Diseño y construcción de un prototipo autosustentable de tratamiento de agua para consumo humano
El presente proyecto técnico tuvo por objetivo diseñar y construir un prototipo autosustentable para tratamiento de agua para consumo humano. La revisión bibliográfica permitió establecer los parámetros de diseño fundamentales en el prototipo. Se empleó la metodología del diseño concurrente que perm...
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| 出版事項: |
2023
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| description | El presente proyecto técnico tuvo por objetivo diseñar y construir un prototipo autosustentable para tratamiento de agua para consumo humano. La revisión bibliográfica permitió establecer los parámetros de diseño fundamentales en el prototipo. Se empleó la metodología del diseño concurrente que permitió la generación de posibles alternativas de selección de componentes mediante la aplicación del QFD. Mediante la interpretación de un análisis fisicoquímico de agua realizado a una muestra tomada en la comunidad de Rumicruz se encontró presencia de coliformes, por lo cual se determinó que el tratamiento adecuado de desinfección de agua es el método de radiación ultravioleta, sin embargo, el uso de este sistema implicó la generación de 65 W que han sido proporcionados a través de energía solar y mediante el uso de una batería que permitió el funcionamiento continuo del prototipo. Además, para facilitar el mantenimiento del sistema de desinfección se implementó el uso de una electroválvula alimentada por medio de la micro hidro generación de una microturbina que aprovecha el potencial hidro cinético presente en las tuberías de agua de la comunidad. Los componentes mecánicos de la microturbina fueron calculados y diseñados teóricamente para después ser verificados mediante la modelación en el software SolidWorks para luego llevar a cabo un análisis dinámico del fluido y un análisis de elementos finitos en el software ANSYS, donde se verificó el comportamiento tanto del fluido como del mecanismo sometido a cargas máximas para su posterior construcción. Se realizaron pruebas de funcionamiento del prototipo que comprobaron su auto sustentabilidad para un funcionamiento continuo, además el sistema de desinfección obtuvo resultados favorables ya que se redujo la presencia de coliformes de 300 UFC/100ml a ausencia de estas, eliminando la presencia de microorganismos en el agua, proporcionando datos de análisis encontrados dentro del rango de referencia de la norma INEN 1108. |
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Mediante la interpretación de un análisis fisicoquímico de agua realizado a una muestra tomada en la comunidad de Rumicruz se encontró presencia de coliformes, por lo cual se determinó que el tratamiento adecuado de desinfección de agua es el método de radiación ultravioleta, sin embargo, el uso de este sistema implicó la generación de 65 W que han sido proporcionados a través de energía solar y mediante el uso de una batería que permitió el funcionamiento continuo del prototipo. Además, para facilitar el mantenimiento del sistema de desinfección se implementó el uso de una electroválvula alimentada por medio de la micro hidro generación de una microturbina que aprovecha el potencial hidro cinético presente en las tuberías de agua de la comunidad. Los componentes mecánicos de la microturbina fueron calculados y diseñados teóricamente para después ser verificados mediante la modelación en el software SolidWorks para luego llevar a cabo un análisis dinámico del fluido y un análisis de elementos finitos en el software ANSYS, donde se verificó el comportamiento tanto del fluido como del mecanismo sometido a cargas máximas para su posterior construcción. Se realizaron pruebas de funcionamiento del prototipo que comprobaron su auto sustentabilidad para un funcionamiento continuo, además el sistema de desinfección obtuvo resultados favorables ya que se redujo la presencia de coliformes de 300 UFC/100ml a ausencia de estas, eliminando la presencia de microorganismos en el agua, proporcionando datos de análisis encontrados dentro del rango de referencia de la norma INEN 1108.The objective of this technical project was to design and build a self-sustaining prototype for water treatment for human consumption. The bibliographical review allowed to establish the fundamental design parameters in the protype. The concurrent design methodology was used, which allowed the generation of possible component selection alternatives through the application of the QFD. Through the interpretation of a physicochemical analysis of water carried out on a sample taken in the Rumicruz community, the presence of coliforms was found, for which it was determined that the adequate treatment of water disinfection is the ultraviolet radiation method, however, the use of this system implied the generation of 65 W that have been provided through solar energy and through the use of a battery that allowed the continuous operation of the prototype. In addition, to facilitate the maintenance of the disinfection system, the use of a solenoid valve powered by the micro hydro generation of a micro turbine that takes advantage of the hydro kinetic potential present in the community water pipes was implemented. The mechanical components of the microturbine were calculated and theoretically designed to later be verified by means of modeling in the SolidWorks software to later carry out a dynamic analysis of the fluid and a finite element analysis in the ANSYS software, where the behavior of both the fluid as well as the mechanism subjected to maximum loads for its subsequent construction. Functional tests of the prototype were carried out, which verified its self-sustainability for continuous operation, in addition, the disinfection system obtained favorable results since the presence of coliforms of 300 CFU/100ml was reduced in the absence of these, eliminating the presence of microorganisms in the water, providing analysis data found within the reference range of the INEN 1108 standard.Escuela Superior Politécnica de ChimborazoMayorga Pérez, Diego FernandoVera Luzuriaga, John Germán2023-08-02T17:29:20Z2026-04-20T06:48:34Z2023-06-20info:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfGuerrero Ramos, Marco Ramiro; Ruiz Estrada, Miguel Ángel. (2023). Diseño y construcción de un prototipo autosustentable de tratamiento de agua para consumo humano. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.https://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/19206spaUDCTFM;15T00868info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/ec/reponame:Repositorio Escuela Superior Politécnica de Chimborazoinstname:Escuela Superior Politécnica de Chimborazoinstacron:ESPOCH2026-04-20T06:48:34Zoai:dspace.espoch.edu.ec:123456789/19206Institucionalhttp://dspace.espoch.edu.ec/Universidad públicahttps://www.espoch.edu.ec/es/http://dspace.espoch.edu.ec/oai.Ecuador...opendoar:17502026-04-20T06:48:34Repositorio Escuela Superior Politécnica de Chimborazo - Escuela Superior Politécnica de Chimborazofalse |
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