Los tres proyectos preliminares han sido elaborados a partir del concepto de solución ganador (C.S. 2), el cual tuvo una mayor puntuación durante la evaluación de los criterios técnicos y económicos considerados en la tabla de valoración de la sección anterior.
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Descripción del funcionamiento general:
Filtro electrostático para la remoción de material particulado y purificación del aire interior en hogares rurales. Se basa en el principio de la fuerza electrostática para separar partículas contaminantes de la corriente de los gases de combustión. El sistema recibe los gases provenientes de la cámara de combustión a una temperatura de 100°-220°C, y estos fluyen en dirección paralela a la posición de los filtros internos: 1) pre filtrado, incluye un filtro de malla galvanizada de acero inoxidable para la retención de partículas de mayor tamaño; 2) filtración electrostática, a cargo de los electrodos de descarga colocados entre las placas planas colectoras de aluminio, donde se construye un campo eléctrico por medio de un suministro de voltaje, y las partículas ionizadas son atraídas hacia las placas con carga opuesta (separadas a 2 cm entre sí); 3) adsorción, consta de un filtro de carbón activo a base de espuma sintética para filtrar partículas restantes, eliminar componentes orgánicos volátiles y malos olores. Adicionalmente, se agregó el 4) post filtrado, que consta de un filtro HEPA H13 elaborado a partir de pequeñas mallas de fibras de vidrio entrelazadas capaz de eliminar a las partículas que no fueron retenidas por los otros filtros anteriores, de esta manera, el filtro garantiza una salida de aire purificado brindando al usuario una aire circundante refrescante y libre de amenazas para la salud.
Asimismo, tres componentes importantes para el funcionamiento óptimo del sistema son el panel solar de silicio monocristalino (figura 1), que almacena la energía captada en una batería solar de litio para su posterior suministro al sistema; la unidad del sensor de partículas (figura 2), que mide material particulado en un rango de 0,3 a 10 μm, y la pantalla o display LCD 16x2 I2C (figura 3) donde encontraremos 4 pines: GND y VCC, fuente de alimentación de la pantalla, y SCL y SDA, que aseguran la comunicación con el Arduino UNO R3.
Figura 1. Panel solar monocristalino
Figura 2. Sensor de partículas
Figura 3. Pantalla OLED 0.91"
Dibujado por: Rodrigo Cueva y Ximena Rojo
Descripción del funcionamiento:
El modelo consta de una entrada abierta ubicada en la parte lateral derecha, que permite su adaptabilidad a cualquier tipo de conducto (tubo de escape) ya implementado en las estufas a leña, y contiene a la serie de filtros internos en posición paralela vertical. De esta manera, la corriente de los gases de combustión ingresa directa y horizontalmente a través del filtro electrostático para la posterior retención de las partículas contaminantes. En el lado opuesto, se encuentra la salida del aire purificado diseñada para conectarse al tubo de la chimenea. Asimismo, la unidad cuenta con una pantalla o display LCD 16x2 ubicada en la parte frontal externa del filtro y también se muestra la ubicación de la batería de litio, que suministrará de corriente continua a los electrodos del sistema.
Boceto en conjunto:
Dibujado por: Maria Fernanda Astucuri
Descripción del funcionamiento:
El modelo consta de una entrada abierta con rendijas, ubicada en la parte lateral izquierda del filtro, diseñada para captar ampliamente los gases de combustión que logran escapar de la cámara donde se quema la biomasa. Al ingresar, la corriente de gases fluye horizontalmente a través de una serie de filtros internos, que están colocados paralelamente en posición vertical, dicha configuración permite mejorar la eficiencia de retención de las partículas. En el lado opuesto, se encuentra la salida que viene implementada con una compuerta metálica, la cual se abre ligeramente para expulsar los gases filtrados (aire purificado) y, de esta manera, refrescar el aire interior de la vivienda. La unidad cuenta con una pantalla o display LCD 16x2 ubicada en la parte frontal externa del filtro para una visualización más práctica de la concentración de partículas que han sido filtradas, además de un soporte de cuatro patas para que pueda ser transportado con mayor facilidad y evitar el desgaste innecesario de la superficie.
Boceto en conjunto:
Dibujado por: Angel Pantoja
Descripción del funcionamiento:
El modelo consta de una entrada tubular ubicada en la parte inferior del filtro, la cual se conecta al tubo de escape (chimenea) de las estufas a leña, y contiene a la serie de filtros internos colocados paralelamente en posición horizontal. De esta manera, el gas de combustión ingresa directamente al filtro electrostático para la posterior retención de las partículas contaminantes. En este sistema, dichas partículas se ven afectadas por la fuerza de gravedad, por lo que el sistema va a requerir de un mayor voltaje de funcionamiento para que la fuerza eléctrica pueda vencer a la fuerza de gravedad. Una vez purificado, el aire sale del filtro y continua su trayectoria vertical a través de la chimenea. Asimismo, se puede observar la unidad del sensor de material particulado junto al procesador Arduino nano, ambos ubicados en la parte final (posterior) de los filtros, con el propósito de medir la concentración de partículas filtradas y evaluar la eficiencia del filtro. Las concentraciones medidas se van a mostrar a través de la pantalla o display LCD 16x2, ubicada en la parte frontal externa del filtro.
Boceto en conjunto:
Dibujado por: Angel Pantoja
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