Resumen

El desalinizador de agua desarrollado en este proyecto utiliza un proceso de evaporación y condensación para transformar agua de mar en agua potable. El sistema emplea un tubo de cobre que canaliza el vapor generado al hervir el agua hacia un ventilador, que es alimentado por una célula solar. La energía solar no solo alimenta el ventilador, sino que también proporciona una solución sostenible y ecológica para la purificación de agua en áreas costeras o zonas remotas. El ventilador enfría el vapor en el tubo de cobre, donde este se condensa nuevamente en agua líquida. Este proceso ofrece una alternativa simple, eficaz y accesible para la obtención de agua potable a partir del agua salada, lo que puede mejorar las condiciones de vida en lugares con escasez de agua potable.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

El acceso a agua potable es un problema grave en muchas partes del mundo, especialmente en zonas costeras donde abunda el agua de mar, pero no se puede consumir debido a su alto contenido de sal. En países como Mozambique, Chad, y Somalia, gran parte de la población no tiene acceso a agua limpia, lo que lleva a enfermedades transmitidas por el agua, como el cólera. Incluso en países como Angola y Uganda, el acceso al agua potable es un lujo que pocos pueden permitirse.

Este proyecto busca desarrollar un método de desalinización que sea accesible y sostenible, para que más personas en estas regiones puedan tener acceso a agua potable y así mejorar su calidad de vida.

Antecedentes

La desalinización del agua implica varios pasos fundamentales que imitan el ciclo natural del agua:

1. Evaporación: El agua de mar se calienta hasta hervir, lo que genera vapor.
2. Transporte: El vapor es canalizado a través de un tubo de cobre.
3. Condensación: Un ventilador alimentado por energía solar enfría el vapor, convirtiéndolo nuevamente en agua líquida.
4. Purificación: El agua condensada es pura y apta para el consumo.

Este proceso aprovecha los principios físicos de los cambios de estado y la transferencia de calor, combinando el uso de energía solar para hacerlo sostenible. La desalinización es un recurso valioso en áreas con escasez de agua potable, y este proyecto pretende aplicar estos principios para crear una solución accesible y portátil.

Objetivo

Objetivo general:
Desarrollar un método eficiente para purificar agua de mar, convirtiéndola en agua potable sin causar problemas de salud a los individuos que la consuman.

Objetivos específicos:

• Probar la efectividad de la desalinización utilizando un sistema de energía solar.
• Crear un prototipo accesible y portátil que pueda ser utilizado en áreas remotas.
• Evaluar la calidad del agua obtenida mediante pruebas simples de pureza.

Justificación

Elegimos este proyecto porque aprendimos que muchas personas en el mundo carecen de acceso a agua potable, especialmente en áreas donde el agua de mar es abundante. Queremos encontrar una solución a este problema, permitiendo que el agua de mar se convierta en una fuente viable de agua limpia para el consumo. Este proyecto no solo busca purificar agua, sino también hacerlo de manera sostenible utilizando energía solar, lo que lo convierte en una opción respetuosa con el medio ambiente y adaptable a diferentes contextos.

Creemos que al desarrollar este sistema, podemos mejorar la vida de muchas personas que necesitan acceso a agua potable y contribuir a resolver un problema global.

Hipótesis

Si desarrollamos e implementamos un método de purificación para el agua salada, entonces podremos eliminar suficiente sal y contaminantes para que el agua sea potable sin causar daños o problemas de salud a las personas que la consuman.

Método (materiales y procedimiento)

Materiales, equipo y sustancias:

• 2 termos de acero inoxidable
• Contenedor de plástico
• Tubo flexible de cobre
• Ventilador de caja
• Adaptador de compresión de latón
• Panel solar portátil
• Caja de batería
• Lata de alcohol sólido
• Soporte metálico
• Sellador
• Adaptador USB a ventilador de 2/4 pines
• Silicona
• Taladro
• Cortador de tubos de cobre
• Flaring para tubos
• Bridas metálicas
• Agua salada

Procedimiento:

1. Llena el termo de acero inoxidable con agua salada y caliéntalo utilizando una lata de alcohol sólido.
2. A medida que el agua comienza a evaporarse, el vapor será dirigido a través del tubo de cobre.
3. El ventilador, alimentado por el panel solar, enfría el vapor en el tubo de cobre.
4. El vapor se condensa y el agua resultante se recolecta en un contenedor limpio.
5. Una vez que el agua pasa por el sistema, estará lista para ser consumida.

Galería Método

Resultados

Los resultados del experimento mostraron que el sistema fue capaz de generar agua potable a partir de agua salada. La cantidad de agua producida fue modesta, pero suficiente para demostrar que el proceso funciona. Notamos que cuanto más salada era el agua, más tiempo tardaba en evaporarse y condensarse, lo cual puede mejorarse optimizando la eficiencia del sistema.

Galería Resultados

Discusión

El uso de termos de acero inoxidable con una sola capa fue crucial para permitir la evaporación del agua. Sellar correctamente los agujeros por donde pasa el tubo de cobre es fundamental para evitar la pérdida de vapor. El ventilador debe empujar el aire hacia arriba, ya que el aire caliente sube naturalmente, lo que facilita el enfriamiento del vapor en el tubo de cobre. Observamos que con agua salada, el proceso de evaporación es más lento, lo que sugiere que el sistema podría mejorarse para hacerlo más eficiente.

Conclusiones

El proyecto demostró que es posible desalinizar agua de mar utilizando un sistema sencillo impulsado por energía solar. Sin embargo, se observaron limitaciones en cuanto al tiempo que tarda el proceso, especialmente cuando se usa agua salada. A pesar de esto, el proyecto ofrece una solución prometedora para proporcionar agua potable en áreas donde es difícil acceder a agua limpia. Con futuras mejoras, este sistema podría ser más eficiente y rápido.

Bibliografía

electronicsNmore. (2019, 23 de agosto). Turn salt water into FRESH! (Solar cooled desalinator) [Video]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=HvmLyJ1Cw88

Summary

The water desalination system developed in this project uses a process of evaporation and condensation to transform seawater into drinking water. The system employs a copper pipe that channels the vapor generated by boiling the water into a fan powered by a solar cell. Solar energy not only powers the fan but also provides a sustainable and eco-friendly solution for water purification in coastal or remote areas. The fan cools the vapor in the copper pipe, condensing it back into liquid water. This process offers a simple, effective, and accessible alternative for obtaining drinking water from saltwater, which can improve living conditions in places with limited access to clean water.

Research Question

Problem approach

Access to clean drinking water is a serious issue in many parts of the world, especially in coastal areas where seawater is abundant but undrinkable due to its high salt content. In countries like Mozambique, Chad, and Somalia, a significant portion of the population does not have access to clean water, leading to waterborne diseases like cholera. Even in nations like Angola and Uganda, access to drinkable water is a luxury that few can afford.

This project aims to develop a desalination method that is accessible and sustainable, allowing more people in these regions to gain access to drinkable water and improve their quality of life.

Background

Water desalination involves several fundamental steps that mimic the natural water cycle:

Evaporation: Seawater is heated until it boils, generating steam.

Transportation: The steam is channeled through a copper tube.

Condensation: A fan powered by solar energy cools the steam, turning it back into liquid water.

Purification: The condensed water is pure and drinkable.

This process uses the physical principles of state changes and heat transfer, combining solar energy to make it sustainable. Desalination is a valuable resource in areas with limited access to drinking water, and this project aims to apply these principles to create an accessible and portable solution.

Objective

General Objective:

Develop an efficient method to purify seawater, converting it into drinkable water without causing harm to individuals.

Specific Objectives:

Test the effectiveness of desalination using a solar-powered system.

Create an accessible and portable prototype that can be used in remote areas.

Evaluate the quality of the water obtained through simple purity tests.

Justification

We chose this project because we learned that many people around the world lack access to clean drinking water, especially in areas where seawater is abundant. We want to find a solution to this problem by making seawater a viable source of clean drinking water. This project not only aims to purify water but also to do so sustainably using solar energy, making it an environmentally friendly option adaptable to various contexts.

We believe that by developing this system, we can improve the lives of many people who need access to drinking water and help solve a global problem.

Hypothesis

If we develop and implement a purification method for seawater, then we will be able to remove enough salt and contaminants to make the water drinkable without causing harm or health issues to individuals.

Method (materials and procedure)

Material, equipment and substances

• x2 stainless steel thermos
• plastic container
• flexible copper tube 
• case fan
• male compression brass
• portable solar panel
• battery box
• solid alcohol can
• metal support
• sealant
• usb to 2/4 pin fan power adapter
• silicone
• drill
• copper pipe cutter
• pipe flaring
• metal zip ties
• salt water 

Procedure

1. Fill the bottle with salt water and heat it up.
2. Wait for it to evaporate so it can go through the copper tube.
3. The fan powered by a solar panel cools the steam.
4. Once it becomes water it will go out though the tube and you will be able to drink it.

Method Gallery

Results

The experiment results showed that the system was able to produce drinkable water from saltwater. The amount of water produced was modest, but sufficient to demonstrate that the process works. We noticed that the saltier the water, the longer it took to evaporate and condense, suggesting that the system could be improved to increase efficiency.

Results Gallery

Discussion

Using a single-layer stainless steel thermos was crucial to allow the water to evaporate. Properly sealing the holes where the copper tube passes through is essential to prevent steam from escaping. The fan must push air upward because hot air naturally rises, making it easier to cool the steam in the copper tube. We observed that with saltwater, the evaporation process is slower, suggesting that the system could be optimized for better efficiency.

Conclusions

The project demonstrated that it is possible to desalinate seawater using a simple solar-powered system. However, there were limitations in the time it took to process the water, especially when using saltwater. Despite this, the project offers a promising solution for providing drinkable water in areas where clean water is difficult to access. With future improvements, this system could become more efficient and faster.

Bibliography

electronicsNmore. (2019, August 23). Turn salt water into FRESH! (Solar cooled desalinator) [Video]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=HvmLyJ1Cw88