Proyecto Cientifico Gabriela.docx

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIDAD EDUCATIVA COLEGIO “MADRE CASILDA” AREA DE FORMACIÓN: BIOLOGÍA

DISEÑO Y ELABORACIÒN DE PLANTAS ARTESANALES DESALINIZADORAS PARA USO DOMÉSTICO DEL AGUA POTABLE.

Autores: Colina Eugenio A. Salas Valeria J. Rueda Amylú G. Romero David J. Campos Yraner C. Méndez Cristina V. García Marilig Y. Pulgar Ludwing W. Bello Eudes A. Puentes Oscar J. Peña Jeslhey G.

Tutor: Álvarez María Verónica i

Punto Fijo, Enero de 2018 INDICE pp. AGRADECIMIENTO…………………………………………………………

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DEDICATORIA………………………………………………………………. LISTA DE CUADROS……………………………………………………….

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LISTA DE GRÁFICOS……………………………………………………….

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RESUMEN……………………………………………………..……...........

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INTRODUCCIÓN………………………………..……………..…………….

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I EL PROBLEMA…………………………………………………...............

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1.1 Planteamiento del Problema……….……………………………….

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1.2 Formulación del Problema……………………………………........

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1.3 Objetivo General…………………….……..…………………………

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1.3.1 Objetivos Específicos……………………………………………..

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1.4 Justificación….……………………………………………...............

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1.5 Limitación…….………………………………………..…..…………..

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II MARCO TEÓRICO..............................................................................

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2.1 Antecedentes.................................................................................

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2.2 Bases teóricas...............................................................................

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2.2.1 Bases legales………………………………………………………..

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2.3 Definición de términos…...............................................................

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2.4 Sistema de Variables………………………………..…………........

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2.4.1 Operacionalización de Variables………………………………….

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2.4.2 Cuadro de Variables………………………………………….........

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III MARCO METODOLÓGICO………………………….…………..............

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3.1 Diseño de la Investigación……………………... …………………..

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3.2 Población y Muestra …………………………………………..........

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3.3 Técnicas e Instrumentos de Recopilación de Datos………..........

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3.4 Técnicas de presentación y análisis de datos…………………….

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CONCLUSIÓN……………………………………………………….............

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Recomendaciones………………………………………………………

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INDICE DE GRÁFICOS

Grafico

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1.

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2.

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INDICE DE CUADROS Tabla

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1.

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2.

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INDICE DE ANEXOS Pág. 1.

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AGRADECIMIENTOS A Dios todopoderoso, por darnos vida, salud y entendimiento para superar con éxito esta etapa de nuestra vida. A nuestros padres por apoyarnos durante todos nuestros años de estudio, ellos nos han enseñado que hay que luchar por conseguir cumplir cada meta que tengamos y nos han guiado a ser personas de bien. A todos los profesores que estuvieron presentes en cada etapa de nuestra vida, ya que ellos al igual que nuestros padres nos han ayudado a formarnos y nos han dado los conocimientos necesarios para superar cada obstáculo. Les agradecemos a todos, sin ellos no podríamos haber llegado tan lejos, todos son un apoyo inmenso y un ejemplo a seguir para llegar a ser verdaderos profesionales. Creemos que cada uno de nosotros tiene mucho potencial para dar todo lo que tenemos al mundo, para mejorar cada día, podemos ser posibles médicos y salvar vidas, ser profesores e impartir conocimientos, o bien podríamos ser psicólogos y ayudar a las personas a superar sus miedos. Todo lo que tengamos para ofrecer se lo debemos a ustedes. Nuestras más sinceras gracias.

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DEDICATORIA Dedicamos este trabajo… A Dios, por la fuerza y ayuda espiritual que nos ha brindado siempre y por hacernos sentir que está ahí siempre con nosotros en todo lo que nos hemos propuesto alcanzar. A nuestros padres, por darnos la vida y el apoyo que necesitábamos, todos nuestros logros y esfuerzos han sido por ellos, porque los vemos como un ejemplo a seguir y nos gustaría alcanzar todo lo que nos propongamos así como ellos lo han logrado. .

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIDAD EDUCATIVA COLEGIO “MADRE CASILDA” AREA DE FORMACIÓN: BIOLOGÍA

DISEÑO Y ELABORACIÒN DE PLANTAS ARTESANALES DESALINIZADORAS PARA USO DOMESTICO DEL AGUA POTABLE. Proyecto de grado como requisito para optar al título de Bachiller en Ciencias. Autores: Colina Eugenio L. Salas G Valeria J. Rueda S Amylú G. Romero David J. Campos L Yraner C. Méndez R Cristina V. García M Marilig Y. Pulgar Ludwing W. Bello Eudes A. Puentes Oscar J. Peña P Jeslhey G. Tutor Académico: Álvarez, María Verónica. Resumen En el presente informe se describen los aspectos de la fase del diseño y elaboración de plantas desalinizadoras artesanales de agua de mar, de una capacidad mínima para ser utilizadas en las zonas residenciales de la península de Paraguaná. La misión del proyecto consiste en proveer agua potable a partir del agua de mar. Esto para mermar un poco la situación que presenta nuestros sectores en cuanto a la escasez de agua por los problemas de la hidrológica del estado que es la empresa encargada de suministrarnos el vital líquido. Se describen las fortalezas, las que radican principalmente en los bajos costos de operación y valor agregado, y también las debilidades que se basan en la inversión y riesgos del proyecto. Se describen las actividades primarias que consisten en las operaciones, logística y servicio. En cuanto a las actividades de apoyo describen las adquisiciones, el desarrollo de tecnología el manejo de recursos humanos y el mantenimiento. El análisis externo que se realiza define las oportunidades y amenazas, las que se analizan principalmente en la rentabilidad y riesgos involucrados en la instalación y operación de la planta. En cuanto a la legislación y gestión ambiental se realiza un viii

análisis de los aspectos legales y ambientales, donde se abarca, permisos municipales, planes, reguladores, existencia de patentes para el proceso. También se establece que es necesario realizar una declaración de impacto ambiental de acuerdo a la legislación vigente. Palabras claves: Diseño, Elaboración, Planta, Desalinizadora, Hogares, Artesanales y Ambiental

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INTRODUCCIÓN La desalinización de agua de mar se ha planteado, ya hace dos años, como un método para poder utilizar la enorme fuente de agua salada como una alternativa a las naturales de agua dulce. Este proceso es importante debido a la abundancia de agua salada de mar y el poco aprovechamiento que se hace del recurso tanto en el país como en la Península de Paraguaná, además, el agua de mar como tal, es inadecuada al consumo humano, no es útil como materia prima para procesos industriales, agricultura, entre otros. Si se realizara un sondeo situacional nacional, es apreciable que la demanda venezolana de agua va en aumento, observándose con mayor claridad al norte del país, específicamente en el estado Falcón, producto al bajo índice de precipitaciones debido a las condiciones climáticas que predominan y al fenómeno climatológico mundial llamado “El Niño” que ha agudizado la situación. Por lo anterior, se hace necesario satisfacer las nuevas demandas de agua adecuándose a la situación geográfica, nacional y costos que favorece ciertos procesos de obtención de agua. Existen varias tecnologías asociadas a la desalinización como son: La osmosis inversa, la destilación, la electrodiálisis y la congelación. Dadas las condiciones climáticas de la zona, costes y el compromiso con el dilema nacional de abastecimiento eléctrico se considerará la osmosis inversa como la forma de desalinización. Se ha propuesto como proyecto la producción de agua desalinizada, estableciendo el tamaño mínimo de la planta y las condiciones necesarias para la instalación de ellas a niveles residenciales, como edificios, villas, urbanizaciones, donde se cuente con una desalinizadora para cierta cantidad de hogares y poder cubrir la demanda de agua potable. Particularmente la idea primordial, es extraer el agua de mar vía tuberías para sectores que se encuentren cerca del mar o camiones cisternas para los que no, mejorando así la calidad de vida de los grupos organizados que deseen adquirir la misma para beneficio propio, y a su vez, minimizando los costos que le puede acarrear el alquiler de un camión cisterna con agua potable o la compra de agua tratable en bidones y botellones para su consumo.

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Para esto, se estudiarán antecedentes del proceso y se evaluarán los requerimientos de inversión y costos de producción que el proceso conlleva. Justo con ello, se establecerán los requerimientos ambientales del proceso y se propondrán las soluciones de modo que los residuos cumplan con las exigentes normativas ambientales. Así mismo, se considerará los marcos regulatorios vigentes para que el agua cumpla con los estándares de consumo humano.

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CAPITULO I

EL PROBLEMA

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 3

El agua es necesaria para el desarrollo de la vida así como para numerosas actividades humanas. En Paraguaná, los servicios públicos hídricos desde hace muchos años, no satisfacen positivamente a la región, trayendo consigo escasez constante de agua, causando problemas de salud, de higiene o problemas sociales, por lo que es necesario desarrollar sistemas que permitan un mejor aprovechamiento del agua que existe en nuestro planeta. Otro aspecto muy importante a considerar dentro de la distribución de los recursos hídricos del planeta es que no todos están disponibles, ni tienen la calidad necesaria. Actualmente en Paraguaná muchos habitantes son afectados por la escasez inminente que se ha producido en el país. Probablemente esto se deba a la falta de mantenimiento de las bombas surtidoras de la represa que surten el caudal de líneas. Dado que los recursos hídricos son limitados, las tecnologías basadas en la desalinización del agua de mar y el bombeo de agua a distancia, pueden paliar de alguna forma la demanda de agua que existe actualmente, pero esto por sí solo no es la solución. Además de estas tecnologías, es necesario gestionar bien el agua, evitando pérdidas o despilfarros que existen por ejemplo en las canalizaciones de riego, o en las redes de abastecimiento bien por estar obsoletas, bien por no tener un mantenimiento adecuado. Así mismo, es necesario un sistema de reciclado y reutilización de aguas tanto en la agricultura como en la industria donde la demanda de agua es tan elevada. Se hace necesario el ahorro de agua en todos los sectores de consumo, usando técnicas de riego que eviten el desgaste de esta, ahorro en el consumo doméstico y su posterior depuración y reutilización. Sin embargo, existen zonas áridas o aisladas del planeta que necesitan de fuentes externas de agua para su desarrollo como la desalación. La desalación es un proceso que permite aumentar esos recursos, pero tiene el inconveniente de ser una tecnología cara y no está al alcance de todos los países.

1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

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Tener una buena salud física y mental, es indispensable en la formación de los humanos, por lo tanto, tener la higiene adecuada es necesario para lograr esta condición. Es allí la importancia que tiene la misión de la raza humana en buscar alternativas que conlleven a conservar el agua, que es un recurso que cada día se ha ido agotando en el planeta, y en Paraguaná.

Profundizando nuestros conocimientos obtenidos mediante investigación con una gama de diversas propuestas que se presenta para aprovechar el agua de mar para nuestro uso diario, se platean las siguientes interrogantes:

¿Cómo nos ayudaría una planta desalinizadora?

¿Cómo podríamos construirla?

¿Haríamos un mal al medio ambiente?

Estas y otras interrogantes son objeto de estudio en la elaboración y ejecución de este proyecto que permita facilitar una serie de dificultades que se le presenta al individuo en su día a día o en el desenvolvimiento de sus actividades. 1.3 OBJETIVO GENERAL 

Diseñar y elaborar plantas artesanales desalinizadoras para uso doméstico del agua potable.

1.3.1 OBJETIVOS ESPECÍFICO 

Determinar las distintas partes que conformarán la planta de desalinización y su funcionamiento.

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Permitir a las personas afectadas utilizar esta agua para uso doméstico.

1.4 JUSTIFICACIÓN 5

Dado a que la Península de Paraguaná es una zona rural, suele ser difícil conseguir agua apta para el consumo humano, y mucho más con la escasez actual. La falta de agua es un problema grave ya que las personas afectadas, debido a la poca higiene podrían a la larga sufrir de enfermedades en la piel, los individuos empiezan a sentir estrés e incluso enojo, lo que lleva a problemas sociales, formándose protestas o marchas en contra del gobierno, muchos serían afectados económicamente, comprando agua diariamente que incluso no es del todo acta para nuestro uso. Nuestro objetivo es realizar una planta desalinizadora para el uso doméstico de agua no potable en las zonas residenciales para beneficiar a los habitantes mejorando su salud y el restablecimiento del equilibrio emocional del individuo, destacando que debido al poco poder adquisitivo se ahorraran costos de compra constante a camiones cisterna, disminuyendo así las protestas y logrando una mayor tranquilidad para los gobernantes.

1.5 LIMITACIÓN 

Se trata de un proceso que requiere energía por lo tanto es costoso.

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Se ve interrumpido el ciclo natural de muchos organismos marinos.

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Introducción de nuevos contaminantes al ambiente que se ve en contacto con el proceso.

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CAPITULO II

MARCO TEÓRICO.

2.1 ANTECEDENTES 7

Gracias al apoyo de la Universidad Autónoma de Baja California se inició el programa de Doctorado en Ingeniería Ambiental y Desalación en la Universidad de las Palmas de Gran Canaria, España, en octubre de 1999 en los primeros años del programa se contó con el apoyo económico vía, Beca Mutis de la Agencia Española de Cooperación Internacional (AECI) y después a partir de octubre del año 2000 con el apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de México (Conacyt, becario 150283) que otorgó beca de 24 meses la cual se renovó, en noviembre del 2002 por otros 20 meses. El interés por desarrollar este programa radica en aprovechar la oportunidad para adquirir los conocimientos y experiencias en procesos de conversión de agua de mar y aplicarlos en México, principalmente en la región Noroeste; que comprende la Península de Baja California y el norte de Sonora. En los años 70's el bajo costo del petróleo impulsó la instalación de desaladoras por procesos de Destilación principalmente en la península Arábiga. Como antecedente, en 1969 se puso en operación en la planta Termoeléctrica Benito Juárez en Rosarito Baja California, México, una Desaladora por destilación (MSF) con una capacidad de producción de 328 lps (28,350 M3/día), en su época la más grande del mundo, con el tiempo el incremento en los costos del petróleo y la disponibilidad de agua del acueducto del Rió Colorado, desde Mexicali, hicieron poco rentable su operación. Sin embargo la disponibilidad de agua y energía favorecieron el desarrollo de la localidad de Rosarito, que ahora un es un emporio turístico. 2.1.1 ANTECEDENTES DE LA DESALINIZACIÓN DEL AGUA 

El agua ocupa aproximadamente el 71% de la superficie de la tierra. Sin embargo, el 97% de este recurso disponible en el planeta está en los océanos, es decir, es salobre y no apto para el consumo humano. Estas aguas tienen una gran cantidad de Cloruro de Sodio, también conocido como sal. Otros minerales que se encuentran son el cloruro de magnesio, el sulfato de magnesio y el sulfato de calcio. La salinidad del agua del mar varía de un lugar a otro debido a los aspectos climáticos, especialmente la temperatura, que influye en la evaporación. La cantidad media de sal es de un 35% (35 g de sal por cada litro de agua). Algunos mares se encuentran por debajo de los valores promedio, por ejemplo, el Báltico, con el 0,02% de la salinidad. Por otro lado, el Mar Muerto tiene un 250% de salinidad. Los océanos, por su abundancia, son de gran importancia para la humanidad. Debido al aumento del consumo y la escasez de agua potable en varias partes del mundo, se hizo necesario poder convertir agua salada en agua dulce.

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Métodos para su desarrollo

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

Este proceso puede ser desarrollado a través de varios métodos. Sin embargo, los más comunes son:

Ósmosis inversa Es la transformación de una sustancia salada a una purificada. Este proceso consiste en la separación del agua y la sal a través de la presión sobre el líquido. La presión necesaria para la OI depende de la cantidad de sólidos disueltos y del grado de desalinización que se quiera obtener. La inversión de energía en el proceso resulta en un aumento de entropía. Una planta utilizando el proceso de ósmosis inversa necesita hasta tres veces la cantidad del agua producida. Desalinización térmica La separación de la sal y el agua se produce a través de la evaporación y posterior condensación (paso de gas a líquido) de la sustancia. Destilación La desalinización por destilación se realiza mediante varias etapas, en cada una de las cuales una parte del agua salada se evapora y se condensa en agua dulce. La presión y la temperatura van descendiendo en cada etapa lográndose concentración de la salmuera resultante. El calor obtenido de la condensación sirve para calentar de nuevo el agua que hay que destilar. En esta tecnología se basa él Sea wáter Green house, un invernadero para zonas costeras áridas que usa agua salada para el riego. Congelación Para la desalinización por congelación, se pulveriza agua de mar en una cámara refrigerada y a baja presión, con lo que se forman unos cristales de hielo sobre la salmuera. Estos cristales se separan y se lavan con agua normal. Y así se obtiene el agua dulce. Evaporación relámpago En el proceso de desalinización por evaporación relámpago, en inglés Flash Evaporation, el agua es introducida en forma de gotas finas en una cámara a presión baja, por debajo de la presión de saturación. Parte de estas gotas de agua se convierten inmediatamente en vapor, que son posteriormente condensadas, obteniendo agua desalada. El agua residual se introduce en otra cámara a presiones más bajas que la primera y mediante el mismo proceso de calentamiento, pulverización y evaporación relámpago se obtiene más agua desalada. Este proceso se repetirá, hasta que se alcancen los valores de desalinización deseados. Estas plantas pueden contar más de 24 etapas de desalinización relámpago. A este proceso se le conoce como MSF (evaporación multi-etapa). 9

2.1.2 ANTECEDENTES GLOBALES En estos momentos unos 260 millones de personas beben agua procedente de una planta de desalinización en el mundo. Sin embargo, este número irá en aumento debido al previsible aumento de la población mundial y la no menos previsible falta de agua potable. Actualmente el principal problema de este tipo de producción de agua es el alto coste económico debido fundamentalmente a la gran cantidad de energía que es necesaria para llevarlo a cabo. Sin embargo, a medida que la tecnología avanza, el consumo disminuirá. Las primeras instalaciones desalinizadoras construidas en los 70 eran de tipo térmico con evaporadores de etapa flash múltiples (MSF) o de destilación de efecto múltiple (MED), con unos consumos superiores a 40 Kwh/m3. En los 80 surgieron las plantas desalinizadoras de compresión de vapor, con consumos de 15 Kwh/m3. Y también las primeras plantas de osmosis inversa, con un consumo de 10 Kwh/m3. Actualmente el campo de la osmosis inversa se ha visto ampliamente mejorado con pequeñas innovaciones tecnológicas en los sistemas de recuperación de energía, disminuyendo el consumo hasta los 3 Kwh/m3. Según datos del IDA (International Desalination Association), actualmente alrededor de 150 países dependen de la desalinización para satisfacer sus necesidades de agua. A nivel mundial, se producen 80 millones de metros cúbicos al día en las 17000 plantas de desalinización, de las cuales la mitad utilizan agua de mar. Un ejemplo claro de países que dependen de este proceso para cubrir sus necesidades de agua son los países de oriente medio. Dichos países son ricos en recursos energéticos fósiles, pero no disponen de una gran cantidad de agua. En cuanto al método de desalación, a nivel mundial el 70% de las plantas de desalinización térmica se han pasado a la osmosis inversa. Aunque dicho sistema tiene problemas en lugares donde la temperatura es muy alta, sin embargo, las investigaciones actuales están dirigidas a la creación de nuevas membranas capaces de operar a baja presión y alta temperatura. El futuro de la desalinización se centra en el desarrollo de varias tecnologías nuevas con el objetivo de reducir el consumo de las plantas. También el desarrollo de procesos que utilicen energías renovables. Unos ejemplos de tecnologías en desarrollo son: La desalinización por adsorción es uno de los procesos con mayor eficiencia de los que se encuentran en desarrollo. Este proceso puede utilizar la energía

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solar para desalinizar el agua, sin embargo todavía existen problemas relacionados con el gran coste de inversión inicial. Otro ejemplo es la desalinización por membrana. Un proceso de baja energía impulsada térmicamente que utiliza una membrana hidrófoba para separar el agua por equilibrio líquido vapor. Sin embargo, es necesario seguir desarrollando este proceso, ya que actualmente el proceso tiene muy poca eficiencia energética.

2.2 BASES TEÓRICOS. A continuación se presentan las bases teóricas que sustentan la investigación sobre el uso una planta desalinizadora como herramienta útil para el consumo humano en la Península de Paraguaná. 2.2.1 TEORÍA DE ELECCIÓN DEL MÉTODO DE DESALINIZACIÓN En una planta de desalinización, se dice que el proceso más importante es el que elimina las sales del agua. Por esta razón es importante elegir correctamente el método que se va a emplear en función de las características de la planta, del caudal a tratar, la disponibilidad de energía, las características del agua, etc. En la desalinización se puede separar el agua de las sales o las sales del agua. Se va a clasificar los métodos de desalinización en función de ello: Los métodos en los cuales se separa el agua de las sales, utilizando como energía vapor y como proceso la evaporación, son la destilación solar, la destilación súbita múltiple, la destilación con tubos sumergidos, la destilación multiefecto con tubos horizontales o verticales y la compresión mecánica o térmica de vapor. También se puede separar el agua de las sales usando frío, con un proceso por cristalización, con un sistema de formación de hidratos o de congelación. Por último, si se utiliza la presión como energía y se usan membranas en el proceso, el sistema será de osmosis inversa. Los métodos en los cuales de separan las sales del agua, utilizando energía eléctrica y membranas son electrodiálisis u osmosis directa. Si se utilizan procesos químicos y resinas, serán sistemas de intercambio iónico. Y por último si se utilizan disoluciones y disolventes el sistema será de extracción con disolventes. Hoy en día se encuentran obsoletos el sistema de destilación por tubos sumergidos y la destilación multiefecto, aunque fueron los primeros en desarrollarse. Otro sistema no viable es el de congelación, ya que todavía se encuentra en desarrollo.

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Los sistemas que son viables para su aplicación industrial son la evaporación súbita flash (MSF), la destilación múltiple efecto (MED), la termo compresión de vapor (TVC), la compresión de vapor mecánica (CV), la electrodiálisis (ED) 

EVAPORACIÓN SÚBITA FLASH (MSF)

El proceso consiste en la destilación de agua de mar y la condensación posterior del vapor obtenido, recuperando el calor latente para calentar más agua de mar y repetir el proceso. Como la transmisión de calor no es con área infinita y no tiene un infinito número de etapas, el proceso debe disponer de una fuente externa que aporte calor y aumente la temperatura para que el proceso no se detenga. Este es el sistema más utilizado globalmente porque los resultados son buenos independientemente de la calidad del agua bruta y que, debido a la gran facilidad para encadenar varios de estos procesos en cascada, la capacidad de producción es muy alta. El gran inconveniente de la destilación súbita es el gran consumo de energía que necesita para producir un metro cúbico de agua producto. 

DESTILACIÓN MULTIEFECTO CON TUBOS HORIZONTALES (MED)

Este proceso también consiste en evaporar el agua de mar, condensar el vapor obtenido y recuperar el calor latente de condensación del vapor para calentar más agua de mar. El coste de inversión es mayor que en el sistema de MSF, pero es más sencilla de operar y tiene un coste de operación menor. Este sistema se ha utilizado en plantas de tamaño medio, y es muy aconsejable cuando se aprovechan los calores residuales procedentes del vapor de escape de las turbinas, motores diesel, turbinas de gas, etc., en las instalaciones de cogeneración y cuando no se pueden aplicar otros procesos. 

TERMO COMPRESIÓN DE VAPOR Y COMPRESIÓN MECÁNICA

Los procesos de destilación que utilizan la compresión de vapor se utilizan para plantas de pequeña dimensión. La energía que se va a utilizar para evaporar el agua proviene de la compresión del vapor, en lugar de por contacto directo. La compresión mecánica utiliza energía eléctrica. Es el más utilizado, y su funcionamiento se basa en la utilización de un compresor mecánico para transmitirle al agua la energía necesaria para que se evapore.

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El sistema de compresión térmica se basa en la creación de un chorro de vapor a través de un orificio tipo Venturi y extrae el vapor de agua creando un vacío. 

OSMOSIS INVERSA

La osmosis directa es un proceso que ocurre en la naturaleza cuando 2 soluciones, con diferentes concentraciones, se ponen en contacto una con otra separadas por una membrana semipermeable, existe una circulación natural de la solución menos concentrada a la solución más concentrada para igualar las concentraciones finales. A la diferencia de altura que se genera entre las dos soluciones se le llama presión osmótica. El proceso de osmosis inversa consiste en aplicar una presión externa mayor que la presión osmótica entre las dos soluciones para conseguir la inversión del proceso, es decir, que exista circulación de la solución con menos sales a la solución con más sales. El sistema es recomendable para plantas desalinizadoras porque aunque el agua no es tan pura como la obtenida con los procesos de destilación, sí es lo suficientemente pura para cumplir con los requisitos necesarios para su consumo. Este proceso de desalinización es uno de los más utilizados ya que el consumo eléctrico es menor que el de los procesos de destilación. Además, la energía utilizada depende de la concentración del agua bruta. Se adapta fácilmente a las necesidades de agua producto de la zona y los costes de inversión son significativamente menores que en los procesos de destilación. 

ELECTRODIÁLISIS

Este proceso consiste en la desmineralización del agua de mar haciendo que los iones de distinto signo se muevan hacia otras zonas, aplicando campos eléctricos con diferencias de potencial aplicados sobre electrodos. Para ello se utilizan membranas selectivas que permitan el paso de los iones en el agua salada. Es un proceso que únicamente puede separar sustancias que estén ionizadas, por lo que se reduce mucho su utilidad y rentabilidad para otro tipo de aguas no salobres. Aun así es un proceso que tiene un consumo eléctrico semejante al de la osmosis inversa. 

INTERCAMBIO IÓNICO

Las resinas de intercambio iónico son sustancias insolubles y tienen la habilidad de intercambiar iones con una sal disuelta al ponerse en contacto con ella. Si la resina intercambia los aniones del agua por iones OH- es una 13

resina aniónica. Si por el contrario intercambia cationes por iones H+, la resina es catiónica. Este sistema produce agua de gran calidad si la concentración de sales es menor de 1 g/l. Las resinas necesitan regenerarse con productos químicos cada poco tiempo, y terminan por agotarse al cabo de varias regeneraciones. Su reemplazo implicaría un coste no asumible para una planta de desalinización de agua de mar. 

JUSTIFICACIÓN DE LA ELECCIÓN

Las mejores técnicas de desalinización del agua son la MSF y la osmosis inversa, ya que son las únicas que permiten una producción suficientemente elevada. En la planta desalinizadora que se va a diseñar, se va a optar por un sistema de osmosis inversa, ya que permite la desalación de agua de mar. Además, su capacidad de producción es alta y el consumo energético es bajo, lo que ayudará a obtener un precio competitivo del metro cúbico. 2.2.2 BASES LEGALES Las bases legales de esta investigación se encuentran representadas, en primer lugar, en la Constitución de la República Bolivariana de Venezuela (2000), de donde se destaca el Artículo 82, cuando establece que: toda persona tiene derecho a disponer de una vivienda higiénica y con servicios básicos esenciales. En su artículo 117, reconoce también el derecho a disfrutar de bienes y servicios de calidad, el artículo 21 del mismo texto constitucional, ha servido como fundamento para reconocer el derecho de toda persona al acceso al agua potable en forma equitativa y no discriminatoria. Para garantizar el cumplimiento de lo establecido en dichos artículos, es de fundamental importancia la existencia y aplicación de plantas desalinizadoras, ya que eso le brindaría a los habitantes de Paraguaná, vivir con más comodidad y tener acceso al agua las 24 horas del día. 2.3 DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS. 

Agua: Sustancia líquida sin olor, color ni sabor que se encuentra en la naturaleza en estado más o menos puro formando ríos, lagos y mares, ocupa las tres cuartas partes del planeta Tierra y forma parte de los seres vivos; está constituida por hidrógeno y oxígeno ( H2 O ).



Desalinización: es un proceso mediante el cual se elimina la sal del agua de mar o salobre.

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

Evaporación: es un proceso físico que consiste en el paso lento y gradual de un estado líquido hacia un estado gaseoso, tras haber adquirido suficiente energía para vencer la tensión superficial.



Máquina: Objeto fabricado y compuesto por un conjunto de piezas ajustadas entre sí que se usa para facilitar o realizar un trabajo determinado, generalmente transformando una forma de energía en movimiento o trabajo.



Purificación: Eliminación de las impurezas o imperfecciones de una cosa material o inmaterial.



Sal: Sustancia blanca, cristalina, muy soluble en el agua, que abunda en la naturaleza en forma de grandes masas sólidas o disuelta en el agua del mar y en la de algunas lagunas y manantiales; se emplea como condimento, para conservar y preparar alimentos, para la obtención del sodio y sus compuestos, etc., y generalmente se presenta en polvo de cristales pequeños. "la composición química de la sal es cloruro de sodio ‘NaCl’"

2.4 SISTEMA DE VARIABLES 2.4.1 OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES

Tabla 1. Operacionalización de variables. VARIABLE

DIMENSIÓN

INDICADOR

DISEÑO DE LA MÁQUINA DESALINIZADORA.

Realización de la máquina desalinizadora.

Beneficios obtenidos de la máquina desalinizadora.

FACTORES INFLUYENTES.

Determinar ventajas y desventajas de la máquina desalinizadora. Determinar qué tan resistente es la máquina desalinizadora.

Beneficios obtenidos para las personas que la utilicen.

GARANTÍA.

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Beneficios que se obtendrán por un cierto periodo de tiempo ya sea corto o largo.

CAPITULO III

MARCO METODOLÓGICO

3.1 DISEÑO DE LA INVESTIGACION

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El diseño de la investigación es de tipo campo, Arias (1999) indica que: “Consiste en la recolección de datos directamente de la realidad donde ocurren los hechos, sin manipular o controlar variable alguna”. Lo anterior expuesto se sustenta ya que, para obtener agua desalinizada e identificar las fuentes de obtención se realizó una encuesta y los datos fueron tabulados directamente, sin manipulación alguna de las variables. Y en cuanto al nivel de investigación se trata de una investigación explicativa a los que Arias (1999) expresa que esta se encarga de buscar el porqué de los hechos mediante el establecimiento de relaciones causa-efecto.

3.2 POBLACION Y MUESTRA El diseño de la investigación es de tipo campo, Arias (1999) indica que: “Consiste en la recolección de datos directamente de la realidad donde ocurren los hechos, sin manipular o controlar variable alguna”. Lo anterior expuesto se sustenta ya que, para obtener agua desalinizada e identificar las fuentes de obtención se realizó una encuesta y los datos fueron tabulados directamente, sin manipulación alguna de las variables. Y en cuanto al nivel de investigación se trata de una investigación explicativa a los que Arias (1999) expresa que esta se encarga de buscar el porqué de los hechos mediante el establecimiento de relaciones causa-efecto.

3.3 TÉCNICAS E INSTRUMENTO DE RECOPILACIÓN DE DATOS La técnica empleada para la recolección de datos fue la encuesta tipo entrevista, y el instrumento fue el cuestionario el cual costa de 5 preguntas cerradas con opciones (ver anexo 1), todo ello con la finalidad de establecer los litros de aguas que se pueden desalinizar en un tiempo determinado. El cuestionario empleado fue validado por un experto, además de tomar antecedentes de investigaciones previas. De igual forma se empleó como técnica la observación directa ya que se hizo un seguimiento visual a las de las situaciones en función de las pruebas realizadas. 3.4 TECNICAS DE PRESENTACION Y ANALISIS DE DATOS Para el procesamiento de los datos se realizó con la ayuda de herramientas computacionales como Microsoft Excel, para observar la frecuencia de las respuestas a las preguntas realizas en la encuesta para ser presentadas en tablas ordenadas y gráficos para su mejor compresión. El análisis de los datos fue de tipo ya que a partir de situaciones generales se llegan a identificar explicaciones particulares contenidas en la situación general. 1. ¿CUÁNTA AGUA PURIFICADA HAY EN PARAGUANA? 17

Obtener agua dulce del mar, es para todos la mayor esperanza tecnológica de que se resuelva las crisis hídricas que se avecinan. Gracias a la aplicación de la desalinización se han resuelto muchos y graves problemas, En la actualidad, se producen más de 36 millones de m3 al día en todo el mundo, lo que es suficiente para abastecer a una población de 180 millones de habitantes, lo cual da una idea de la importancia de la desalinización. Hay un dato revelador, el 75% de la población mundial vive a menos de 100 km del mar, lo que significa las posibilidades que nos puede suponer la desalación como alternativa a la escasez de agua potable en Paraguaná. Para la encuesta aplicada a 30 personas de diferentes comunidades de Paraguaná del estado Falcón se obtuvieron los siguientes resultados:

GRAFICO 1. CANTIDAD DE AGUA PURIFICADA EN PARAGUANA.

Agua salada

Agua purificada

De las 30 personas entrevistadas solamente 7 de ellas utilizan agua purificada, En donde se presenta mayor frecuencia es la opción A en donde se puede observar un 90% de agua salada.

2. ¿CUÁNTA ENERGIA CONSUME UNA PLANTA DESALINIZADORA? Las plantas desalinizadoras necesitarán la misma energía eléctrica que consume cada año toda la población de la Región. Es decir, un suministro de 18

más de mil giga vatios, que equivale al consumo anual de más de un millón de habitantes. Sin embargo, una planta artesanal consumirá una menor cantidad de energía. GRAFICO 2. .CANTIDAD DE ENERGIA QUE CONSUME

100% 90% 80%

Energia no consumida

70% 60% 50%

Energia consumida

40% 30% 20% 10% 0% Planta desalinizadora

Planta Artesanal

3. ¿CÓMO PODRIAMOS CONSTRUIR UN DESALINIZADOR ARTESANAL? MATERIALES

CANTIDAD

Recipiente para evaporar el agua

1

Agua salada.

1 litro

Trapos mojados o hielo

Mínimo tres trapos o una bolsa de hielo.

Botella

1

Mechero (opcional)

1

Manguera para la conducción del vapor. 1 TABLA 2. Materiales para la elaboración de la planta. PROCEDIMIENTO:

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

Construir un desalinizador en un recipiente que permita exponer al calor.



Conducir el vapor por la manguera hacia el recipiente para que haya una evaporación al poner en contacto con el recipiente.



Con hielo se baja la temperatura del vapor de agua y así se juntan las gotas del vapor para formar agua que caerá hacia el vaso, lista para el consumo.

Ahora, solo hay que esperar por lo menos una hora para el éxito de este, y juntar las gotas necesarias para el consumo de una persona.

FIGURA 1. Desalinizador Artesanal.

RESULTADOS 

Al calentar el agua salada, se evaporo hacia las mangueras, posteriormente se junta en un recipiente el vapor del agua (sin sal)



Quedo la sal y los minerales, en la base del recipiente en el cual se calentó el agua,

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

Al unirse las partículas de agua evaporada, escurren sin las sales minerales, quedando potable para consumir en un vaso.

CONCLUSIONES Luego de haber realizado esta investigación acerca del proceso de Desalinización del agua de mar se puede afirmar que sería un método muy eficaz en algunas zonas como en Paraguaná ya que el agua potable que utilizaran los residentes seria extraída de las plantas de desalinización. Sin embargo no se puede comparar las magníficas plantas extranjeras con la de Venezuela, ya que en el norte existen 3 pero no generan tantos litros diarios como la existente en España. Además se aprendió que la desalinización la realizan mediante el proceso de ósmosis inversa, se aprendió también a construir una planta arsenal e incluso se llegó a conocer cuanta energía consume, y la cantidad de agua purificada que hay en Paraguaná. Vale recordar que el agua es un recurso fundamental en la vida de los seres vivos, y que los constituye un 97% lo que el proceso de desalinización de mares deja variadas ventajas, pero también desventajas como por ejemplo que se rompe el ecosistema, ya que es una amenaza para los organismos marinos.

RECOMENDACIONES Se recomienda lo siguiente: 

Realizar campañas de concientización para el ahorro del agua, así se podría evitar el malgaste de este recurso, ya que se retendría una crisis y se podría disminuir el impacto ambiental y social.



No solo se debe tratar de ahorrar el agua, sino también evitar contaminarla, ya que sería más difícil el proceso de purificación e incluso podría llegar a no ser apta para el consumo humano por mucho que tratemos de pasarla por un proceso de purificación y además de todo perjudicaría a las especies marinas.

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