludable”deberá estar libre de... Organización de las Naciones Unidas (ONU, 2002)
Agua debe costar... Organización de las Naciones Unidas (ONU, 2002)
Marco Normativo // Módulo de desanilización
suficiente
saludable
accesible
asequible
microorganismos
sustancias químicas
amenaza para la salud humana
color, olor, sabor desagradables
aceptable
peligros radiológicos
no más del 3% de los ingresos del hogar
Módulo de desanilización // Marco Normativo
Potabilización del agua Parámetros de calidad del agua
Categoría A1
Agua potable saludable
(MINAM, 2015)
(ONU, 2002)
Aguas que pueden ser potabilizadas con desinfección, entendiendo que reúnen las condiciones para ser destinadas al abastecimiento de agua para consumo humano.
Libre de microorganismos, sustancias químicas y peligros radiológicos que constituyen una amenaza para la salud humana.
Calidad actual
Calidad deseada
Conductividad 44 000 – 58 000 µS/cm
Conductividad 1 500 µS/cm
Sólidos Disueltos Totales 30 000 – 45 000 mg/L
Sólidos Disueltos Totales 1 000 mg/L
Cloruros 17 500 – 21 000 mg/L
Cloruros 250 mg/L
Sulfatos 2 425 – 3 000 mg/L
Sulfatos 250 mg/L
Marco Normativo // Módulo de desanilización
Parámetros de calidad del agua para consumo humano vs. composición y características del agua de mar Unidad
Limíte máximo permisible
Composición del agua de mar
Color
Unidad de Color verdadero escala Pt/Co
15
-
Olor
-
-
-
Potencial de Hidrógeno
pH
6,5 – 8,5
7,9 – 8,1
Temperatura
ºC
Δ3
15 – 35
Conductividad
μS/cm
1 500
44 000 – 58 000
Turbiedad
NTU
5
-
Sólidos Disueltos Totales
mg/L
1 000
30 000 – 45 000
Dureza
mg/L
500
-
Cloruros
mg/L
250
17 500 – 21 000
Fluoruros
mg/L
1,5
1
Manganesio
mg/L
0,4
1 025 – 1 400
Nitratos
mg/L
50
0,001 – 4,0
Potasio
mg/L
-
350 – 500
Sodio
mg/L
-
9 600 – 11 700
Sulfatos
mg/L
250
2 425 – 3 000
NMP/100 ml
50
-
NMP/100 ml
20
-
Formas parasitarias
N° Organismo/L
0
-
Organismos de vida libre
N° Organismo/L
0
-
Parámetro Físico
Químicos
Microbiológico Coliformes totales (35-37ºC) Coliformes termotolerables (44,5ºC)
Elaboración propia. Referencias: SUNASS, 2000, MINAM, 2015, Gobierno de España, 2009.
Módulo de desanilización // Marco Normativo
Marco Normativo Localizacióninternacional Referencia de las investigaciones
Las guías para la calidad de agua potable emitidas por la OMS suelen utilizarse como “base para la elaboración de reglamentos y normas orientadas a garantizar la inocuidad del agua potable”
Marco Normativo // Módulo de desanilización
ENTIDADES DEL SISTEMA DE GESTIÓN HIDRÍCO
A. LA AUTORIDAD NACIONAL DEL AGUA B.
MINISTERIOS MINISTERIO DE AGRICULTURA MINISTERIO DEL AMBIENTE MINISTERIO DE VIVIENDA, CONSTRUCCIÓN, SANEAMIENTO MINISTERIO DE LA SALUD MINISTERIO DE LA PRODUCCIÓN MINISTERIO DE ENERGÍA Y MINAS
C.
GOBIERNOS REGIONALES Y LOCALES
D. ENTIDADES PÚBLICAS SUNASS OFEA SENAMHI
Módulo de desanilización // Marco Normativo
Marco Normativo Localización Normas peruanas de las investigaciones CONSTITUCIÓN PERUANA
DGAA
LEY Nº 30588
LEY Nº 17752
“EL ESTADO RECONOCE EL DERECHO DE TODA PERSONA A ACCEDER ... AL AGUA POTABLE”
DIRECCIÓN GENERAL DE ASUNTOS AMBIENTAS
“TODA PERSONA... REQUIERE PERMISO... PARA UTILIZAR AGUAS, CON EXPECIÓN DE LAS DETINADAS A SATISFACER NECESIDADES PRIMARIAS”
Marco Normativo // Módulo de desanilización
ANA
AUTORIDAD NACIONAL DEL AGUA
LEY Nº 29338
DIVERSOS ARTICULOS QUE REGULAN LA GESTIÓN DE EL AGUA DESALINIZADA, COMO LA LICENCIA DE USO O DEL SERVICIO A TERCEROS
MINAM
MINISTERIO DE AMBIENTE
DS Nº 015-2015
“MODIFICACIÓN DE LOS ESTÁNDARES NACIONALES DE CALIDAD DE AGUA”.
Módulo de desanilización // Marco Referencial
Conclusiones Optar por
DESALINIZACIÓN SOLAR 6H GHĆQLµ
EL CONSUMO DEL HABITANTE PROMEDIO DE LOMAS
Se cotizó
PRECIO UNITARIO POR MÓDULO DE DESALINIZACION Se calculó una
INVERSIÓN DE Se calculó una
PRODUCCIÓN MENSUAL DE Se calculó un
PRECIO / L
Considerando las VARIABLES de las zona de estudio
42.95 litros/cápita/día 13.8 l/c/d corresponde al consumo 28.7 l/c/d corresponde al higiene $116
$1 085 933 $8476
$8476
Marco Referencial // Módulo de desanilización
a
Se encuentra valiosa la replicabilidad del equipamiento en zonas áridas cercanas al mar, con alto potencial para energía solar térmica y bajas precipitaciones, para abordar el problema de escasez de agua potable en contextos similares.
Seminario de Construcción
INFORMACIÓN DEL CURSO
INFORMACIÓN
NOMBRE DEL CURSO SEMINARIO DE CONSTRUCCIÓN
SECCIÓN 822
NOMBRE DEL PROFESOR DANIEL RICARDO RONDINEL OVIEDO
SUMILLA DEL CURSO El Seminario de Construcción es una asignatura electiva Teórico-Práctica, destinado a la elaboración de una investigación monográfica y una propuesta constructiva de un sistema o material, en relación con un problema específico.
OBJETIVO GENERAL Realizar una investigación vinculada a un sistema constructivo o un material de construcción, analizando sus características, sistema estructural, procedimiento constructivo y especificaciones técnicas para finalmente plantear una solución mediante una propuesta de aplicación práctica y sostenible como respuesta a un problema en un contexto especifico.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Habilidad para realizar una investigación monográfica de un problema vinculado con lo tectónico, utilizando métodos científicos, mediante el análisis de distintos aspectos como los principios estructurales, las propiedades de los materiales, las estrategias constructivas, los componentes constructivos y las variables medioambientales, económicos y sociales para producir conocimiento. Realizar un diagnóstico que incluya además de los aspectos tectónicos, las variables contextuales y de legislación del entorno del problema investigado, incluyendo población, costos, transporte, materiales y técnicas constructivas locales, desde una visión ética de la investigación y la construcción.
Diseñar y construir una solución tecnológica, mediante una propuesta innovadora y sostenible de aplicación práctica que considere aspectos estructurales, térmicos, acústicos, legislativos y de costos y que junto a la investigación pueda ser plasmada en un artículo científico y finalmente logre resolver un problema tectónico en un entorno especifico.
)& 3.* 11& (& .11& : =
5 * 7+.1 5 74+* 8 .43& 1
574,7&2&8
.).42& 8 5(;0=6 05;,94,+06
(439 & (9 4 &59.9:)*8 nǣƳƺȸƏɿǕȒ !ȸƺƏɎǣɮǣƳƏƳ !ȒǼƏƫȒȸƏƬǣȓȇ ƺȇ ƺȷɖǣȵȒ ƳƏȵɎƏƫǣǼǣƳƏƳ
* ): (& (. 3 8JHZSIFWNF !ȒǼƺǕǣȒ nǣƬƺȒ zƏɮƏǼ ǼȅǣȸƏȇɎƺ Jɖǣɀƺ
8ZUJWNTW ÈȇǣɮƺȸɀǣƳƏƳ Ƴƺ nǣȅƏ ! ٮƏȸȸƺȸƏ Ƴƺ ȸȷɖǣɎƺƬɎɖȸƏ !0È ³Əȇ ¨ƏƫǼȒ ٮXȇɎƺȸƬƏȅƫǣȒ 0ɀɎɖƳǣƏȇɎǣǼ ÈȇǣɮƺȸɀǣɎƏȸǣȒ
49 748 * 8 9 : ).48 8*2(4 9WF__T ;NXZFQ .INTRFX (FYµQNHF
49 7& 8 & (9 .; .)& )* 8
* = 5 * 7.* 3(.& 1& ' 47& 1 (ǣɀƺȑȒ ƳǣǕǣɎƏǼ٫ (ǣƫɖǴƏȇɎƺ Ƴƺ ȵǼƏȇȒɀ ɀƏȇǣɎƏȸǣȒɀ٫ ɵɖƳƏȇɎƺ ƺȇ ƺǼ ǔȒȇƳȒ ƺƳǣɎȒȸǣƏǼ ȸȷɖǣɎƺƬɎɖȸƏ٫ ¨ȸƏƬɎǣƬƏȇɎƺ Ƴƺ ȸȷɖǣɎƺƬɎɖȸƏ٫
CURRÍCULUM VITAE
ALESSANDRA CONTRERAS
Estudiante de arquitectura de últimos ciclos de la Universidad de Lima – décimo superior – con cursos especializados en el Politécnico di Milano. Multilingüe: inglés, italiano y francés. Experiencia en diseño de contenido gráfico, diseño de interiores, análisis e intervenciones urbanas, impresión 3D. Liderazgo de equipos, proactiva, creativa y orientada a soluciones responsables, sobresaliente en oratoria.
CONTACTO (+51) 949470248 alessandracontrerasscheuermann@gmail.com Issuu: /alessandracontrerass Linked In: /alessandracontrerass
EXPERIENCIA LABORAL MICHIE ARCHITECTS
Marzo 2020 - Hasta la fecha
Tareas realizadas: Diseño urbano Diseño de interiores y de mobiliario Propuestas de cabida y estudios de rentabilidad Desarrollo de presupuestos y planes de gestión Encargada proyectos de arquitectura Encargada del desempeño de practicantes
Programas usados: Autocad SketchUp Enscape y Lumion Programas de Adobe Microsoft Office Microsoft Project
MOZ STUDIO
Noviembre 2018 - Abril 2019
Tareas realizadas: Reconocimiento y levantamiento de vivienda Desarrollo de informes de levantamiento Diseño de interiores y de mobiliario Tramites municipales para entrega de expediente técnico
Programas usados: Autocad SketchUp Illustrator Lumion
VERONICA CAVASSA STUDIO
Enero 2018 - Abril 2018
Tareas realizadas: Rebranding (diseño de logo y tarjeta personal) Retoque y selección de fotografías Diseño de contenido publicitario para redes sociales Diseño de books
Programas usados: Photoshop Lightroom Illustrator InDesign
AIR BOOM
Octubre 2014 - Agosto 2015
Tareas realizadas: Recopilación fotográfica de eventos Diseño y desarrollo HTML de sitio web
Programas usados: Dreamweaver Illustrator
EDUCACIÓN POLITECNICO DI MILANO
CURSOS TOEFL iBT TEST
Intercambio estudiantil 2019 – 2020
Ingles avanzado (nivel académico) 2019
UNIVERSIDAD DE LIMA
Italiano intermedio B2 2018 - 2019
Décimo superior 2016 - Hasta la fecha
COLEGIO PERUANO BRITÁNICO Quinto superior & IB Diploma 2003 - 2015
PROGRAMAS
CENTRO DI LINGUA E CULTURA ALIANZA FRANCESA ESCUELA CORRIENTE ALTERNA
Autocad SketchUp Lumion Rhino+Grasshopper
TEATRO MOCHA GRAÑA
Microsoft Office Microsoft Project
Francés intermedio B1 2009 - 2013
Artes plásticas y pintura 2008 – 2011 Artes escénicas 2010 – 2012
ACTIVIDADES + PARTICIPACIONES Septiembre 2019 Participación en organización del Open Ulima y dirección de esquisse, junto con el Taller de
Modelación de la Universidad de Lima.
Agosto 2019
Expositora para curso “Espacios Públicos” en la Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas, invitada de la Arquitecta Carmen Omonte.
Agosto 2019
Interventora en “Calle al Cubo” para 100 en un día Lima, en el marco del IV FORO DE INTERVENCIONES URBANAS y 3er encuentro PLACEMAKING LATINOAMERICA.
Enero 2019
Participación en el 1er Taller Interuniversitario del PRONIED sobre espacios abiertos en instituciones educativas. Resultado: Mejor propuesta evaluada por el MINEDU.
2018 - 2020
Miembro activo del Círculo de Estudios de Fabricación Digital, CEFADI de la Universidad de Lima.
Abril 2018
Participación en VIII Cumbre de las Américas, reclutada por el Ministerio de Relaciones Exteriores como estudiante voluntario.
2016 - 2020
Proyectos exhibidos: Expo Parcial (2016-1), Expo Final (2016-1), Expo Parcial (2016-2), Expo Final (2016-2), Expo Parcial (2017-1), Expo Final (2017-2), VI EXPO ANUAL (2017), Expo Parcial (2018-1), Expo Final (2018-1), VII EXPO ANUAL (2018), Expo Final (2019-2), Expo Final (2020-1)
Febrero 2016
Participación en el Workshop ARQ 1/2/3 de la UCAL. Resultado: segundo lugar.
Octubre 2015
Participación protagónica en la obra “Bugsy Malone”, One Act Play Festival.
2014 - 2015
Participación en programa Junior Achievement, creación de una empresa, organizado por USIL.
2014 - 2015
Seleccionada prefecta por conducta sobresaliente en colegio secundaria.
2010 - 2015
Deportista para competencias ADECOPA en vóley y tenis.
VOLUNTARIADOS 2018 2018 2017 2016 2014 - 2016 2014
A. Illustrator A. Photoshop A. InDesign A. Premier Pro A. Lightroom
Construcción de módulo para la selva Alto Kamonaschiari, Circulo de Estudios de Arquitectura Sostenible. VIII Cumbre de las Américas, reclutada por el Ministerio de Relaciones Exteriores. Construcción de modulo de vivienda unifamiliar con Proyecto Hogar. Colecta VAO junto con la Parroquia Santísimo Nombre de Jesús. Catequista en Parroquia Nuestra Señora del Carmen. Labor social en albergue infantil Westfalia.
Estudiante de arquitectura
Calle 2 #215 - Urb. Corpac San Isidro t: (+51) 941700487 e: mafepoma@gmail.com @mafepoma
Estudiante de 8vo ciclo de la Universidad de Lima, perteneciente al décimo superior. Aptitudes de expresión gráfica, edición digital, organización de equipos, liderazgo y oratoria. Políglota: Inglés, italiano y francés. Conocimientos en software de modelado 3D, AutoCAD y dentro del Adobe Create Suite. Interesada en prácticas en el área de diseño y construcción.
Educación
Experiencia pre-profesional
SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Intercambio estudiantil 2019-2020 UNIVERSIDAD DE LIMA Educación superior (décimo superior) 2016 - a la fecha COLEGIO PERUANO BRITÁNICO Secundaria 2011-2015 International Baccalaureate Diploma 2014-2015
UNIVERSIDAD DE LIMA: Estudiante colaboradora Oficina de Proyectos Académicos de la U. de Lima mayo - agosto 2019 Encargada de las publicaciones en desarrollo para el Fondo Editorial de la institución. Edición y redacción.
Idiomas INGLÉS (avanzado) Certificados TOEFL iBT + EFCELT C1 FRANCÉS (básico) Certificado DELF A2 ITALIANO (básico) Centro di Lingua e Cultura Italiana
Programas Adobe Illustrator Adobe Photoshop Adobe InDesign Autodesk AutoCAD SketchUp Pro Rhinoceros + GH Revit Metashape Pro
Aptitudes Liderazgo Creatividad Oratoria Trabajo en equipo Organización Expresión gráfica
Cursos + Foros BIM USER: Revit Grid Studio 2020 Morfología urbana + Teoría y práctica de la conservación + Levantamiento arquitectónico Sapienza Università di Roma 2019 - 2020 IV Foro Internacional de Intervenciones Urbanas Sede del III Encuentro Placemaking Lationamérica - Perú Lima Cómo Vamos agosto 2019 Photoshop arquitectónico Grid Studio 2017 Curso Junior Intensivo de inglés EF - International Language Centers Nueva York
2015
Taller “100% Creativo”: Programa Flash Digital (Fotografía) Toulouse Lautrec 2013
Reconocimientos Publicación de mi proyecto “Rincones compartidos” Plataforma virtual Dilat.arq 2020 Exhibición “Imaginacción Colectiva” La Galería de la Universidad de Lima 2019 Propuesta ganadora del 1º Taller Interuniversitario PRONIED "Intervenciones en Espacios Abiertos de Locales Educativos” Equipo U. de Lima Representante de la carrera de arquitectura en la Plataforma Ulima Play Universidad de Lima 2019 Maqueta destacada Taller IV - Universidad de Lima Seleccionada prefecta Colegio Peruano Británico
2017
2014-2015
Distinción honorable 3er puesto + Distinción honorable IB Spanish Colegio Peruano Británico 2015
Participación Voluntariado en la construcción de un módulo de vivienda para la comunidad de Alto Kamonashiari Círculo de Estudios de Arquitectura Sostenible - Universidad de Lima 2018 Participación protagónica en la obra “Bugsy Malone” BSP One Act Play Festival 2015 Participación del programa estudiantil “Junior Achievement”, equipo representante del colegio Peruano Británico USIL 2014
2019
Módulo de desalinización de agua marina para la producción de agua potable en localidades con escasez. Curso: Seminario de Construcción Profesor: Daniel Ricardo, Rondinel Oviedo Sección: 1021 Alumnos: Daniella Caillaux, Alessandra Contreras, Maria Fernanda Poma