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Diseño de un sistema de purificación
de agua para poblaciones rurales
Proyecto de calculo III
Facultad de ingenierías físico químicas
Introducción
 El diseño de un sistema
de purificación de agua
destinado a poblaciones
rurales, ofrecerá un
tratamiento para el
agua que se consume,
el cual retendrá la
mayor parte de residuos
sólidos presentes en el
agua y realizará
diversos controles
microbiológicos
naturales.
Planteamiento del problema
 Las enfermedades
relacionadas con el
agua causan el 60% de
la mortalidad infantil a
nivel global. De esta
manera, la diarrea y el
paludismo ocupan el 3º
y 4º lugar
respectivamente entre
las causas absolutas de
muertes de infantes.
Pregunta problematizadora
 ¿Cuáles debe ser las
especificaciones óptimas
de los diferentes
componentes (filtro,
calentador, etc.) del
sistema de purificación
que permitan garantizar el
suministro necesario de
agua a una comunidad
rural sin que se vea
afectado el tratamiento
realizado de purificación
de agua?
Justificación
 Con elaboración de
este sistema de
purificación de agua
se desea prevenir las
enfermedades
relacionadas con el
uso de agua
incluyendo aquellas
causadas por
microorganismos y
sustancias químicas
presentes en el agua,
organismos que
tienen parte de su
ciclo de vida en el
agua, etc.
Objetivos
 Objetivo General:
Diseñar un sistema de
purificación de agua para
poblaciones rurales que
realice un tratamiento
adecuado a este recurso
natural y pueda formarse
en agua óptima para el
consumo humano.
Objetivos Específicos :
 Sensibilizar a la
comunidad acerca de la
importancia del consumo
de agua potable tratada
como método de
prevención de
enfermedades.
Objetivos Específicos :
 Analizar las
dimensiones
estructurales del filtro
de agua y del
calentador, que
permitan satisfacer las
necesidades de
consumo diario de la
población beneficiaria
Objetivos Específicos :
 Realizar los cálculos
necesarios que
satisfagan lo
requerimientos mínimos
de consumo para la
población seleccionada.
Ubicación
 Este proyecto pretende
desarrollarse en las
poblaciones de bajos
recursos cercanas a la
zona del magdalena
medio, principalmente
para los habitantes de
las veredas y
asentamientos
cercanos a San Miguel
del Tigre, en el
municipio de Yondó,
departamento de
Desarrollo del Proyecto
 Las variables a evaluar son:
Caudal, costos del filtro, cantidad de calor.
 Para el calculo del caudal se realiza mediante la
expresión matemática:
Reemplazando las componentes de la velocidad:
El caudal seria: C=O.36 [ ].
 Para el calculo de los costos del filtro lento de arena
se realiza mediante expresión matemática de área
de superficie:
 desarrollando queda:
S1=((a2 )2– (a1)2)π
sumando la ecuación del área de superficie de un
cilindro el area total del filtro resulta:
Sfiltro=s1+s2 =((a2 )2– (a1)2)π + 2πah
Sfiltro =5.09m2
El valor del filtro seria:
=$ 1´643.807
 Para el calcular la cantidad de calor que se le debe
suministrar al agua para que la temperatura de
salida permanezca contante .
 Mediante la expresión:
 Reemplazando:
Q= 37269.4 kj
Análisis de Resultados
Dimensiones del filtro:
Dimensiones Valor
Radio 0,75 m; 0,1 m
Altura 0,55 m
Análisis de Resultados
MATERIALES CANTIDAD
Arena 0.3m
Gravilla 0.1m
Lamina de acero 6 m2
Tanque de
almacenamiento
3
Módulos solares 13
Resistencia 1
Materiales necesarios para elaborar el
sistema:
Conclusiones
Es posible aplicar conceptos de la
asignatura Calculo III para determinar
las medidas de los componentes del
filtro de arena, así como las variables
matemáticas de las que depende el
sistema de purificación de agua.
Conclusiones
Los filtros lentos de arena y gravilla
son soluciones integrales a problema
que sufren muchas comunidades
rurales que no cuentan con un
adecuado tratamiento de un recurso
natural tan valioso como es el agua.
Conclusiones
 La operación y mantenimiento del filtro de
arena requieren una revisión periódica de
una persona capacitada que pueda
realizar mediciones de las variables del
sistema y del mismo modo pueda realizar
los ajustes necesario para el correcto
funcionamiento del sistema.
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  • 1. Diseño de un sistema de purificación de agua para poblaciones rurales Proyecto de calculo III Facultad de ingenierías físico químicas
  • 2. Introducción  El diseño de un sistema de purificación de agua destinado a poblaciones rurales, ofrecerá un tratamiento para el agua que se consume, el cual retendrá la mayor parte de residuos sólidos presentes en el agua y realizará diversos controles microbiológicos naturales.
  • 3. Planteamiento del problema  Las enfermedades relacionadas con el agua causan el 60% de la mortalidad infantil a nivel global. De esta manera, la diarrea y el paludismo ocupan el 3º y 4º lugar respectivamente entre las causas absolutas de muertes de infantes.
  • 4. Pregunta problematizadora  ¿Cuáles debe ser las especificaciones óptimas de los diferentes componentes (filtro, calentador, etc.) del sistema de purificación que permitan garantizar el suministro necesario de agua a una comunidad rural sin que se vea afectado el tratamiento realizado de purificación de agua?
  • 5. Justificación  Con elaboración de este sistema de purificación de agua se desea prevenir las enfermedades relacionadas con el uso de agua incluyendo aquellas causadas por microorganismos y sustancias químicas presentes en el agua, organismos que tienen parte de su ciclo de vida en el agua, etc.
  • 6. Objetivos  Objetivo General: Diseñar un sistema de purificación de agua para poblaciones rurales que realice un tratamiento adecuado a este recurso natural y pueda formarse en agua óptima para el consumo humano.
  • 7. Objetivos Específicos :  Sensibilizar a la comunidad acerca de la importancia del consumo de agua potable tratada como método de prevención de enfermedades.
  • 8. Objetivos Específicos :  Analizar las dimensiones estructurales del filtro de agua y del calentador, que permitan satisfacer las necesidades de consumo diario de la población beneficiaria
  • 9. Objetivos Específicos :  Realizar los cálculos necesarios que satisfagan lo requerimientos mínimos de consumo para la población seleccionada.
  • 10. Ubicación  Este proyecto pretende desarrollarse en las poblaciones de bajos recursos cercanas a la zona del magdalena medio, principalmente para los habitantes de las veredas y asentamientos cercanos a San Miguel del Tigre, en el municipio de Yondó, departamento de
  • 11. Desarrollo del Proyecto  Las variables a evaluar son: Caudal, costos del filtro, cantidad de calor.  Para el calculo del caudal se realiza mediante la expresión matemática: Reemplazando las componentes de la velocidad: El caudal seria: C=O.36 [ ].
  • 12.  Para el calculo de los costos del filtro lento de arena se realiza mediante expresión matemática de área de superficie:  desarrollando queda: S1=((a2 )2– (a1)2)π sumando la ecuación del área de superficie de un cilindro el area total del filtro resulta: Sfiltro=s1+s2 =((a2 )2– (a1)2)π + 2πah Sfiltro =5.09m2 El valor del filtro seria: =$ 1´643.807
  • 13.  Para el calcular la cantidad de calor que se le debe suministrar al agua para que la temperatura de salida permanezca contante .  Mediante la expresión:  Reemplazando: Q= 37269.4 kj
  • 14. Análisis de Resultados Dimensiones del filtro: Dimensiones Valor Radio 0,75 m; 0,1 m Altura 0,55 m
  • 15. Análisis de Resultados MATERIALES CANTIDAD Arena 0.3m Gravilla 0.1m Lamina de acero 6 m2 Tanque de almacenamiento 3 Módulos solares 13 Resistencia 1 Materiales necesarios para elaborar el sistema:
  • 16. Conclusiones Es posible aplicar conceptos de la asignatura Calculo III para determinar las medidas de los componentes del filtro de arena, así como las variables matemáticas de las que depende el sistema de purificación de agua.
  • 17. Conclusiones Los filtros lentos de arena y gravilla son soluciones integrales a problema que sufren muchas comunidades rurales que no cuentan con un adecuado tratamiento de un recurso natural tan valioso como es el agua.
  • 18. Conclusiones  La operación y mantenimiento del filtro de arena requieren una revisión periódica de una persona capacitada que pueda realizar mediciones de las variables del sistema y del mismo modo pueda realizar los ajustes necesario para el correcto funcionamiento del sistema.