Eco Blog

El agua en la física 

Introducción

En el siguiente trabajo se hace mención del tema de contaminación del agua el cual afecta al ser humano de una manera considerable.

Este trabajo cuenta con siete apartados relacionados con nuestra problemática ya mencionada esperando que estos tengan un impacto en la sociedad.  Nuestro proyecto está dirigido para la sociedad en general sin embargo en especial a las familias ya que en el hogar es el lugar donde se produce la mayor cantidad de agua sucia y en ocasiones esta no es desechada de una manera adecuada, así mismo la mayoría de las  familias consta de hijos jóvenes lo cual queremos lograr que se llegue a tomar conciencia de nuestras acciones las cuales repercuten en el medio ambiente. Así mismo al ser jóvenes le podrán dar el valor necesario que implica el tema del agua pues en futuro se podrán vivir problemas a causa de la falta de este recurso natural por lo cual debemos cuidarla desde hoy para prevenir problemas en un futuro no muy lejano.

Planteamiento del problema

Hoy en día la sociedad realiza actividades las cuales no siempre contribuyen al cuidado del medio ambiente sino todo lo contrario; ya que al realizar sus actividades diarias o económicas desechan residuos en coladeras, ríos, presas o canales sin importar el daño que esto conlleva.

Así mismo esto una problemática que daña a todos los seres vivos ya que esta puede provocar enfermedades e los seres humanos  como cólera, fiebre tifoidea, hepatitis, entre otras. Nosotros como sociedad no nos damos cuenta que al contaminar el agua no solo nos estamos haciendo daño a nosotros mismos sino también a animales, tierra de cultivo, habitad natural, ecosistemas puesto que para nosotros es mucho más importante una estabilidad económica que la protección  y cuidado del agua.

Depende de nosotros cambiar esta situación lo cual obliga a que el ser humano cambie de actitud referente al tema del cuidado del medio ambiente; y dejar atrás ese pensamiento que no pasara nada si seguimos actuando de una manera irresponsable y de esta forma podremos realizar un gran cambio no solo en el tema del agua sino también en todos los aspectos ya sean sociales o naturales, recordemos que el medio ambiente es la base fundamental que tengamos cierta estabilidad.

Justificación

La problemática que el equipo numero 04 eligió es contaminación del agua ya que nos percatamos que la sociedad no toma conciencia de sus acciones y desecha la basura en los ríos, canales, presas; de igual manera desecha aceites en las coladeras lo cual tiene como consecuencia que estas se tapen lo cual provoca la obstrucción del paso del agua. Es por este motivo que el equipo decidió abarcar esta problemática ambiental y de esta manera disminuir problemas en la sociedad en general.

Objetivos

è Desarrollar actividades para generar conciencia entre la sociedad y de esta manera cambien su ideología acerca del tema del agua, lo cual se hará mediante un video con información real que se está viviendo en distintos lugares especialmente en nuestra comunidad.

è Explicar porque es importante la contaminación del agua y de esta manera generar actividades para que los jóvenes en conjunto con sus familias  puedan realizar la separación de basura y esta sea desechada en lugares establecidos para su desecho.

è Demostrar a autoridades públicas la importancia que tiene establecer lugares adecuados para desechar la basura y de esta manera reducir el daños a los seres vivos y al medio ambiente 

Hipótesis

Reducir la basura en ríos, presas o canales y de esta manera generar un cambio en la sociedad principalmente en los alumnos del Plantel Isidro Fabela Alfaro

 Marco teórico

1.    ¿Qué es contaminación del agua?

La contaminación del agua es un problema que está afectando a la sociedad en general Delft (2016) dice que la contaminación del agua es cualquier cambio químico, físico o biológico en la calidad del agua que tiene un efecto dañino en cualquier cosa viva que consuma ese agua. Cuando los seres humanos beben el agua contaminada tienen a menudo problemas de salud. La contaminación del agua puede también puede hacer a esta  inadecuada para el uso deseado.

2.    Contaminantes del  agua

2.1 compuestos orgánicos

Los compuestos orgánicos son cadenas largas de carbono  e hidrógeno combinadas entre sí cuya característica es que  no son polares y tienen poca o ninguna solubilidad en el agua. También porque tienen carga eléctrica.

El comportamiento de los compuestos orgánicos depende de su estructura molecular, el tamaño, la forma y la presencia de sus grupos funcionales que son los verdaderos e importantes factores determinantes de la toxicidad. Los principales compuestos orgánicos son generados por el ser humano los cuales tienen mayor impacto en la contaminación del agua.

 

2.2 Compuestos  inorgánicos

Los compuestos inorgánicos son lo que no contienen elementos de carbono en su estructura. Estos elementos pueden llegar disolverse en agua a partir de fuentes naturales o como resultado de la actividad humana.

Los gases disueltos en el agua no tienen efectos nocivos en la salud, excepto el sulfuro de hidrógeno y gases radiactivos disueltos como el radón. Tanto el metano y sulfuro de hidrógeno puede ser inflamables.

3.    Aguas Generadoras de contaminación

3.1  Aguas residuales

¨Se pueden definir como aquellas que por uso del hombre, representan un peligro y deben ser desechadas, porque contienen gran cantidad de sustancias y/o microorganismos.’’ Pérez 2014

Las aguas residuales se pueden dividir en diferentes tipos los cuales son:

è Aguas residuales domésticas o aguas negras: proceden de las heces y orina humanas, del aseo personal y de la cocina y de la limpieza de la casa. Suelen contener gran cantidad de materia orgánica y microorganismos, así como restos de jabones, detergentes, lejía y grasas.

è  Aguas blancas: pueden ser de procedencia atmosférica (lluvia, nieve o hielo) o del riego y limpieza de calles, parques y lugares públicos. En aquellos lugares en que las precipitaciones atmosféricas son muy abundantes, éstas pueden de evacuarse por separado para que no saturen los sistemas de depuración.

è  Aguas residuales industriales: proceden de los procesamientos realizados en fábricas y establecimientos industriales y contienen aceites, detergentes, antibióticos, ácidos y grasas y otros productos y subproductos de origen mineral, químico, vegetal o animal. Su composición es muy variable, dependiendo de las diferentes actividades industriales.

è  Aguas residuales agrícolas: procedentes de las labores agrícolas en las zonas rurales. Estas aguas suelen participar, en cuanto a su origen, de las aguas urbanas que se utilizan, en numerosos lugares, para riego agrícola con o sin un tratamiento previo.

4.    Causas de la contaminación del agua

Existen dos tipos de contaminación del agua ya sea de manera directa o indirecta las a cuales repercuten en este recurso natural

Es por ello que se divide en:

Contaminación Natural: Comprende a sustancias minerales y residuos orgánicos que toman contacto con el agua, eliminando su pureza y requiriendo un tratamiento potabilizador para que sea consumida por los seres humanos.

Contaminación Antrópica: Es aquella que el ser humano genera al crear sus productos que necesita para su vida diaria, ya que los distintos materiales necesitan de agua para ser creados.

5.    Consecuencias de la contaminación del agua

A causa de la contaminación del agua se dañan diferentes espacios verdes, flora y fauna la cual en ocasiones no siempre puede reproducirse de una forma seguida; por lo cual algunas de estas llegan a extinguirse. También el ser humano se ve muy perjudicado a causa de la alteración en la cadena alimentaria y contrae enfermedades al beber o utilizar el agua contaminada.

La degradación del agua tiene consecuencias de distinta gravedad económica, que pueden afectar a comunidades locales, o incluso acabando con fuentes de recursos esenciales para economías de supervivencia o de cualquier otro tipo.

“PROTOTIPO: FILTRO DE AGUA”

El agua subterránea se filtra naturalmente por capas de tierra, de la piedra, de la grava, y de la arena. Cuándo el agua viaja por estas capas, se limpian. Esto es una de las razones que muchas personas piensan que el agua subterránea es muy limpia.

Materiales

Tierra 

Arena

Piedrecitas

Algodón

Cuchillo  y cuchara

Carbón activo 

Un garrafon de vidrio con llave

Proceso

1.    Cortar la parte de abajo de la botella para que quede descubierta y poder introducir el material

2.    Lavar perfectamente bien por dentro y se deja secar

3.    Introducir el algodón en la botella, es decir en donde esta la tapadera, con la botella hacia abajo. posterior mente introducir un filtro de café acomodado de tal forma que cubra el algodón.

4.    Sobre el filtro introducir las piedras y la tierra hasta que se haya llenado un poco mas de la botella y finalmente poner el carbón sobre la tierra de forma ordenada.

5.    Finalmente acomodar un ultimo filtro de café sobre el carbón para unificar.

Cabe mencionar que para que este filtro de agua funcione se debe ir introduciendo el agua poco a poco, ya que si se introduce la cantidad de agua que se desea filtrar en una sola exhibición este proceso no va a funcionar.  

   Principio físico que sustenta el prototipo

à Principio de Arquímedes

 Consiste en que los cuerpos que se sumergen en un fluido experimentan un empuje vertical y con dirección hacia arriba que es igual al peso de la ausencia del fluido, o sea, el fluido desalojado.

 Empuje=peso del líquido desalojado

E=mLg, como m=PV         E=PLVLg

Donde:

mL= masa del líquido                    vL=volumen del líquido desalojado

  pL=densidad del líquido desalojado

Este principio será ocupado en la realización de nuestro prototipo ya que agua contaminada estará en un recipiente aplicando una fuerza para que el agua filtrada pueda salir mediante una llave. Recordemos que el volumen de líquido desalojado es igual al volumen que se introduce a él.

à Principio de la hidrostática

El principio fundamental de la hidrostática establece que la presión en un punto del interior de un fluido (presión hidrostática) es directamente proporcional a su densidad, a la profundidad que se encuentre dicho punto y a la gravedad del sitio en el que se encuentre el fluido.

P=d·g·h

Donde:

• P  es la presión en un punto del fluido.
• d  es la densidad del fluido
• g es la gravedad del lugar donde se encuentre el fluido.
• h es la profundidad.

àPrincipio de pascal

La presión ejercida sobre un fluido poco compresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido y a todas las paredes de recipiente que lo contiene

Donde:

F  =  f

A=a 

 F= magnitud de fuerza obtenida en embolo mayor

A=área del embolo mayor

f= fuerza obtenida por el embolo menor

a=área del embolo menor

Estos principios serán puestos  en práctica en el momento de la creación y uso de nuestro prototipo ya que el agua que se filtrara estará estancada en un recipiente fijo el cual generara  una presión para que el agua pueda salir mediante una llave la cual debe aplicar cierta fuerza para que el agua salga de una manera considerable. Así mismo se aplicara un filtro para que este haga presión en el líquido generando que aquellos contaminantes no sean un impedimento para obtener agua limpia

Se optó por este tipo de prototipo porque nos hemos percatado que la mayoría de los seres humanos no cuidan el agua o de igual manera no aprovechan aquellas aguas pluviales por la razón de que esta puede contaminarse a causa de que no siempre es recaudada de una manera adecuada.

RESULTADOS

Al empezar  a utilizar este filtro casero, nos pudimos dar cuenta de que es algo difícil en las personas llevar a cabo un proceso como este para purificar el  agua, pero al paso del tiempo se puede llegar a convertir en un hábito dentro de la vida diaria de las personas.

A unas semanas de que en por lo menos una casa,  una familia estuviera realizando este proceso tan simple, dijo haber visto resultados positivos, ya que el agua que ellos creían ya no poder darle un uso, se lo dieron y así no desperdiciaron agua inútilmente   

El tamaño del filtro depende de la persona que lo realice,   pero lo óptimo sería que este fuese de un tamaño  considerable para que por lo menos en una ronda de filtración se pueda purificar dos o tres litros de agua. Y entonces necesitaríamos más cantidad de materiales.

PARAMETROS

Los parámetros más notorios fueron los siguientes:

·         Altura del filtro

·         Tiempo en filtrar

·         Cantidad de litros

La razón de que se hayan elegido estos parámetros es que nuestro prototipo se basa mediante una botella, la cual al cambiar algunos elementos el resultado de alguna manera cambia. Por ejemplo:

La altura del filtro ayudara a que la cantidad de agua que se agregue al prototipo sea filtrada mediante un tiempo mayor o menor.

El tiempo en filtrar dependerá de la altura que dependiendo de esta el agua tardara o será más rápida al caer al recipiente que se tendrá para el agua limpia que se obtiene durante ese proceso. Y finalmente como un parámetro exacto que le dimos fue de dos litros, ya que esta cantidad de agua será agregada a las distintas pruebas y de esta manera obtendremos los parámetros anteriores.

Es por ello que se hicieron cinco pruebas tomando en cuenta los parámetros anteriores; por lo cual los datos se encuentran registrados en la siguiente tabla. 

En la siguiente grafica se muestran los resultados de los parámetros de altura y de tiempo  ya que la cantidad de litros fue exacta para todos los parámetros tomando como base  dos litros. 

      Conclusión

      A la conclusión que se llego  después de haber realizado estas pruebas es que la misma cantidad de agua si es filtrada en recipientes de altura de cierto tamaño tendrá cierto tiempo y mientras más alto sea el espacio por donde deba pasar el agua más tiempo va a requerir la misma cantidad de agua, en este caso 2l.

      Cabe mencionar que nuestro prototipo no toma en cuenta el diámetro de la botella ya que al realizar la primeras pruebas con ese diámetro nos pudimos percatar que ese parámetro no afecta o tenía un cambio en el filtro, sin embargo, la atura es base para el desarrollo de este proyecto.

Bibliografía

Aguapura- asociación. (2016). ¡¡CONTAMINACIÓN DEL AGUA Y SUS CONSECUENCIAS!!. Consultado en agosto 26 del 2017, de aguapura- asociación Sitio web: https://www.aguapuraong.org/contaminacion-del-agua-y-sus-consecuencias/

CaRBOTECNiA. (2013). compuestos inorgánicos . Consultado en agosto 26, 2017, de CaRBOTECNiA Sitio web: https://www.carbotecnia.info/encyclopedia/contaminantes-inorganicos-en-el-agua-potable/

 Contaminación del agua. org. (2015). contaminantes del agua. Consultado agosto 26, 2017, de Contaminación del agua. org Sitio web: http://contaminacion-agua.org/contaminantes-agua/

Delft HH. (2016). FAQ de la contaminación del agua. Consultado en agosto 26, 2017, de Lenntech Sitio web: http://www.lenntech.es/faq-contaminacion-agua.htm

Desconocido. (2016). Principio de pascal . consultado el 04 de septiembre 2017, de Fisica termodinamica Sitio web: https://hernanleon1002.wordpress.com/fisica-de-fluidos-y-termodinamica/primer-corte/marco-teorico/principio-de-pascal/

OEFA. (2015). Aguas residuales. OEFA, 1, 42 pp 

Proceso