Water obtention from salted water using greenhouse effect and photovoltaic and thermal solar technology.

Abstract

El objetivo del proyecto es desarrollar una solución sostenible para la obtención de agua potable a partir de agua salada usando el efecto invernadero para abastecer a una comunidad de aproximadamente 300 personas. El proyecto parte de un caso base en Mozambique, pero pretende ser una guía para el desarrollo de un sistema de este tipo en cualquier otro lugar donde sea necesario el estudio. Los parámetros más relevantes son el bajo coste tanto en la inversión inicial como en el mantenimiento, debe aprovechar el efecto invernadero, y la facilidad de operación. El proyecto ha contado con la colaboración de la fundación de ingenieros ICAI y con la ONG Manos Unidas gracias a su aportación de conocimientos sociales y técnicos en la materia. Existen diferentes tecnologías en el mercado que permiten la producción de agua dulce a partir de una fuente salobre. Las más comunes son la ósmosis inversa y la destilación flash multiefecto. Para aprovechar la irradiación solar y el efecto invernadero la solución a estudiar es el destilador solar. Un destilador solar es un sistema de destilación aislado de la red que transforma el agua destilada del agua salobre con la ayuda de la irradiación solar. El destilador solar estándar consta de tres partes: la piscina con agua salobre/agua salada, la cubierta, normalmente de vidrio o plástico transparente (metacrilato) y el compartimento de salida donde se recoge el agua dulce. El proyecto se divide en dos estudios principales: el estudio matemático y el estudio experimental. El análisis matemático proporciona una representación de las temperaturas dentro del sistema y del agua producida dada la temperatura ambiente, la irradiación solar, la velocidad del viento y el volumen o flujo de agua salada. El modelo físico consite en una estructura de 0,5 x 1 x 0,2 hecha de madera, PVC y sellador adhesivo. La principal conclusión obtenida del proyecto es que la desalinización solar no es la solución a la escasez de agua, sin embargo, para casos particulares, como las localidades rurales o después de catástrofes naturales, podría proporcionar ayuda hasta que se ponga en marcha una solución más adecuada y escalable.

The project objective is to develop a sustainable solution for the obtention of drinking water from salt water using greenhouse systems to supply a community of approximately 300 people. The project starts from a base case example in Mozambique but is intended as a guide for the development of such a system in any other location where the study might be needed. The most relevant parameters are low cost in both initial investment as well as maintenance, must use the greenhouse effect, and easy to operate. The project has been supported by the collaboration with the ICAI engineering foundation and with the NGO Manos Unidas thanks to their contribution of social and technical knowledge in the field. Different technologies in the market enable the production of freshwater from a brackish source. The most common are Reverse Osmosis and Multi Effect Flash Distillation. To take advantage of the solar irradiation and greenhouse effect the solution to study is the solar still. A solar still is an off-the-grid distillation system that transforms distilled water from brackish water with the help of solar irradiance. The standard solar still has three parts: the pool with brackish water/ salted water the cover usually glass or transparent plastic (methacrylate) and the output compartment where the freshwater is collected. The project is divided into two main studies the mathematical study and the experimental study. The mathematical analysis provides a representation of the temperatures inside the system and the water produced given the ambient temperature, solar irradiation, wind speed, and salted water volume or flux. The physical model consisted of a 0.5 x 1 x 0.2 structure made of wood, PVC, and adhesive sealant. The main conclusion obtained from the project is that solar desalination is not the solution to water scarcity however for particular cases such as rural locations or after natural catastrophes it could provide aid until a more suited and scalable solution is put in place.