Puricadora De Agua

Diseño de un purificador de agua:

*Identificación del problema.

En estos últimos días México ha estado sometido a gran cantidad de lluvia que aqueja a la población, inundando por completo sus pueblos, casas etc. Por eso es indispensable que aquellos afectados por estos desastres traten de subsistir, y proveer de agua potable será una de las principales objetivos.

*Establecimiento de parámetros de solución.

Se nos ha dado la tarea de diseñar un sistema de potabilizador de agua cuyas principales características son las siguientes.

• Transformar el agua “contaminada” en agua potable.

• Garantizar un abasto mínimo de 5 litros por día.

• No debe utilizar energía eléctrica.

• El agua contaminada será sacada de cualquier fuente dentro del área en la zona afectada.

*Planificación de la solución.

Nos basaremos en algunos métodos efectivos de potabilización de agua preexistentes.

Basándonos principalmente en el proceso de filtración:

Se denomina filtración al proceso unitario de separación de sólidos en suspensión en un líquido mediante un medio poroso, que retiene los sólidos y permite el pasaje del líquido.

El principio teórico de la filtración se fundamenta en la cuantificación de la relación básica de velocidad un fluido o caudal:

donde la fuerza impulsora (F) que puede ser la fuerza de gravedad, el empuje de una bomba de presión o de succión, o la fuerza centrífuga, mientras que la resistencia (R) es la suma de la ofrecida por el medio filtrante y la torta de sólido formada sobre el mismo.

Variables de la filtración.

Presión

En general, si el aumento de presión conlleva un aumento significativo del caudal o velocidad de filtración. En la práctica, se prefiere operar a una velocidad constante, empezando a baja presión, aunque por el empleo generalizado de sistemas de bombeo centrífugos, las condiciones habituales son de presión y caudal variables.

Viscosidad y temperatura

La velocidad de flujo de filtrado en cualquier instante es inversamente proporcional a viscosidad de filtrado.

El efecto de la temperatura sobre la velocidad de filtración de sólidos incompresibles es evidente, sobre todo, mediante su efecto sobre la viscosidad.

Medio filtrante.

El medio filtrante es el elemento fundamental para la práctica de la filtración y su elección es, habitualmente, la consideración más importante para garantizar el funcionamiento del proceso.

En general, entre los principales criterios de selección del material de medio filtrante, se pueden destacar:

-Compatibilidad y resistencia química con la mezcla

-Permeabilidad al fluido y resistencia a las presiones de filtración

-Capacidad en la retención de sólidos

-Adaptación al equipo de filtración y mantenimiento

-Relación vida útil y coste

Microfiltracion.

Generalmente se llama microfiltración al proceso de filtración con membranas cuyos tamaños de poro varían entre 0,1 y 10 micrones. Con estas membranas se retienen partículas en suspensión con tamaños dentro de el rango de los poros o mayores, dejando pasar las partículas disueltas de dimensiones menores.

*Métodos de filtración sugeridos, propuesta de diseño.

Filtrado por gravedad.

Este tipo de filtros tiene un lecho de grava y arena y el agua fluye a través de este lecho por el solo efecto o acción de la gravedad. La velocidad de filtración en este tipo de filtros es muy lenta, por lo que se requiere de una gran área o superficie de filtración para un flujo determinado. O bien es forzada a fluir a través de las diferentes capas de material filtrante por presión de una bomba.

El agua a tratar, llega al filtro a través de una tubería o canaletas que se encuentran en la parte superior del filtro. La distribución de esta tubería o canaletas debe ser hecha tratando de que el agua a tratar se distribuya uniformemente en toda el área del filtro para que el área de filtración efectiva sea el área disponible en el filtro.

Después de que el agua cae a la parte superior del filtro, ésta inicia su trayecto a través de las diferentes capas de grava y arena. En la parte superior se encuentra la arena más fina, dispuesta así con la intención de que los sólidos se retengan en esta parte superior del lecho. De las diferentes capas del filtro, ésta primera capa de arena es la que retiene la mayoría de los sólidos suspendidos. Después de la primera capa de arena le sigue otra capa de arena más gruesa, posteriormente una capa de grava fina y al último una capa de grava gruesa.

-Osmosis inversa.

La ósmosis es un fenómeno físico relacionado con el movimiento de un solvente a través de una membrana semipermeable. Tal comportamiento supone una difusión simple a través de la membrana, sin "gasto de energía".

Una membrana semipermeable, (que es aquella que contiene poros o agujeros, al igual que cualquier filtro, de tamaño molecular. El tamaño de los poros es tan minúsculo que deja pasar las moléculas pequeñas pero no las grandes, normalmente del tamaño de micras) es la parte principal de este proceso de potabilizado. Un ejemplo, de su función es que deja pasar las moléculas de agua, que son pequeñas, pero no las de azúcar, que son más grandes.

Lo que se ve en la figura son moléculas de agua, mismas que son lo único prácticamente que la memebrana de osmosis inversa deja pasar de manera normal a través de esta.

En esta figura se aprecia el tamaño del poro de la membrana de osmosis inversa, siendo este mucho menor que el de los virus y también se compara con la molécula

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