Estudio de sistemas térmicos de desalinización al alto vacío con eyecto condensación activados con energía termosolar [recurso electrónico] / Cristian Ascención Casares de la Torre ; director, Nicolás Velázquez Limón

Maestría y Doctorado en Ciencias e Ingeniería

Tesis (Maestría)--Universidad Autónoma de Baja California, Instituto de Ingeniería, Mexicali, 2021.

Incluye referencias bibliográficas

Es sabido por todos que, el agua es un elemento imprescindible para la vida; sin embargo, a
nivel mundial existe una crisis con la disponibilidad del recurso hídrico de potable debido al
crecimiento poblacional y calentamiento global. La escasez del agua provoca serios problemas de
salud, además de limitar de manera significativa el desarrollo de las actividades productivas de los
sectores agrícola, ganadero, industrial, entre otros. Por lo anterior, la comunidad científica está
buscando desarrollar tecnologías sustentables y con mayor eficiencia que brinden el servicio de
agua potable a través de nuevas configuraciones que utilicen las energías renovables como su
fuente de activación. Con la intención de contribuir a esta causa, en esta tesis se estudiaron
teóricamente los sistemas de desalinización térmicos al alto vacío con eyecto-condensación, la
hibridación entre ellos y diferentes configuraciones para su activación y funcionamiento; se
generaron tres propuestas tecnológicas, las cuales se evaluaron a través del simulador Aspen Plus.
Dichas propuestas tecnológicas de desalinización, son activadas mediante energía solar térmica
para contribuir en la mitigación de la contaminación ambiental, el daño a la capa de ozono y el
aumento del calentamiento global producido por la sobreutilización de los combustibles fósiles.
La propuesta tecnológica MED-AV, consiste en un sistema de desalinización por evaporación de
múltiple efecto integrado a un subsistema de eyecto-condensación, en el cual se propone un rango
de presión y temperatura a lo largo de sus 14 efectos, que alcanza la presión correspondiente a una
temperatura de saturación de 4 °C en el último efecto, sin la necesidad de contar con el
acoplamiento de un sistema de enfriamiento por absorción para la condensación del vapor del
último efecto. En la condición de diseño encontrada dentro de este estudio, se producen 106,269
L/día, suficientes para satisfacer las necesidades de una comunidad de hasta 1000 personas, con
un GOR de 14.96, mostrando un incremento del 21% para ambos indicadores con respecto a un
sistema convencional de desalinización MED-CONV. La segunda propuesta tecnológica
MSF/MED-AV, consiste en un sistema de desalinización al alto vacío y con eyecto-condensación
que acopla los procesos térmicos de desalinización de múltiple etapa flash y evaporación de
múltiple efecto, en donde debido a la configuración se puede operar en un rango de flujo mayor
que el de la propuesta MED-AV, reduciendo, además el número de componentes, e incrementando
el valor en el indicador de eficiencia GOR en un 25% con respecto a un sistema MED convencional
y casi 4% con respecto a la MED-AV; además se produce 108,926 L/día de agua producto con un
GOR de 15.62. La tercera propuesta tecnológica MED-AV-BTA, consiste en un sistema de
desalinización MED al alto vacío con eyecto-condensación de 14 efectos que se activa con una
TBT de 25 °C, por lo que el agua de mar de alimentación no requiere precalentamiento, esto a su
vez se refleja en un sistema que alcanza una capacidad de 210,816 L/día con un GOR de 29.66 y
que presenta un incremento del 60% en la capacidad y eficiencia respecto al sistema MED-CONV.

Al realizar el estudio comparativo de las propuestas tecnológicas, se observa que el sistema MED-
AV-BTA tiene los mejores indicadores de eficiencia y capacidad, con lo cual sería posible

competir con las tecnologías actuales en el mercado, además de contar con una alta potencialidad
de ser empleado en distintos escenarios, con distintas configuraciones para satisfacer las
necesidades relacionadas a la disponibilidad de agua de las comunidades marginadas.