PURIFICADOR AUTOMÁTICO

3roD

Thelma Carolina Arreola Valenzuela

Obed Mizraim Chiquito Mota

Valery Pérez Cárdenas

Xenya Itzel Rodríguez Alvarado

Karla Patricia Sandoval Zavala

OBJETIVO

Diseñar un purificador de agua para satisfacer las necesidades domesticas y mejorar la calidad de vida del ser humano.

Realizarlo práctico y económico el cual pueda transformar agua sucia a agua limpia que se pueda ocupar para tareas cotidianas. Este proceso se realizara de manera automática.

Utilizaremos materiales que encontramos en casa o que sean económicos. Nuestro objetivo es hacerlo funcionar de la manera más práctica y sin hacer un impacto dañino al ambiente.

Esto con el fin de encontrar nuevas formas para ayudar al medio ambiente y cubrir necesidades.

HIPÓTESIS

En nuestro proyecto se utilizara agua sucia para, mediante un proceso de filtración, transformarla en agua limpia y reutilizable.

Con la energía solar daremos electricidad hacia un motor de agua que transportara el agua hacia el filtro. El agua saldrá purificada lista para utilizar.

Podremos utilizar agua sucia, agua de piscina (con cloro) y utilizarla para lavar trastes o regar plantas.

Este proyecto será a escala, por lo que se puede hacer en mayor tamaño, además de que es un prototipo, se podrían hacer modificaciones para hacerlo más eficaz.

INTRODUCCIÓN

La contaminación del agua

La contaminación hídrica se entiende como la acción de introducir algún material en el agua alterando su calidad y su composición química. Según la Organización Mundial de la Salud el agua está contaminada “cuando su composición se haya modificado de modo que no reúna las condiciones necesarias para el uso, al que se le hubiera destinado en su estado natural”. El agua que procede de ríos, lagos y quebradas es objeto de una severa contaminación, muchas veces producto de las actividades del hombre.

El agua es un elemento esencial de la naturaleza, contribuye al bienestar general del hombre, de los animales y de las plantas. Es uno de los pocos elementos sin los cuales no podría mantenerse la vida en el planeta.

Los tipos de contaminantes en el agua son demasiados siendo dañinos como metales pesados, microorganismos como bacterias y virus, malos sabores y olores, elementos radioactivos, productos químicos volátiles, etcétera. Cada tipo de dispositivo de purificación tiene que tener un diferente nivel de eficacia en la eliminación de ciertos contaminantes.

Los efectos sobre la salud son dañinos por las muchas toxinas y compuestos peligrosos presentes en el agua son conocidos por causar problemas cognitivos, daños en el sistema nervioso, daño renal, problemas reproductivos y una variedad de otros problemas en la salud. Se pueden causar enfermedades la Giardia y Cryptosporidium que podrían generar epidemias. Hay más de 2.100 productos químicos carcinogénicos solamente que se pueden encontrar en el agua del grifo.

Alrededor de 1,1 millones de personas carecen del acceso de agua potable saludable. El agua sucia puede causar diarrea y vómitos entre otras cosas, lo que ambos resultan en la pérdida de fluidos y la muerte potencial.

¿Qué lo produce?

Existen varias fuentes de contaminación hídrica a causa de actividades domésticas, industriales o agrícolas.  Ríos y canales son contaminados por los desechos del alcantarillado,  residuos industriales, detergentes y pesticidas que se escurren en tierras agrícolas.

A medida que crecen las poblaciones, se complican los ciclos ecológicos de las aguas. Los habitantes de zonas urbanas descargan sus residuos en ríos que en muchas ocasiones no son depurados y  las industrias liberan sin control sustancias que las bacterias son incapaces de eliminar.

Otro gran problema del agua es el mal uso que se le ha dado. Se utiliza agua potable para regar sembrados, para disfrute y recreación,  y para diversos usos domésticos e industriales. Se olvida muchas veces, que este es un recurso no renovable y vital para el hombre y los seres vivos.

Los filtros de agua.

Un filtro de agua es un aparato compuesto generalmente de un material poroso y carbón activo, que permite purificar este líquido que viene directamente del acueducto y llega a través de los grifos. Al pasar por el filtro, este atrapa las partículas que el agua trae y pueden ser tóxicas o perjudiciales para la salud, algunos de estos elementos son arena, barro, oxido, polvo, hierro, altas cantidades de cloro y bacterias, entre otros.

Los primeros en crear filtros de agua fueron los romanos. Al consolidarse una gran civilización perteneciente al Imperio Romano, se debió pensar en cuál era el mejor sistema para proporcionar agua potable a todos los ciudadanos, por tal motivo, construyeron un sistema de acueducto, para transportar el agua desde los montes Apeninos, a lo largo del recorrido, se instalaron filtros y estanques, obteniendo agua de buenas condiciones al llegar a la ciudad.

Los filtros de agua se empezaron a usar en nuestro país, cuando se despertó la conciencia en la comunidad de la contaminación que estaban sufriendo las principales fuentes de agua que alimentaban los acueductos, esto fue alrededor de la década de los ochentas.

El purificador de agua tiene por función de eliminación de los contaminantes del agua bruta, producir agua potable que sea lo suficientemente puro para el consumo humano para el uso industrial, eliminar las sustancias dañinas durante el proceso.

El tipo más común de dispositivo de purificación de agua es un filtro de agua simple, tal como carbón activado, que bloquea físicamente los contaminantes y los atrae químicamente mediante el mantenimiento de la carga opuesto. Se podría utilizar las destilación, sistema de osmosis inversa, filtro para ultravioleta, entre otros.

La purificación de agua que se produce en las instalaciones de tratamiento de agua hace mucho del trabajo antes de que el agua llega a la casa, incluso tomándolo directamente de la fuente, que puede incluir aguas subterráneas, embalses o ríos y separación de contaminantes. También, los dispositivos de purificación de agua también puede existir en la casa para protección adicional o en un contenedor portátil que puede ser utilizado durante las vacaciones.

•Tipos de filtros

FILTRO DE IMPULSIÓN O DE PRESIÓN: se ubican dentro de la línea de presión alta, en el grupo de bombeo. Los filtros de presión ayudan al resguardo de aquellos componentes sensibles o frágiles, como por ejemplo las válvulas.

FILTRO DE RETORNO: se define como un circuito cerrado de carácter hidráulico, el cual es ubicado en el depósito o bien en la parte superior de la conducción del líquido de retorno al depósito. Su propósito consiste en controlar aquellas partículas desarrolladas a parir del contacto con los elementos movibles propios del dispositivo.

FILTRO DE VENTEO, RESPIRACIÓN O DE AIRE: como su nombre lo indica, son aquellos ubicados en los respiradores de un equipo, con la finalidad de impedir la entrada de elementos contaminantes procedentes del aire.

FILTRO DE RECIRCULACIÓN: son colocados en la parte superior de la línea de refrigeración, y su función es eliminar aquellos elementos sólidos depositados en el sector hidráulico.

FILTRO DE SUCCIÓN o STRAINERS: son creados para impedir el ingreso de  corpúsculos hacia  las bombas.

FILTRO DE LLENADO: su instalación es análoga a los filtros de respiración o venteo. Es decir que su ubicación se limita a la entrada del depósito para la renovación del fluido hidráulico. Los filtros de llenado tienen como propósito imposibilitar  la entrada de elementos contaminantes que se hayan ubicado en el contenedor.

• ¿Qué contiene y por qué?

ARENA SILICA

La arena lavada y clasificada según su densidad es usada para la remoción de sedimentos. Es un medio inerte y tiene un largo periodo de vida, siendo muy resistente a la presión o turbulencia, características de los retro lavados.

GRAVA SILICA

La grava de sílice se utiliza como soporte de medios filtrantes, justamente como relleno en la parte más baja de los filtros, por ser un material económico y no imparte ninguna característica al agua a tratar. La grava de sílice es producido por trituración de molienda y lavado del sílice de alta calidad.

CARBON ACTIVADO MADERA

Su principal aplicación es mejorara el sabor, color y olor al agua, mediante la remoción de compuestos orgánicos.

RESINA CATIONICA

Resina de polietileno alto grado de pureza, con alta eficiencia en intercambio iónico diseñado para su uso en aplicaciones industriales o domésticas en equipos para suavización de agua. Se elimina la dureza iones, por ejemplo, calcio y magnesio, sustituyéndolos con los iones de sodio. Cuando la capa de resina se agota con iones de dureza, se regenera a la capacidad inicial con sal común

ARENA VERDE DE MANGANESO

Se utiliza principalmente para oxidar y filtrar el hierro, manganeso y sulfuro de hidrogeno (H2S). El medio está cargado de un oxidante que cambia a los contaminantes mencionados de su estado soluble a insoluble, para luego retirarlos en el medio.

ANTRACITA

La antracita se obtiene de las minas, es uno de los medios filtrantes más empleados, básicamente es carbón activado triturado y tamizado con gránulos que van desde 0.5 µm hasta 3 µm

BIRM

Es un medio cubierto con dióxido de manganeso, que es capaz de actuar como oxidante y catalítico. Esto hace reaccionar el oxígeno disuelto del agua con el hierro y manganeso presentes, oxidándolos y precipitándolos.

CALCITA

Es un compuesto natural de carbonato de calcio, el cual se disuelve en proporción al pH presente en el agua. Una vez que su agua es neutralizada, el medio deja de disolverse.

COROSEX

Es un oxido de magnesio altamente reactivo, que se utiliza principalmente para neutralizar el dióxido de carbono presentes en el agua, se utiliza en condiciones de alto flujo.

FILTER AG

Filter Ag tiene muchas ventajas sobre los medios de filtrado granular más comunes utilizados para la reducción de sólidos suspendidos. Sus bordes fracturados y su superficie irregular brinda una amplia superficie y un complejo recorrido de flujo para la eficiente remoción de materia suspendida a través de la cama del filtro, típicamente reduciendo los sólidos suspendidos al rango de 20-40 micrómetros

ZEOLITA

La antracita se obtiene de las minas, es uno de los medios filtrantes más empleados, básicamente es carbón activado triturado y tamizado con gránulos que van desde 0.5 µm hasta 3 µm

GRANET

El granate es un medio filtrante granular de alta dureza y alta densidad. Se utiliza normalmente como la filtración más fina de un sistema de filtración con una cama multimedia con flujo descendente.

KDF-55

Es una aleación especial de cobre y zinc, la cual utiliza el potencial de oxidación y reducción para la remoción de cloro y metales pesados del agua.

KDF-85

Es una aleación especial de cobre y zinc, la cual utiliza el potencial de oxidación y reducción para la remoción de cloro y metales pesados del agua. También se le considera un medio bacteriostático, el cual inhibe el desarrollo de microorganismos dentro del medio.

MTM

Es un medio filtrante granular de dióxido de manganeso utilizados para la reducción de hierro, manganeso y sulfuro de hidrógeno del agua. Su superficie oxida y precipita al hierro y manganeso soluble. Los precipitados quedan en el lecho granular y son removidos con el retro lavado

DESARROLLO O PLANTEMIENTO DE PROBLEMA

La problemática a nivel mundial es que en todo el mundo, más de mil millones de personas no tienen acceso al agua potable que para el fin de siglo se estima que más de de un 80% de los habitantes puede que no dispongan suministros de agua potable.

Además la contaminación industrial de las aguas subterráneas sigue siendo un grave problema en la mayoría de los países desarrollados. En todo el mundo se produce la infiltración de productos tóxicos en el suelo y en las aguas subterráneas, procedentes de tanques de almacenamiento de gasolina, vertederos de basuras y zonas de vertidos industriales. Uno de cada seis habitantes bebe agua que contiene altos niveles de plomo, uno de los principales productos tóxicos industriales.

En el estado Carabobo la oxidación de las tuberías de agua conducen directamente a los hogares, que viene cada vez más contaminada debido a que la oxidación y la suciedad de las tuberías producen las condiciones de proliferación de bacterias el cual puede ser muy dañino para el ser humano e incluso causar la muerte.

Podría alcanzarse un ahorro de hasta el 90% en energía y el 70% en agua invirtiendo en la recuperación y en la reutilización del agua, reciclando las aguas residuales procedentes de la industria y del uso municipal para ser utilizadas como aguas industriales o de refrigeración.

Sin embargo, en muchas ocasiones no se realizan estas acciones. El agua es desechada sin darle otro uso, considerando que es de vital importancia el uso y cuidado del agua es necesario que todos estemos informados sobre que métodos podemos poner en práctica para reutilizar el agua y de esta manera contribuir de manera responsable a que este vital recurso perdure y su escases no siga siendo uno de los principales problemas por los que está enfrentándose el mundo.

Uno de los mayores problemas que tienen muchas poblaciones hoy en día es la contaminación del agua principalmente, porque el agua es fundamental para la vida, y por lo que la contaminación puede ser algo muy negativo para el desarrollo tanto económico como social de las ciudades que se encuentran cerca a estas áreas afectadas.

Todas las personas podemos aportar para evitar la contaminación que cada día está avanzando más y es reduciendo el gasto de agua ya que muchas veces mal gastamos este recurso.

MATERIALES Y COSTOS

Filtro casero:

Materiales reciclados/sin costo:

•Botella de plástico

•Piedras

•Arena

•Carbón

•Algodón

•Gasas

Bomba de agua:

Materiales reciclados/sin costo:

•Tapa de botella de plástico

•Tapa de plástico

•Polea pequeña

•Pedazos de plástico

Materiales con costo:

•Motor de 6-24 v $104 pesos

•Mangueras de plástico 1m $8 pesos

Adicional:

•Paneles solares (2) $300 pesos aprox.

•Envase de plástico Sin costo

•Madera Sin costo

IMPACTO SOCIAL

Las personas se incitarán a ser parte del proyecto para ayudar al cuidado del agua.

Las personas que lo adquieran tendrán un beneficio.

Será económico y sencillo de utilizar para la población. Disminuirá el desperdicio de agua en sus comunidades, ahorrando el agua y dinero. Cubrirá las necesidades por la falta de agua o el gasto excesivo de esta.

IMPACTO AMBIENTAL

Este producto no daña el ambiente, ya que utilizaremos energía limpia para poder hacerlo funcionar. Además de que no se utilizará ningún tipo de sustancia que dañaría al medio ambiente.

El proyecto podrá ser modificado para utilizar materiales que sean más amigables con el ambiente. Sin embargo, los recursos utilizados no generan gran impacto.

Ayuda en el cuidado del agua ya que la deja libre de sustancias dañinas tanto para el ser humano como para sus alrededores, además de que al agua se le da un nuevo uso, evitando así, su desperdicio.

Podríamos decir que este proyecto es ecológico, por los materiales y el resultado que da.

IMPACTO ECONOMICO

Los recursos utilizados en este proyecto son la mayoría reciclados, por lo que el costo que puede generar el realizar un producto de estos, no es tan elevado. Al ser un prototipo, no se necesita un gran presupuesto.

Las personas pueden crear su propio filtro casero sin ninguna complicación y materiales en casa.

Si se quiere utilizar en una escala mayor, se necesitarían algunas modificaciones, siendo así, que su costo un poco elevado.

El proyecto es simple, por lo que no se necesita mucho para elaborarlo. La energía que utilizamos es limpia y no es necesario utilizar una corriente eléctrica para hacerla funcionar.

Si bien, se puede realizar el proyecto para hacerlo manual y simplemente filtrar el agua, o se podría hacer automático como en nuestro caso.

Si realizamos el proyecto con materiales caseros y de fácil acceso, podríamos reducir el costo y hacerlo más accesible, a comparación de otros filtros en el mercado que tiene costos elevados.

DIAGRAMA DE FLUJO

OBSERVACIONES

El agua es escasa, por lo que tenemos que hacer algo al respecto antes de que sea demasiado tarde.

El filtro de agua es una herramienta muy eficiente y necesaria para mejorar la calidad de vida. El prototipo no está a su máximo nivel, por lo que aún puede seguir innovando para poder mejorar sus funciones.

El agua sucia puede volver a utilizarse después del proceso de filtración. El filtro casero funciona y cumple con su objetivo. Reutilizamos el agua para actividades cotidianas como lavar trastes, regar plantas, lavar ropa, entre otras cosas.

RESULTADOS

Resulto muy útil en cuanto a la purificación del agua.

Sirvió de mucha ayuda en lograr obtener agua totalmente limpia para el reúso.

Muy económico para el bolsillo de la población.

Fácil de elaborar.

Es ahorrativo.

Máxima duración, debido a que no tiene mucho mantenimiento en comparación con los del mercado.

Cómodo debido a que no estorba en el hogar.

BibliografíaArango, L. A. (2015). Subgerencia Cultural del Banco de la República. Obtenido de Banco de la republica, actividad cultural: http://www.banrepcultural.org/blaavirtual/ayudadetareas/ciencias/filtro_de_aguaembotelladoras.org. (2014). Embotelladora de agua mineral. Obtenido de Embotelladora de agua mineral: http://www.embotelladoras.org/sistema-de-tratamiento-de-agua/materiales-filtrantes/inspiraction. (s.f.). Obtenido de inspiraction: https://www.inspiraction.org/cambio-climatico/contaminacion/contaminacion-del-aguaPlantas purificadoras de aguas. (s.f.). Plantas Purificadoras de agua en Mexico. Una planta Purificadora un buen negocio en donde invertir su dinero. . Obtenido de Venta de plantas purificadoras de agua para centros de llenado de garrafones con agua purificada: http://www.plantas-purificadoras-de-aguas.com.mx/informacion-tecnica/tratamiento-del-agua/que-es-un-purificador-de-agua/Silladona, M. (2015). Monografías. Obtenido de monografias: http://www.monografias.com/trabajos96/proyecto-expociencias/proyecto-expociencias.shtml

CONCLUSIÓN

Se ha visto que la utilización de la purificación del agua ha generado impactos satisfactorios al reducir el desperdicio de agua y ayudar a mejor la calidad de vida de los seres vivos.

Gracias a este tipo de proyectos se ha disminuido considerablemente la contaminación y los problemas relacionados al agua. Sin embargo, no muchas personas están conscientes del problema que se genera si no hacemos algo respecto a la contaminación del agua.

Estamos al tanto de que podemos limpiar el agua de agentes contaminantes, dañinos para los seres vivos, con unos simples materiales y de manera sencilla, por lo que no hay excusa de no ayudar al medio ambiente.

Aprendimos la importancia de los purificadores y como se puede reutilizar el agua para tareas domésticas. En cuanto el proceso de elaboración del proyecto, fue fácil y práctico, sin un costo elevado o complicaciones.

El aparato puede tener más desarrollo para hacerlo más eficaz. Realizamos un prototipo de lo que podría ser una maquina lo suficientemente capaz de dar los resultados esperados.