Diseño, simulación y evaluación de un protocolo híbrido de captación de agua atmosférica alimentado con energías renovables para abastecimiento en zonas remotas

Abstract

El presente trabajo de título propone el diseño, simulación y evaluación tecnoeconómica de un prototipo híbrido de captación de agua atmosférica, concebido para el abastecimiento hídrico en zonas remotas afectadas por la escasez. Tomando como caso de estudio la localidad de El Sarco, Región de Coquimbo, Chile, el sistema integra dos tecnologías complementarias para alcanzar una meta de producción de 100 L/día: la captación activa de niebla, mediante un ventilador que fuerza el flujo de aire a través de un banco tridimensional de filamentos, y la condensación de rocío, operada bajo un ciclo térmico de compresión de vapor. Para garantizar su autonomía off-grid, se dimensionó un sistema de alimentación basado en energías renovables. La validación técnica se realizó mediante modelado termodinámico y fluidodinámico, evaluando el desempeño del equipo con datos meteorológicos reales durante un periodo de 227 días. Los resultados indican que el sistema híbrido alcanza una recolección promedio de 99,8 L/día, equivalente a 22.645 litros totales, cumpliendo satisfactoriamente con la demanda de diseño. Energéticamente, el prototipo presentó un Consumo Específico de Energía (SEC) global de 0,15 kWh/L, destacando la recolección de niebla, con 0,10 kWh/L, como el proceso de menor consumo frente a la condensación de rocío, con 0,35 kWh/L. Desde la perspectiva financiera, la evaluación del proyecto proyectada a 20 años determinó un Costo Nivelado del Agua (LCOW) de 119 CLP/L para el equipo integrado. Adicionalmente, el estudio presenta un análisis de ambas tecnologías operando por separado para evaluar su impacto individual. Si bien el costo es mayor al suministro por camiones aljibe, el sistema propuesto destaca como una solución alternativa caracterizada por su capacidad de generación en terreno. Esta autonomía operativa permite asegurar el abastecimiento de agua de manera estable, ofreciendo una eficiencia energética competitiva para las necesidades de comunidades remotas.