Modelado numérico y validación experimental de la destilación solar pasiva de etanol

Resumen

El creciente aumento de la demanda global de soluciones energéticas sostenibles resalta el potencial de la energía solar, un recurso limpio y abundante, para procesos industriales como la destilación. Este estudio investiga la destilación solar pasiva de etanol mezclado con una pequeña fracción de aceite, utilizando un modelo fenomenológico validado con datos experimentales. Se utilizó energía solar para calentar la mezcla, aprovechando sus beneficios ambientales y rentabilidad, particularmente en regiones con alta irradiación solar. Se realizaron experimentos con volúmenes iniciales de etanol de 500 mL, 750 mL y 1000 mL, con mediciones de la temperatura y la masa del destilado durante todo el proceso de destilación. El modelo predijo con precisión las temperaturas de la cubeta, el etanol y la cubierta de vidrio, así como la masa de destilado, con errores de predicción inferiores al 6%. Los resultados indican que la radiación solar y la velocidad del viento influyen significativamente en la eficiencia térmica, que varió entre el 18,9% y el 26%. Se logró una productividad promedio de 4500 a 6500 mL/día·m² de etanol destilado. Las predicciones precisas del modelo demuestran su potencial como una herramienta valiosa para optimizar sistemas de destilación solar pasiva.