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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/4241| Desalinización solar de agua utilizando superficies texturizadas con láser Solar Water Desalination Using Laser-Textured Surfaces | |
| Leydy Johana Velasco Pardo | |
| PAULINA SEGOVIA OLVERA FRANCISCO JAVIER CARRANZA CHAVEZ | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Escasez de agua dulce, destilación solar, láser de femtosegundos, superficies texturizadas con láser, propiedades de mojabilidad, estructuras multiescala, eficiencia térmica, oscurecimiento de metales Freshwater scarcity, solar distillation, femtosecond laser, laser-textured surfaces, wet tability properties, multiscale structures, thermal efficiency, metal blackening | |
| La escasez de agua dulce es un desafío global agravado por el cambio climático, la contaminación y la sobreexplotación de los recursos hídricos, que exige soluciones innovadoras y sostenibles a largo plazo. En este contexto, el presente estudio se enfoca en la destilación solar como una opción viable para producir agua limpia a partir de agua salada en zonas con altos niveles de irradiación solar. En específico, se investigó la factibilidad de utilizar superficies metálicas texturizadas con láser para mejorar el desempeño térmico de un destilador solar convencional de una pendiente bajo las condiciones climáticas de Ensenada, BC. Dos posiciones diferentes de las superficies fueron exploradas: en la base de la charola del destilador, y parcialmente sumergidas e inclinadas un ángulo igual a la latitud local con respecto a la horizontal. Para diseñar superficies adecuadas, con alta mojabilidad y absorbancia de luz solar, se evaluaron los efectos que distintos parámetros de irradiación láser, como la polarización del haz, la velocidad y separación de barrido, y la fluencia por pulso, ejercieron sobre las superficies. Los resultados de caracterización mostraron la existencia de estructuras multiescala sobre las superficies, como cavidades, ranuras y nanopartículas, que favorecieron el atrapamiento de la luz y mejoraron la mojabilidad. Se logró una reducción de la reflectancia del 82% en el intervalo 200 − 900 nm y se alcanzaron ángulos de contacto menores a 10◦, exhibiendo condiciones de super hidrofilicidad. Con respecto al desempeño del destilador solar, se obtuvieron incrementos promedio de eficiencia térmica de 14.4% con las superficies inclinadas y de 4.64% con las superficies en posición horizontal, demostrando así que el texturizado láser puede ser una estrategia efectiva para mejorar la producción de agua en destiladores solares. Water scarcity is a global challenge aggravated by climate change, pollution, and overexploitation of rivers and aquifers, that demands innovative and sustainable solutions. Within this context, the present work focuses on solar distillation as a viable option to produce clean water from saline water in regions with high solar irradiation levels. Specifically, the feasibility of using laser-textured metallic surfaces to improve the thermal performance of a single-slope solar still was investigated at the weather conditions of Ensenada, BC. Twodistinct surface positions were examined: at the bottom of the still basin, and partially-immersed and tilted at an angle equal to the local latitude. To design suitable surfaces, with high wettability and absorptivity of solar light, the effects caused on the surfaces by different laser irradiation parameters, such as beam polarization, sweep velocity and separation, and fluence per pulse, were studied. The surface characterization results showed the existence of multiscale structures, such as cavities, grooves, and nanoparticles, that favored light-trapping and improved the wettability. A reflectance reduction of 82% in the range 200−900 nm was observed, and contact angles lower to 10◦ were attained, exhibiting super hydrophilicity conditions. Regarding the solar still performance, average increments of the thermal efficiency of 14.4% and 4.64% were obtained, the first one with the tilted surfaces and the second one with the horizontal surfaces. Based on these results, it is demonstrated that laser-texturing can be an effective strategy to improve water production in solar stills. | |
| CICESE | |
| 2025 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Velasco Pardo, L.J. 2025. Desalinización solar de agua utilizando superficies texturizadas con láser. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 80 pp. | |
| OPTICA FÍSICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| tesis_Leydy Johana Velasco Pardo_2025.pdf | Descripción completa de la tesis | 8.35 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |