Simulación por dinámica de fluídos computacional, de un sistema pata desalinización por ósmosis inversa de tipo centrífuga, con generación de vórtices de dean
- Autores: Jorge Antonio de la Cruz Lechuga Andrade
- Directores de la Tesis: Joaquím Lloveras i Macià (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ( España ) en 2011
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Carles Riba i Romeva (presid.), Jaume Valls Passola (secret.), Hervé Patric Morvan (voc.), Rosario Vidal Nadal (voc.), Águeda García Carrillo (voc.)
- Materias:
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- Resumen
La Tesis presenta una investigación de la problemática mundial de agua dulce, se analizan diferentes procesos, para la desalinización de agua de mar, aplicando la Inteligencia Competitiva y Tecnológica, para el acopio de información, análisis, evaluación y tendencias tecnológicas y la competitividad del sector para toma de decisiones; se observa que el proceso por ósmosis inversa, es el más eficiente. Se aplican la Teoría de Resolución de Problemas de Inventiva (TRIZ), para la generación de ideas innovadoras, para el diseño del equipo, y el trabajo multidisciplinar, para obtener un diseño robusto. Se hace una simulación utilizando el GAMBIT y FLUENT y trabajar con las variables relacionadas, donde se obtiene la malla que permita simular y la geometría. Se elabora un diseño preliminar de un filtro para desalar el agua, con un proceso eficiente y el producto obtenido para el consumo humano, cumpla con las disposiciones de la OMS. Las membranas utilizadas, se usan las de fibra hueca de poliamida composite y Kevlar, enrrolladas en forma helicoidal, que permitan la generación de vórtices de Dean y observar su comportamiento con la centrifugación, arregladas en tresbolillo.
Se hace un pre-tratamiento y un pos-tratamiento, para mejorar las condiciones del proceso y la calidad del agua. Las membranas presentan una retención de Boro del 94%; la OMS establece hasta 0.3 ppm de Boro en el agua para consumo; el agua de mar contiene 4.5 ppm de ácido bórico; con la retención mencionada, se logra tener en el producto final 0.27 ppm de Boro residual. También se presenta un análisis de costos.
Las hipótesis planteadas, se cumplen, deduciendo que, si es posible desalar por ósmosis inversa tipo centrífuga, con eficiencia.
Los resultados de los costos y consumo energético, son motivadores; en los análisis obtenidos, el costo unitario es de 0.4077 USD/m3 y el consumo energético en el proceso resultó de 0.8312 kWh/m3.
La formación de los vórtices de Dean y su permanencia, con la aplicación de la fuerza centrífuga, se fortalecieron, lo cual fue un logro importante en la investigación.
El trabajo, ofrece una innovación a los procesos con membrana para desalar agua de mar.
