STEAM Y EVIDENCIA_EQ1_353

PROFE; HILDA ELIZONDO

21/08/24

EQUIPO NUMERO 1

PREPARATORIA 1

fenomenos quimicos en el entorno

2186501 GONZALEZ MARROQUIN ALEXIS2180280 GUEVARA CEBRIAN SOFIA DANAE2181742 HERNANDEZ HERNANDEZ PERLA MONSERRAT2182052 LECHUGA SANCHEZ VANESSA LIZETH2180950 OCHOA SILVA BRIANA SCARLET2221244 SAMPAYO FAZ NOE2182888 VENEGAS RODRIGUEZ GABRIELA CITLALI

Relacion Reacciones quimicas y

que existeN en el entorno

EQUIPO 1

26. Rferencias y exposicion

25. Mediciones y los resultados

24. Tabla de variables

23. Funcionamiento esperado del prototipo

22. Características del bosquejo

21. Bosquejo

20. Sustancias químicas (problemática ambiental, propuesta o alternativa de solución

19. Fundamentación teórica

18. Objetivo

17. Nombre del proyecto

16. Justificacion

índice

1. Introduccion

2. Desarrollo

3. Organizador grafico

4. Calculos

5. Resumen de investigacion

6. Sintesis de resultados

7. Resultados de la tabla

8. Reflexiones

9. Referencias

10. Steam

11. Problematicas y caracteristicas

12. Causas y consecuencias

13. ODS

14. Reacciones quimicas

15. Alternativa de solucion

Recordemos que las reacciones químicas son transformaciones en la materia constantes, desde la combustión hasta la fotosíntesis de las plantas, la vida es una transformación constante de muchas reacciones químicas, estas reacciones implican la formación y la ruptura de enlaces entre átomos y moléculas, son la base de la complejidad y diversidad que observamos en nuestro entorno. Es necesario que los podamos comprender su naturaleza y sus implicaciones para conocer todo lo que nos rodea a profundidad y también para abordar los desafíos que enfrenta la humanidad, como lo es la búsqueda de nuevas fuentes de energía, la creación de materiales innovadores y la lucha contra la contaminación. Volviendo al tema de las reacciones podemos decir que estas forma a nuestro mundo y el que comprendamos estas reacciones nos da la oportunidad de poder aprovechar su poder para así tener una mejor calidad de vida y proteger nuestro planeta y esto sin mencionar que las reacciones químicas son esenciales para la civilización humana como por ejemplo la producción de energía, la formación de nuevos materiales, la transformación de a materia, la degradación de sustancias o el control de procesos biológicos. Hay diversos factores que influyen en las reacciones químicas como la temperatura, la concentración, la superficie, etc.

INTRODUCCION

.Las reacciones químicas que podemos observar en la vida cotidiana son por ejemplo cocinar ya que esto implica reacciones químicas como la desnaturalización de proteínas, otro ejemplo son los productos de limpieza ya que utilizan reacciones químicas para poder eliminar la suciedad y las bacterias y podemos ver como se separa la grasa de agua, otro ejemplo que podemos mencionar son las baterías ya que utiliza reacciones para químicas para producir electricidad y en la naturaleza podemos ver la fotosíntesis que es el proceso que ocurre en las plantas, la combustión es una reacción exotérmica porque recordemos que hay reacciones exotérmicas y endotérmicas, siguiendo con el tema de la combustión pues podemos decir que es una reacción que genera luz y calor cuando libera energía, la oxidación también es una reacción química porque implica la perdida de electrones y ya por ultimo mencionaremos la lluvia acida que se forma cuando los óxidos de azufre y nitrógeno reaccionan con el agua en la atmosfera. Como podemos ver estamos rodeados de reacciones químicas y es necesario poder comprender estos temas para sacarles el mejor provecho posible

'ORGANIZADOR GRAFICO

CALCULOS

Desechos urbanosdesechos industrialesAlmacenamiento subterraneoPesticidasMineria

El suelo es la capa superficial de la corteza terrestre de la descomposicion de rocas y seres vivos por la accion del viento y el agua. El suelo es una de los componentes fundamentales de la vida terreste, ya que sostiene la vida del ecosistema terrestre y esta compuesto por materia organica, minerales, aire y agua. Su camposicion puede cambiar por el uso de quimicos o residuos de contaminacion. Esta contaminacion puede generarse por:

Contaminacion del suelo

IndustriaQuema de materialesUso de combustibles fosiles

En el aire de la atmosfera se encuentran gases que sirven para funciones vitales de la vida en la tierra, sin embargo, se altera la composicion de la atmosfera terrestre cuando las particulas que se encuentran suspendidas en el aire aumentan considerablemente y pueden afectar a los seres vivos. La salud de los seres humanos se ve afectado a tal grado que nueve de cada diez muertes resportadas se relacionan con la contaminacion del aire. Las principales causas de la contaminacion del aire son los siguientes:

Contaminacion del aire

Agroquimicos, vertidos de residuos provenientes de desechos urbano e industrial.Derramiento accidental de petroleo. Aumento de la temperatura del planeta dismunuye el oxigeno del agua alterando su descomposicion, el consumo del agua contaminada

El agua es un compuesto primordial para los procesos vitales de los seres vuvos, asi como para las actividades diarias, como el aseo personal, en el hogar, para comer o hidratarse; asi como para el desarrollo social y tecnologicos. Existen sustancias que al estar disueltas en ellas su descomposicion natural. A estas sustencias se les denomina contaminantes del agua, que dañan a los seres vivos que la consumen y no pueden ser utilizadas por los seres humanos para ninguna actividad, ademas, destruyen los ecosistemas. Los factores que contaminan el agua son:

CONTAMINANTE COMTAMINANTE DEL MEDIO AMBIENTE

Contaminacion del agua

ESOS SON DE AGUA. Procesos quimicos que afectan el ambiente con los gases emanados, quema de materiales y uso de combustibles fosiles. ESOS SON DE AIRE. Desechos urbanos, desechos industriales, almacenamients subterraneos, pesticidas y mineria. ESOS SON DE SUELO ES NUESTRA OBLIGACION REDUCIR LOS AFECTOS DE LA CONTAMINACION AMBIENTAL AL SER UNA SOCIEDAD MAS RESPONSABLE EN TODAS NUESTRAS ACTIVIDADES, CUIDANDO Y RESPETANDO LA NATURALEZA.

relevancia del afecto negativo del medio ambiente y la sociedad

Tipos de contaminantes:

Se le llama contaminante a aquellas sustancias que en concentraciones muy altas son liberados al ambiente natural y alteran el equilibrio del ecosistema. Dichas sustencias pueden causar daño al planeta y su biodiversidad. La contaminacion tienee diferentes origenes. NATURAL: contaminantes generados por las erupciones volcanicas, tsunamis, terremotos o incendios forestales ARTIFICIAL: la actividad humana las causa, como las sustancias quimicas que se utilizan a nivel industrial, los residuos urbanos o el consumo de combustibles fosiles.

QUIMICA: provocado por la industria, que produce plastico disolventes derivados de petroleo, pesticidas, herbicidas.BIOLOGICO; provocado por los desperdicios provinientes de los desagues de los hogares o bien de la industria al descomponerse de los desechos organicos.FISICA: generados por el ser humano, como el calor, ruido o la energia.

Las sustancias que contaminan el medio ambiente pueden tener distintos origenes y ademas estos pueden afectar el agua, aire o suelo. Los agroquimicos que usan la agricultura, las cuales son absorbidos por la tierra y llegan a las aguas subterraneas por la tierra y llegan a las aguas subterraneas, vertidos de residuos provinientes de desechos urbanos e industriales que no fueran tratadas y acaban de rios y mares, el derramiento accidental de petroleo en perforaciones petroleras, los desechos solidos como los plasticas y otros.

SINTESIS DE RESULTADOS DE ACTIVIDAD EXPERIMENTAL

Describe las evidencias de una reacción química, como el desprendimiento de gas, precipitación, y cambios de temperatura y color. Se explica que una reacción química implica el reordenamiento de átomos y moléculas, y se clasifica según la energía involucrada (endotérmicas y exotérmicas) y el mecanismo (adición y sustitución). Se menciona la ley de conservación de la materia. Se detallan materiales, procedimientos, y resultados de un experimento con ácido clorhídrico, zinc, magnesio, cloruro de bario, nitrato de plomo, y yoduro de potasio, con observaciones sobre las reacciones exotérmicas y endotérmicas. La conclusión refleja el aprendizaje adquirido sobre los cambios de color en las reacciones químicas.

resultados de la tabla de la actividad experimental

Sofia Danae Guevara Cebrian Las reacciones químicas son esenciales para entender y manejar los fenómenos en nuestro entorno. En la naturaleza, procesos vitales como la fotosíntesis y la respiración celular dependen de ellas. Además, las reacciones químicas influyen en fenómenos ambientales como la formación de la lluvia ácida y la descomposición de la materia orgánica. A nivel industrial, permiten la producción de materiales, medicamentos y energía, siendo clave para el progreso tecnológico y la sostenibilidad. Entender estas reacciones es crucial para abordar desafíos globales y mejorar la calidad de vida.

reflexiones

Gabriela Citlali Venegas RodríguezMatricula 2182888La importancia de las reacciones radica en su capacidad de crear, transformar y destruir. Son la base de la vida misma, desde la fotosíntesis que alimenta a las plantas hasta la digestión que nos permite obtener energía de los alimentos. Son responsables de la formación de las montañas, la erosión de las costas, la lluvia ácida que amenaza nuestros ecosistemas, y hasta la combustión que nos permite generar energía. Esta interconexión nos recuerda que cada acción tiene una reacción, que no podemos aislar un fenómeno del entorno sin afectar a otros. Es una lección de responsabilidad, de cuidado, de comprender que la materia es un delicado equilibrio que debemos preservar, si bien las reacciones químicas pueden ser complejas y a veces impredecibles, también son una fuente de asombro y maravilla. Cada vez que vemos un arcoíris, una flor que florece, un volcán en erupción, estamos presenciando la magia de la química en acción, en definitiva, las reacciones químicas no son solo un fenómeno científico, sino un espejo de la complejidad y la interconexión del mundo natural. Comprender su importancia nos permite apreciar la belleza y la fragilidad de nuestro entorno, y nos impulsa a actuar con responsabilidad para mantener el equilibrio..

Noe sampayo faz Las reacciones químicas son esenciales para entender cómo funciona el mundo. Están en la base de procesos vitales como la digestión y la fotosíntesis, así como en fenómenos ambientales como el cambio climático. Además, nos permiten desarrollar tecnologías que mejoran nuestra vida, como medicamentos y energías renovables. Comprender estas reacciones nos ayuda a apreciar la naturaleza y a tomar decisiones más conscientes sobre nuestro impacto en el entorno.

LECHUGA SANCHEZ VANESSA LIZETHLas reacciones químicas son fundamentales en nuestra vida cotidiana y en el entorno que nos rodea. Estos procesos químicos son esenciales para la supervivencia de los seres vivos y para la comprensión de los fenómenos naturales que ocurren en nuestro planeta.

REFLEXIONES

Briana Scarlet Ochoa SilvaLas reacciones químicas son como las piezas clave de un gran rompecabezas que es nuestro entorno. Es todo lo que nos rodea, desde el aire que respiramos hasta la comida que comemos, está hecho de pequeñas partes que interactúan entre sí. Estas interacciones son precisamente las reacciones químicas.Estas reacciones no están aisladas; están todas conectadas. Los fenómenos naturales como el clima, la formación de montañas, o el ciclo del agua, también dependen de reacciones químicas. Si nos detenemos a pensar, casi todo lo que pasa en la naturaleza tiene su origen en algún tipo de reacción química.

Perla Monserrat Hernández HernándezLas reacciones químicas son procesos fundamentales que rigen la dinámica de nuestro entorno. Desde la fotosíntesis que alimenta la vida vegetal hasta la combustión que nos proporciona energía, la química está presente en cada fenómeno que observamos. Comprender estos procesos nos permite apreciar la complejidad de la naturaleza y tomar decisiones responsables sobre nuestro impacto en ella.

Las reacciones químicas son fundamentales para la vida misma. Por ejemplo, la fotosíntesis, que es la forma en que las plantas producen su alimento, es una reacción química esencial que no solo sostiene a las plantas, sino que también nos proporciona oxígeno y alimentos. Sin esta reacción, la vida en la Tierra, tal como la conocemos, no sería posible.En la salud, nuestro cuerpo está en constante actividad química. Cada vez que respiramos, cada vez que comemos, y cada vez que nos movemos, están ocurriendo reacciones químicas. Estas reacciones son las que permiten que nuestros órganos funcionen correctamente, que podamos pensar, y que nuestro cuerpo se defienda de enfermedades.Si miramos más allá, en el medio ambiente, las reacciones químicas también juegan un papel crucial. Por ejemplo, los ciclos del agua, del carbono y del nitrógeno son procesos que dependen de reacciones químicas para mantener el equilibrio de la naturaleza. Cuando hay un desequilibrio, como la contaminación del aire o del agua, es porque ciertas reacciones químicas están ocurriendo de manera que dañan el entorno. Por eso, entender estas reacciones nos ayuda a buscar soluciones para proteger nuestro planeta.Además, en la tecnología y la industria, las reacciones químicas son la base de muchos avances. Desde la creación de nuevos materiales hasta la producción de energía, todo depende de entender y controlar estas reacciones. Así que, en muchos sentidos, el progreso de la humanidad está ligado a nuestro conocimiento de la química.Al final, esta reflexión grupal nos muestra que las reacciones químicas son la fuerza que mueve todo a nuestro alrededor, desde lo más pequeño y cotidiano hasta lo más grande y complejo. Comprender su importancia nos permite apreciar cómo cada fenómeno natural, cada proceso en nuestro cuerpo, y cada avance tecnológico está interconectado a través de la química. Esto nos invita a mirar el mundo con curiosidad y respeto, sabiendo que en cada rincón, hay una reacción química trabajando para que todo funcione.

REFLEXION GRUPAL

referencias

• https://www.lifeder.com/reacciones-quimicas-vida-cotidiana/?need_sec_link=1&sec_link_scene=im
• https://www.lamanzanadenewton.com/materiales/aplicaciones/lrq/lrq_re.html?need_sec_link=1&sec_link_scene=im
• https://uanledu-my.sharepoint.com/:v:/g/personal/nicolas_suarezvll_uanl_edu_mx/ETIbyxu5qPRPhJChVHMRzX4BIUxGc0JQssIBCA4bXp￾hbA?nav=eyJyZWZlcnJhbEluZm8iOnsicmVmZXJyYWxBcHAiOiJPbmVEcml2ZUZvckJ1c2luZXNzIiwicmVmZXJyYWxBcHBQbGF0Zm9ybSI6IldlYiIsInJlZmV ycmFsTW9kZSI6InZpZXciLCJyZWZlcnJhbFZpZXciOiJNeUZpbGVzTGlua0RpcmVjdCJ9fQ&e=InbdrX
• https://www.acs.org/content/acs/es.html
• https://www.rsq.org/

Causas:- Falta de inversión: La inversión insuficiente en infraestructura de agua y saneamiento limita el acceso a estos servicios, especialmente en países en desarrollo.- Gestión inadecuada: La gestión ineficiente de los recursos hídricos, la falta de planificación a largo plazo y la corrupción pueden impedir la provisión de agua potable y saneamiento.- Crecimiento demográfico: El crecimiento de la población mundial ejerce una mayor presión sobre los recursos hídricos, exacerbando la escasez y la contaminación.- Cambio climático: El cambio climático intensifica la escasez de agua debido a sequías más frecuentes e intensas, y aumenta la contaminación por inundaciones y el aumento del nivel del mar.- Conflictos: Los conflictos armados pueden destruir la infraestructura de agua y saneamiento, dificultando el acceso a estos servicios vitales.- Falta de educación y concienciación: La falta de conocimiento sobre la importancia del agua potable y el saneamiento, así como la falta de prácticas de higiene adecuadas, contribuyen a la propagación de enfermedades. Es fundamental abordar estas problemáticas y sus causas para garantizar el acceso universal a agua potable y saneamiento, mejorando la salud, la educación y el desarrollo económico.

Desarrollo y Optimización de un Filtro de Agua Portátil: Accesibilidad, Sostenibilidad y Beneficios para la Salud(steam)

Problematicas y caracteristicas

Las problemáticas son:- Escasez de agua: El acceso al agua se vuelve cada vez más limitado debido a la sobreexplotación de acuíferos, la contaminación de las fuentes de agua y los efectos del cambio climático.- Falta de acceso a agua potable: Millones de personas aún carecen de acceso a agua potable segura, lo que incrementa el riesgo de enfermedades como la diarrea, especialmente en niños.- Saneamiento inadecuado: La falta de instalaciones sanitarias adecuadas y la gestión deficiente de aguas residuales contribuyen a la contaminación del agua y la propagación de enfermedades.- Desigualdad: El acceso al agua potable y al saneamiento no se distribuye equitativamente. Las comunidades marginadas y de bajos ingresos son las más afectadas por la falta de estos servicios.

Consecuencias de la Contaminación del Agua La contaminación del agua tiene consecuencias graves para el medio ambiente y la salud humana.- Efectos en el Medio Ambiente:- Desequilibrio biológico: La presencia de contaminantes puede causar la proliferación de algas y microorganismos nocivos, alterando la cadena trófica y provocando la muerte de especies acuáticas. - Pérdida de biodiversidad: La contaminación del agua puede llevar a la extinción de especies acuáticas y a la reducción de la biodiversidad en los ecosistemas acuáticos. - Degradación de ecosistemas: La contaminación puede afectar la calidad del agua, la vegetación acuática y los sedimentos, dañando los ecosistemas acuáticos. -Contaminación de suelos: La contaminación del agua puede filtrarse hacia el suelo, contaminándolo y afectando las plantas y los animales que viven en él. - Contaminación del aire: La evaporación de aguas contaminadas puede liberar sustancias tóxicas al aire, contaminándolo y afectando la salud humana. - Efectos en la Salud Humana:- Enfermedades gastrointestinales: El consumo de agua contaminada puede causar enfermedades como diarrea, vómitos y fiebre. - Enfermedades respiratorias: La inhalación de aerosoles contaminados puede provocar problemas respiratorios, como asma y bronquitis. - Enfermedades cutáneas: El contacto con agua contaminada puede causar infecciones en la piel y otras enfermedades dermatológicas. - Cáncer: La exposición a ciertos contaminantes del agua, como metales pesados y pesticidas, puede aumentar el riesgo de desarrollar cáncer.

causas y consecuencias

La contaminación del agua es una problemática ambiental que afecta gravemente al planeta y a la vida en él. Se refiere a la introducción de sustancias o elementos nocivos en las aguas, ya sean superficiales como ríos, lagos y océanos, o subterráneas, alterando su composición y calidad. Esta contaminación tiene diversas causas y consecuencias, con impactos devastadores en el medio ambiente y la salud humana. Causas de la Contaminación del AguaLas causas de la contaminación del agua pueden ser naturales o antropogénicas, es decir, provocadas por la actividad humana.- Causas Naturales:- Erupciones volcánicas: Liberan gases y materiales tóxicos que pueden contaminar las aguas. - Descomposición de materia orgánica: La descomposición de plantas y animales en aguas estancadas puede generar compuestos nocivos. - Fenómenos meteorológicos: Las lluvias intensas pueden arrastrar contaminantes del suelo hacia las aguas. - Causas Antropogénicas:- Desechos industriales: Las fábricas vierten residuos químicos, metales pesados y otros contaminantes en ríos, lagos y mares. - Aguas residuales: El vertido de aguas residuales sin tratamiento adecuado introduce bacterias, virus y materia orgánica en las aguas. - Agricultura: El uso de pesticidas, fertilizantes y herbicidas en la agricultura contamina las aguas superficiales y subterráneas. - Minería: La extracción de minerales genera residuos que pueden contaminar las aguas con metales pesados y otros tóxicos. - Transporte marítimo: Los derrames de petróleo y otros productos químicos en el mar contaminan los ecosistemas marinos.- Plásticos: La acumulación de plásticos en los océanos y ríos afecta la vida marina y contamina el agua.

De qué manera te permitirán estudiar la cuantificación de (los) fenómeno(s) químico(s)? Las reacciones químicas relacionadas con la purificación del agua permiten estudiar la cuantificación de los fenómenos químicos, lo que es fundamental para mejorar la eficiencia y efectividad de los procesos de purificación y garantizar la calidad del agua para el consumo humano.Propuesta o alternativa de solución. * ¿Cómo contribuirá a disminuir el impacto ambiental?La innovación en la purificación del agua puede tener un impacto significativo en la reducción del impacto ambiental, protegiendo los recursos hídricos, reduciendo la contaminación y promoviendo prácticas más sostenibles.* La viabilidad de su implementación.Evaluando estos factores, se puede determinar la viabilidad de implementar innovaciones en la purificación del agua y asegurar que sean sostenibles, eficaces y beneficiosas para la comunidad.

* ¿* La pertinencia para desarrollar un prototipo que favorezca dicha solución.La pertinencia para desarrollar un prototipo que favorezca la solución de purificación del agua es alta por las siguientes razones:1. Impacto social: Acceso a agua potable es un derecho humano básico, y un prototipo que mejore la purificación del agua puede tener un impacto significativo en la salud y bienestar de las comunidades.2. Problema creciente: La contaminación del agua es un problema creciente en todo el mundo, y un prototipo innovador puede ayudar a abordar este desafío.3. Necesidad de tecnologías sostenibles: La purificación del agua requiere tecnologías sostenibles y eficientes que minimicen el impacto ambiental, y un prototipo puede ayudar a desarrollar estas soluciones.4. Oportunidad de innovación: La purificación del agua es un campo que permite la innovación y el desarrollo de nuevas tecnologías, y un prototipo puede ser el primer paso para crear soluciones revolucionarias.5. Potencial de escalabilidad: Un prototipo exitoso puede ser escalado para abastecer a comunidades enteras, lo que aumenta su impacto y beneficios.6. Colaboración interdisciplinaria: Desarrollar un prototipo requiere la colaboración de expertos en diferentes campos (ingeniería, química, biología, etc.), lo que fomenta la innovación y el aprendizaje.7. Evaluación y mejora: Un prototipo permite evaluar y mejorar la solución de purificación del agua de manera iterativa, lo que asegura que la solución sea efectiva y eficiente.En resumen, desarrollar un prototipo para mejorar la purificación del agua es pertinente y necesario para abordar un problema creciente, innovar en tecnologías sostenibles y tener un impacto social significativo.

REACCIONES QUIMICAS RELACIONADAS

ODS

Nosotros trataremos la ODS 6, Agua limpia y saneamiento, busca asegurar la disponibilidad y gestión sostenible del agua y el saneamiento para todos. Sin embargo, existen varias problemáticas que dificultan su cumplimiento, con causas complejas que requieren soluciones integrales.

Con este proyecto, esperamos crear un sistema de purificación que sea fácil de usar, efectivo y accesible para comunidades vulnerables, permitiendo que cualquier persona pueda obtener agua segura en situaciones donde las alternativas son limitadas o inexistentes. La importancia de abordar este problema radica en la creciente frecuencia de desastres naturales y emergencias globales, donde el suministro de agua potable es uno de los primeros servicios afectados.El desarrollo de este proyecto no solo tiene el potencial de mejorar la respuesta en emergencias, sino que también puede ser una herramienta crucial para la preparación y resiliencia comunitaria. Los beneficios esperados incluyen la reducción de enfermedades transmitidas por el agua, una mayor capacidad de respuesta en desastres y la posibilidad de replicar y escalar esta solución en distintas regiones, mejorando la salud y la seguridad de miles de personas en situaciones críticas.

Justificación del proyecto

Propuesta de solución

El filtro de agua portátil se desarrollará utilizando materiales fácilmente accesibles como gasa o tela, carbón, arena, ceniza, piedras y algodón, todo dentro de una botella de plástico. El objetivo es crear un sistema de filtrado eficiente y sencillo, ideal para situaciones de emergencia o lugares con recursos limitados.

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STEAM CYELA:

Optimización: Utilizar métodos de optimización para encontrar el equilibrio entre eficiencia de filtración, tamaño del dispositivo, costo de producción y durabilidad del filtro.Costos: Realizar análisis de costos y presupuesto, determinando el costo óptimo de los materiales y el precio final del purificador en función de su efectividad.

Ecuaciones Diferenciales: Si se modela el proceso de filtración o desinfección a nivel microscópico, podrías usar ecuaciones diferenciales para describir el movimiento de las partículas o el proceso de difusión de contaminantes.Análisis Estadístico: Analizar la eficacia del filtro a través de datos experimentales, utilizando estadística para evaluar la significancia de los resultados.

Geometría: Calcular la superficie del filtro, determinando las dimensiones óptimas para maximizar la superficie de contacto con el agua.Volumen y Área: Determinar el volumen del agua que puede filtrarse y la cantidad de plata coloidal necesaria para cubrir el área interna del filtro.Relación de Aspecto: Evaluar la relación de su resistencia estructural para asegurar que sea lo suficientemente fuerte sin ser excesivamente pesado.

¿Cuáles conocimientos de matemáticas aplicarías al realizar tu proyecto STEM?

objetivo:

Este purificador resolverá el problema crítico de la contaminación bacteriológica en el agua, mejorando las soluciones existentes. De esta manera, el proyecto busca ofrecer una solución accesible y confiable para prevenir enfermedades transmitidas por el agua durante crisis humanitarias.

El objetivo de este proyecto es desarrollar un purificador de agua portátil eficiente y fácil de usar, que sea sencillo de realizar l para proporcionar agua potable segura en situaciones de emergencia o desastres naturales, donde el acceso a fuentes de agua limpia es limitado o inexistente.

Nombre del prototipo:

FiltroVita

Modelado del tiempo de filtración:El tiempo que el agua tarda en atravesar el filtro puede ser modelado utilizando la relación entre el caudal y el volumen total de agua a filtrar.

Principios de filtración química:La filtración química se refiere a los procesos mediante los cuales se eliminan contaminantes del agua a través de reacciones químicas y adsorción. En este filtro, los diferentes materiales actúan de manera sinérgica para eliminar tanto impurezas físicas como contaminantes químicos, garantizando que el agua obtenida sea segura para el consumo.

Filtración mecánica:La filtración mecánica se basa en la retención física de partículas a medida que el agua fluye a través de los distintos medios. Este principio físico sigue el comportamiento de partículas en suspensión, cuya velocidad de sedimentación está relacionada con su tamaño y densidad. Según la Ley de Stokes , que describe la velocidad de sedimentación de una partícula en un fluido viscoso, las partículas más grandes y pesadas se retienen primero en las capas superiores (gasa o tela, y piedras), mientras que las partículas más pequeñas y livianas. se eliminan en capas más finas como la arena y el algodón.

Mecánica de fluidos:El flujo del agua a través del filtro está regido por las leyes de la mecánica de fluidos. Cuando el agua atraviesa las distintas capas del filtro, se somete a la Ley de Darcy , que describe el flujo de un fluido a través de un medio poroso.

Fundamento científico: El uso de carbón activado en la purificación de agua se basa en la capacidad de adsorción, que implica la adherencia de moléculas de contaminantes a la superficie porosa del carbón. Esto permite que sustancias químicas, como pesticidas o cloro, sean retenidas en sus microporos, mejorando la calidad del agua.

Fundamentación teórica

Estadística en la evaluación de eficacia:La variabilidad en la calidad del agua y el rendimiento del filtro se puede evaluar mediante métodos estadísticos. Por ejemplo, se pueden realizar estudios de muestras para obtener datos sobre la concentración de contaminantes antes y después de la filtración, y utilizar métodos como el análisis de varianza (ANOVA) para determinar si hay diferencias significativas en la eficacia del filtrado bajo diferentes condiciones.

Análisis de eficacia:Para evaluar la eficacia del filtro, se puede calcular el porcentaje de eliminación de contaminantes .

Capacidad de adsorción del carbón:La capacidad del carbón activado para adsorber contaminantes se puede modelar utilizando la isoterma de Langmuir .

Educación y sensibilización:Es fundamental educar a las comunidades sobre la importancia de la calidad del agua y el uso de sistemas de filtración. La sensibilización sobre las enfermedades transmitidas por el agua y la implementación de prácticas de higiene adecuadas son esenciales para mejorar la salud pública.

Eliminación de patógenos:Aunque el filtro casero no garantiza la eliminación total de microorganismos patógenos, contribuye a la reducción de su carga en el agua. Las capas de arena y piedras ayudan a atrapar partículas más pequeñas, que pueden incluir bacterias y protozoos. Sin embargo, para una purificación efectiva de microorganismos, se recomienda complementar este sistema con métodos de desinfección adicionales, como la ebullición o el uso de desinfectantes químicos (por ejemplo, cloro o yodo).

Modelo de Higiene del Agua en Emergencias: La provisión de agua limpia es uno de los componentes críticos de las intervenciones humanitarias durante emergencias.

Fundamentación teórica

Sustancias químicas (problemática ambiental, propuesta o alternativa de solución

Problemática ambientalLa contaminación del agua es una crisis ambiental que afecta tanto a ecosistemas naturales como a comunidades humanas. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), aproximadamente 2.2 mil millones de personas carecen de acceso a agua potable segura, lo que se agrava en situaciones de emergencia, como desastres naturales y crisis humanitarias. En estos escenarios, las fuentes de agua pueden estar contaminadas por patógenos, sustancias químicas tóxicas o metales pesados, lo que conlleva graves riesgos para la salud.Sustancias químicas inmersas en:​Metales Pesados:Mercurio (Hg), Plomo (Pb) y Arsénico (As) son contaminantes comunes en el agua, especialmente en áreas industriales o mineras. Estos metales son altamente tóxicos y pueden causar problemas neurológicos, daños renales, e incluso cáncer cuando se ingieren en grandes cantidades.

Patógenos Microbiológicos:Bacterias como Escherichia coli, Salmonella, y virus como el rotavirus, son comunes en aguas contaminadas por desechos humanos o animales. Estos microorganismos provocan enfermedades gastrointestinales y pueden ser mortales, especialmente en personas vulnerables.Compuestos Orgánicos Volátiles (COV):Los pesticidas, herbicidas y productos químicos industriales como el benceno o el tolueno, pueden contaminar las fuentes de agua debido a derrames químicos o el uso inadecuado de sustancias agrícolas.Cloro y Subproductos de la Desinfección:En algunas emergencias, el uso excesivo de cloro para desinfectar agua puede producir subproductos tóxicos como los trialometanos (THM), que están asociados con riesgos de cáncer.

Propuesta o Alternativa de SoluciónDada la importancia de contar con un sistema de filtración de agua eficiente, accesible y fácil de implementar, se propone un Sistema de Filtración de Agua Multifuncional que combina diversas tecnologías de filtración para mejorar la calidad del agua. Este sistema no solo incorpora el uso de gasa, carbón, arena, ceniza, piedras y algodón, sino que también incluye tecnologías adicionales que aumentan su eficacia.

Sustancias químicas inmersas en:​

Patógenos Microbiológicos:Bacterias como Escherichia coli, Salmonella, y virus como el rotavirus, son comunes en aguas contaminadas por desechos humanos o animales. Estos microorganismos provocan enfermedades gastrointestinales y pueden ser mortales, especialmente en personas vulnerables.Compuestos Orgánicos Volátiles (COV):Los pesticidas, herbicidas y productos químicos industriales como el benceno o el tolueno, pueden contaminar las fuentes de agua debido a derrames químicos o el uso inadecuado de sustancias agrícolas.Cloro y Subproductos de la Desinfección:En algunas emergencias, el uso excesivo de cloro para desinfectar agua puede producir subproductos tóxicos como los trialometanos (THM), que están asociados con riesgos de cáncer.

90 grados

Botella de plástico:Figura Geométrica: CilindroAltura: 30 cmDiámetro: 10 cmEtapa de Prefiltración (Gasa o Tela):Figura Geométrica: RectánguloLongitud: 30 cm (debe cubrir la abertura de la botella)Ancho: 15 cm (para que sobresalga un poco yEntrada de agua:Etapa de desinfección:Figura Geométrica: No aplicaDescripción: Esta etapa se refiere a métodos de desinfección (luz UV o químicos) que se aplican después del proceso de filtración y no tiene una figura geométrica definida en la botella..Etapa de almacenamiento:Figura Geométrica: CilindroDescripción: El recipiente de almacenamiento tiene forma cilíndrica, permitiendo el almacenamiento seguro del agua filtrada.Dimensiones:Altura: 25 cmDiámetro: 10 cm

Bosquejo

FUNCIONAMIENTO ESPERADO

El acceso al agua potable es un derecho humano fundamental y una necesidad básica para la salud y el bienestar de las personas. Sin embargo, millones de personas en el mundo aún carecen de acceso a fuentes de agua limpias y seguras, lo que genera problemas de salud y enfermedades transmitidas por el agua. Este proyecto propone la construcción de un Sistema de Filtración de Agua Multifuncional utilizando materiales accesibles y fáciles de conseguir. A través de un enfoque por etapas, este sistema tiene como objetivo purificar el agua, eliminando sedimentos, contaminantes químicos y patógenos, garantizando así la calidad del agua para el consumo Este Sistema de Filtración de Agua Multifuncional proporciona una solución accesible y efectiva para mejorar la calidad del agua, abordando problemas de salud pública relacionados con el consumo de agua contaminada. A través de un diseño simple y el uso de materiales comunes, este sistema busca garantizar que las comunidades tengan acceso a agua potable limpia y segura, contribuyendo así al bienestar general.

TABLA DEVARIABLES

Tiempo de FiltraciónOperación:T =tiempo medido (en minutos)tiempo medido (Esperado: 1-2 minutos)Tasa de Eliminación de BacteriasFórmula: Ebacterias(Nantes-Ndespues/Nantes)x100Donde N antes es el número de bacterias antes de la filtración y N despues es el número de bacterias después de la filtración.Resultado Esperado: 76% de eliminación.Peso Total del PurificadorOperacion:P=M cuerpo+M filtro+M Ag+M aguaEsperado: menos de 1500 gramos (1,5 kg).

Mediciones y los resultados

Altura del Cuerpo PrincipalOperación:H=altura medida(en cm)Resultado: H=altura medida (Esperado: 15 cm) Diámetro del Cuerpo PrincipalOperación:D=diametro medido(en cm) o C=π⋅DResultado: D=dimetro medido (Esperado: 10 cm)Capacidad de AlmacenamientoFórmula:v=π( 2/D) ²Hdonde D es el diámetro y H es la altura.Resultado Esperado: 60 ml

Home Water Treatment Systems. (s.f.). How ceramic water filters work and why they’re effective. https://homewatertreatmentsystems.comWater Purification Guide. (s.f.). Ceramic water filters. https://waterpurificationguide.comScienceDirect. (s.f.). Ceramic water filtration: A review of the science and technology. https://www.sciencedirect.com

REFERENCIAS:

GRACIAS.

EVIDENCIA EXPOSICION

https://uanledu-my.sharepoint.com/:w:/g/personal/briana_ochoas_uanl_edu_mx/EQ9fJASoFclNpQMx5Jsa_v8BoFwjEiXwvgY5PpNuRQMX5g?e=DUQchx

texto argumentativo (idc)

https://files.fm/f/bj8r42exvd

PROTOTIPO

Total: $129

Recipiente para almacenamiento, Botella o recipiente hermético para el agua filtrada, precio $15Cinta adhesiva (opcional), Para asegurar la gasa en la botella, precio $30Cronómetro (opcional) , Para medir el tiempo de filtración, $0 (lo mediremos con el celular).

STEAM FUNCIONES

Precios:Botella de plástico Botella de 1,5 litros para el filtro, $13 pesosGasa o tela, Gasa o tela fina para el prefiltrado, precio $37Piedras gruesas, Para la primera capa de filtración (piedras grandes) , precio $0Piedras finas, Para la segunda capa de filtración, precio $0Arena, Para la capa de filtración secundaria, precio $0Carbón, Para la capa final de filtración, precio $34

Las características del prototipo, como su forma, posición, tamaño y materiales, son determinantes para su funcionamiento eficiente. La forma cilíndrica favorece un flujo continuo y uniforme del agua, maximizando el contacto con los materiales filtrantes, mientras que un diseño compacto optimiza el espacio y facilita su portabilidad, ideal para emergencias o áreas reducidas. La posición vertical permite que el agua fluya por gravedad, eliminando la necesidad de bombas adicionales y asegurando un contacto adecuado con cada capa de filtración, y una base estable evita vuelcos que podrían contaminar el sistema. El tamaño influye en la capacidad del prototipo: uno más grande puede procesar mayores volúmenes de agua, adecuado para familias o comunidades, mientras que uno más pequeño es ideal para uso individual. Además, un mayor espesor de las capas filtrantes mejora la eficiencia al ofrecer más superficie de contacto para retener contaminantes. En cuanto a los materiales, el carbón activado absorbe compuestos químicos, olores y contaminantes orgánicos, siendo su calidad fundamental para la eficacia; la arena y las piedras retienen sólidos suspendidos y proporcionan soporte estructural, mientras que la tela o el algodón actúan como prefiltros para partículas grandes, protegiendo las capas inferiores. Finalmente, la estructura debe ser de materiales resistentes y no contaminantes, como plásticos o metales. La combinación adecuada de estas características garantiza que el prototipo funcione de manera óptima, sea práctico y se adapte a diferentes contextos y necesidades. Un diseño balanceado entre eficiencia y practicidad es crucial para su éxito.

¿COMO LAS CARACTERISTICAS INFLUYEN EN EL FUNCIONAMIENTO DEL PROTOTIPO?

STEAM FUNCIONES

REFLEXION:El Sistema de Filtración de Agua Multifuncional plantea una reflexión profunda sobre la importancia de las soluciones accesibles y sostenibles frente a la crisis del agua potable que afecta a millones de personas en el mundo. La utilización de materiales económicos y disponibles, como carbón activado, arena y piedras, evidencia que la innovación no siempre requiere de tecnología avanzada, sino de creatividad y un enfoque centrado en las necesidades de las comunidades más vulnerables.Este sistema representa una herramienta clave para mitigar enfermedades relacionadas con el consumo de agua no segura, lo que a su vez impacta positivamente en la calidad de vida y la salud pública. Además, su bajo costo y mantenimiento sencillo lo convierten en una alternativa viable para zonas rurales y en situaciones de emergencia, donde el acceso a infraestructuras complejas es limitado.En este contexto, la implementación de soluciones como este filtro no solo promueve el desarrollo sostenible, sino que también refuerza la equidad social, al proporcionar a las comunidades desfavorecidas una herramienta práctica para garantizar un recurso esencial como el agua potable. Su impacto, por tanto, trasciende lo técnico, al empoderar a las comunidades y contribuir significativamente al bienestar colectivo.

STEAM QUIMICA:

https://uanledu-my.sharepoint.com/:w:/g/personal/briana_ochoas_uanl_edu_mx/EQ9fJASoFclNpQMx5Jsa_v8BoFwjEiXwvgY5PpNuRQMX5g?e=DUQchx

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