Presentacion quimica

Universidad Autonoma de Nuevo Leon:

Preparatoria No.1

Proyecto STEM

Miembros del equipo 5 :Carlo Alexandro Bojorquez Peinado------- 2180422Miguel Angel Garcia Robledo-----------------2180801Joshua Lionel Hernandez Martinez---------2182518Hector Javier Sanchez Rosales---------------2182288Oscar Raul Velez Ortega------------------------2182994Ian Mauricio De Leon Morales—---------------2169453

Problemática Ambiental: Contaminación del Agua en Apodaca, Nuevo León

Tema: Contaminación del agua y acceso a agua limpia.Otros ODS relacionados:ODS 3: Salud y bienestar (contaminación del agua afecta la salud).ODS 13: Acción por el clima (las sequías y el cambio climático influyen en la calidad del agua).Características: La contaminación del agua en la región está causada por descargas industriales y domésticas, falta de infraestructura adecuada de saneamiento, y escasez de soluciones efectivas de filtración de agua a nivel local.

Causas:Descargas industriales: Muchas fábricas en el área de Apodaca descargan aguas residuales no tratadas, que contienen metales pesados y compuestos orgánicos, directamente en cuerpos de agua locales.Contaminación doméstica: El crecimiento poblacional ha generado un aumento en las aguas residuales sin tratamiento, contribuyendo a la contaminación de las fuentes hídricas.Falta de infraestructura adecuada: La escasez de sistemas de tratamiento de agua y saneamiento ha incrementado la cantidad de agua contaminada en la región.Consecuencias:Impacto en la salud: El consumo de agua contaminada puede causar enfermedades gastrointestinales y otros problemas de salud.Degradación ambiental: La fauna y flora acuática sufren por los contaminantes, afectando el equilibrio ecológico.Escasez de agua potable: La contaminación reduce la disponibilidad de agua limpia para el consumo humano, exacerbando la crisis hídrica.

Causas y Consecuencias de la Problemática Ambiental

Relación con el ODS 6:

La contaminación del agua en Apodaca está directamente relacionada con la meta del ODS 6, que es garantizar el acceso a agua limpia. Resolver este problema contribuirá a mejorar la salud y el bienestar de la población, y promoverá la gestión sostenible del agua.

Reacciones Químicas Relacionadas con la Problemática

Las reacciones químicas involucradas en el tratamiento de aguas residuales incluyen:Precipitación química: Utilización de reactivos para precipitar los metales pesados presentes en el agua contaminada.Filtración: Utilización de un filtro casero basado en principios de destilación y filtrado para separar contaminantes sólidos y mejorar la calidad del agua.Cuantificación de los Fenómenos Químicos:La reacción química de neutralización de ácidos o la precipitación de compuestos nocivos puede ser medida para determinar qué tan eficiente es el tratamiento del agua en términos de reducción de contaminantes. Estos análisis permitirán ajustar el diseño del filtro para garantizar su eficiencia en purificar agua contaminada.Posible Contribución a la Solución:Entender las reacciones químicas implicadas en el proceso de purificación nos permitirá diseñar un filtro casero que pueda tratar eficazmente las aguas contaminadas de Apodaca. La medición de los niveles de pH y otros indicadores de calidad del agua será clave para asegurar que el agua tratada sea apta para consumo.

Justificación del Prototipo: Destiladora de agua

Justificación del Prototipo de Destiladora CaseraLa creación de una destiladora casera de bajo costo es fundamental para abordar la crisis de acceso al agua potable. Este prototipo no solo ofrecerá una solución práctica para purificar el agua, sino que también tiene un profundo impacto social, educativo y ambiental.PrototipoLa destiladora casera operará mediante un sistema de varias etapas:Recogida de Agua: Se utilizará un recipiente para captar agua contaminada, que puede provenir de fuentes naturales o de desechos.Evaporación: Se aplicará calor (por ejemplo, utilizando fuego o algun tipo de enrgia renovable) para calentar el agua y generar vapor. Esta etapa eliminará muchos contaminantes y patógenos presentes en el agua.Condensación: El vapor se enfriará en un condensador (puede ser un tubo de cobre o una superficie fría), donde se volverá a convertir en agua líquida.Filtrado Final: El agua destilada pasará por un sistema de tubos que filtraran el agua, mejorando su calidad y sabor.Almacenamiento: El agua purificada se almacenará en un recipiente limpio, listo para su uso.

Justificación del Prototipo: Destiladora de agua

Aplicación de Conocimientos MatemáticosPara el diseño y funcionamiento de la destiladora, se aplicarán conocimientos matemáticos clave. Se calcularán volúmenes para determinar la capacidad de los recipientes y se utilizarán proporciones para ajustar la cantidad de agua contaminada frente a la purificada. Además, el análisis de datos permitirá evaluar la eficacia del proceso de destilación, mientras que el estudio de energía y temperatura ayudará a optimizar el uso de recursos, especialmente si se implementa energía solar.Motivación y ObjetivosEl impulso para llevar a cabo este proyecto surge de la necesidad urgente de acceso a agua limpia, que afecta tanto la salud pública como el desarrollo económico de las comunidades. A través de esta destiladora, espero proporcionar un recurso sostenible que no solo mejore la calidad del agua en Apodaca, sino que también eduque a las comunidades sobre la importancia del tratamiento y conservación del agua.Importancia en el Contexto ActualEn un mundo donde el cambio climático y la contaminación amenazan las fuentes de agua, es crucial implementar soluciones accesibles y efectivas. Este prototipo fomenta la autosuficiencia y la resiliencia, capacitando a la comunidad de Apodaca para enfrentar sus desafíos locales. Al promover tecnologías simples, se contribuye a un entorno más limpio y sostenible.Beneficios EsperadosLos beneficios del proyecto incluyen:Acceso a Agua Potable: Mejorará la salud y el bienestar de la comunidad de ApodacaEducación y Conciencia: Servirá como herramienta educativa sobre la sostenibilidad y el tratamiento del agua.Reducción de Residuos: Disminuirá la dependencia del agua embotellada, contribuyendo a reducir la contaminación plástica.Empoderamiento Comunitario: Fomentará un sentido de colaboración y acción colectiva frente a problemas ambientales.

Propuesta de Solución: Destiladora de Agua

Propuesta de Solución: Destiladora Casera de Agua para Apodaca, Nuevo LeónIntroducciónApodaca, Nuevo León, enfrenta serios desafíos relacionados con el acceso a agua potable, agravados por la contaminación y la creciente demanda de agua en las zonas urbanas. Esta propuesta presenta la creación de una destiladora casera de agua como una solución viable y sostenible para purificar el agua contaminada en esta región, mejorando así el acceso a agua limpia y reduciendo el impacto ambiental.1. ¿Cómo contribuirá a disminuir el impacto ambiental?La destiladora casera contribuirá a disminuir el impacto ambiental de las siguientes maneras:Reducción de Residuos Plásticos: Al proporcionar una fuente de agua purificada, se disminuirá la necesidad de consumir agua embotellada, lo que reducirá significativamente la generación de residuos plásticos que afectan el ecosistema local.Energía Renovable: Utilizando energía solar para el proceso de destilación, se fomentará el uso de fuentes de energía sostenibles, disminuyendo la dependencia de combustibles fósiles y reduciendo la huella de carbono.Educación Ambiental: La destiladora servirá como un modelo para enseñar a las comunidades sobre la importancia de la conservación del agua y el uso de tecnologías limpias, promoviendo una cultura ambientalmente responsable.2. Viabilidad de su ImplementaciónLa implementación de la destiladora casera en Apodaca es viable debido a:Materiales Asequibles y Locales: Los materiales necesarios para construir la destiladora son de bajo costo y fácilmente accesibles en el mercado local. Esto permite que más familias puedan construir su propia destiladora sin una gran inversión.Facilidad de Ensamblaje: El diseño del prototipo será sencillo y no requerirá herramientas complejas, facilitando su construcción incluso para quienes no tienen experiencia técnica. Se pueden organizar talleres comunitarios para capacitar a los residentes en la construcción y uso de la destiladora.Adaptabilidad: La destiladora se puede personalizar para adaptarse a las condiciones climáticas y de recursos de Apodaca, asegurando que sea efectiva y relevante para la comunidad.

Propuesta de Solución: Destiladora de Agua

3. Pertinencia para Desarrollar un PrototipoDesarrollar un prototipo de destiladora casera es pertinente en el contexto de Apodaca por varias razones:Conciencia y Educación: La construcción y el uso de la destiladora ofrecerán una oportunidad educativa para aumentar la conciencia sobre la crisis del agua y la importancia de su tratamiento. Esto empoderará a la comunidad para adoptar prácticas sostenibles.Prueba de Eficacia: El prototipo permitirá evaluar la efectividad del proceso de destilación en la purificación del agua local. La retroalimentación de los usuarios ayudará a optimizar el diseño y el proceso.Empoderamiento Local: Al permitir que los residentes accedan a agua potable de manera autosuficiente, se promoverá la resiliencia de la comunidad ante problemas de escasez y contaminación. Esto puede contribuir al bienestar general y mejorar la calidad de vida en Apodaca.

Proyecto Stem Etapa 2

Bosquejo o plano del prototipo:destiladora casera

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Bosquejo o plano del prototipo:destiladora casera

Bosquejo o plano del prototipo:destiladora casera

Elementos del prototipo

Nombre del Proyecto: Skifilrizz 7phObjetivo del ProyectoDesarrollar una destiladora solar automatizada que purifique el agua sucia y contaminada, proporcionando acceso a agua potable en Apodaca, Nuevo León, y reduciendo la dependencia del agua embotellada.

Fundamentacion Teorica

1. El proceso de destilación de aguaLa destilación es un proceso clave para el funcionamiento del proyecto Skifilrizz 7ph, ya que permite purificar agua contaminada mediante el uso de energía solar. Según Artedinamico, un destilador de agua funciona al evaporar el agua sucia, separando así contaminantes y microorganismos, y condensando el vapor en agua pura . Este proceso es efectivo para eliminar sólidos disueltos, metales pesados y microorganismos, lo que lo convierte en una solución ideal para comunidades que enfrentan problemas de acceso a agua limpia.2. Problemas derivados de la contaminación del aguaLa contaminación del agua es un problema ambiental significativo que afecta tanto a la salud humana como a los ecosistemas. NRDC destaca que las fuentes de contaminación incluyen desechos industriales, agrícolas y domésticos, que introducen sustancias tóxicas en el suministro de agua, como metales pesados, plaguicidas y bacterias . Estos contaminantes hacen que el agua sea peligrosa para el consumo, subrayando la necesidad urgente de soluciones accesibles como la destilación, que pueden reducir la exposición a estos peligros.

Fundamentacion Teorica

3. Soluciones efectivas para purificar el aguaEn cuanto a las soluciones tecnológicas disponibles, Azada Verde menciona que la destilación es uno de los métodos más efectivos para purificar agua contaminada . Al separar los contaminantes del agua a través del proceso de evaporación y condensación, se obtiene agua limpia y segura para el consumo. Este proceso, que será el principio fundamental del Skifilrizz 7ph, es especialmente útil en contextos donde las fuentes de agua están gravemente contaminadas.4. Uso de energía solar como fuente de poderEl Skifilrizz 7ph planea utilizar energía solar para calentar el agua y promover el proceso de evaporación. De acuerdo con Factorenergía, los paneles solares están fabricados principalmente de silicio, un material que convierte la luz solar en electricidad . Esta tecnología es clave para el diseño del prototipo, ya que permitirá que el sistema sea autosuficiente y ecológicamente sostenible, aprovechando un recurso natural abundante en Apodaca, Nuevo León.5. Accesibilidad y viabilidad económicaEl costo de los sistemas de purificación de agua es una barrera para muchas comunidades. Ecofiltro México detalla que los filtros de agua comerciales pueden ser costosos, lo que limita su adopción en áreas rurales o de bajos ingresos . El diseño del Skifilrizz 7ph, al ser un sistema casero de bajo costo, ofrece una solución accesible que puede ser implementada en comunidades vulnerables, brindando acceso a agua potable sin los altos costos de mantenimiento de otros sistemas.

Fundamentacion Teorica(fuentes bibliograficas)

• Artedinamico. (s. f.). QUE ES UN DESTILADOR DE AGUA? Equipos y Laboratorio de Colombia. https://www.equiposylaboratorio.com/portal/articulo-ampliado/que-es-un-destilador-de-agua
• La contaminación del agua: Todo lo que necesitas saber. (2023, 18 diciembre). https://www.nrdc.org/es/stories/contaminacion-agua-todo-lo-necesitas-saber
• ¿Qué soluciones existen para purificar el agua contaminada? - Azada Verde. (s. f.). Azada Verde. https://azadaverde.org/que-soluciones-existen-para-purificar-el-agua-contaminada#:~:text=La%20destilaci%C3%B3n%20es%20un%20proceso,ese%20vapor%20en%20agua%20pura.
• Factorenergia, E. T. E. (2023, 18 mayo). ¿De qué material están hechos los paneles solares? | factorenergia. Factorenergia. https://www.factorenergia.com/es/blog/autoconsumo-electrico/de-que-material-estan-hechos-los-paneles-solares/
• Quiroz, R. (2023, 7 diciembre). ¿Sabes cuánto cuesta aproximadamente un filtro de agua? 🤔💲💧. Ecofiltro México. https://ecofiltro.mx/blogs/news/cuanto-cuesta-un-filtro-de-agua#:~:text=%F0%9F%92%A7%E2%80%8B%20Los%20sistemas%20de,de%20la%20cocina%20o%20fregadero.

Sustancias quimicas inmersas en la problematica ambiental

1. Sustancias Químicas en la Problemática Ambiental (Contaminación del Agua):La contaminación del agua en Apodaca, Nuevo León, puede incluir diversas sustancias químicas peligrosas, provenientes de fuentes industriales, agrícolas y urbanas. Entre las principales se encuentran:Metales Pesados:

• Mercurio (Hg): Proviene de actividades industriales y minería, es altamente tóxico.
• Plomo (Pb): Presente en tuberías antiguas y desechos industriales.
• Arsénico (As): Se encuentra en aguas subterráneas contaminadas por la industria o la agricultura.

Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs):

• Benceno (C6H6): Derivado de la contaminación industrial, presente en solventes y residuos químicos.
• Tolueno (C7H8): Utilizado en pinturas y productos petroquímicos, puede filtrarse en fuentes de agua.
• Nitratos (NO3) y Fosfatos (PO4): Provenientes de fertilizantes agrícolas y aguas residuales, promueven la eutrofización de cuerpos de agua, afectando su calidad.

Pesticidas y Herbicidas:

• Glifosato (C3H8NO5P): Comúnmente usado en la agricultura, contaminante frecuente de las fuentes de agua.
• Atrazina (C8H14ClN5): Herbicida persistente que se infiltra en cuerpos de agua y afecta la salud humana.
• Bacterias y Microorganismos Patógenos: Aunque no son químicos, requieren soluciones químicas o físicas para ser eliminados del agua.

Sustancias quimicas inmersas en la propuesta o prototipo

2.En la destiladora solar Skifilrizz 7ph, las sustancias químicas involucradas son aquellas relacionadas con los procesos de purificación y los materiales utilizados:Vapor de Agua (H₂O): Principal sustancia química que se genera durante la fase de evaporación y condensación, separando los contaminantes sólidos y químicos del agua.Materiales de los Paneles Solares:Silicio (Si): Componente clave en los paneles solares utilizados para capturar energía solar.Cobre (Cu): Utilizado en los sistemas de condensación y tuberías, por sus propiedades de conducción térmica.

Bosquejo del Prototipo: Destiladora Solar Skifilrizz 7ph

Bosquejo del Prototipo: Destiladora Solar Skifilrizz 7pha) Partes que conformarán el prototipo:

• Foco (fuente de calor interna).
• Botella de 500 ml (para contener el agua contaminada).
• Botella de 2 litros (para recoger el agua purificada).
• Panel solar pequeño (para alimentar la bomba y la parrilla de calentamiento).
• Parrilla eléctrica (para calentar el foco).
• Soporte (estructura para sostener las botellas y el sistema de destilación).
• Conductores de plástico (para guiar el vapor de agua entre las botellas).
• Bomba de agua (opcional para recircular el agua).

Bosquejo del Prototipo: Destiladora Solar Skifilrizz 7ph

b) Figuras geométricas propuestas para cada parte:

• Foco:

Figura geométrica: Cilindro alargado (bombilla estándar).

• Botella de 500 ml:

Figura geométrica: Cilindro (botella estándar de plástico).

• Botella de 2 litros:

Figura geométrica: Cilindro (botella de plástico estándar).

• Panel solar:

Figura geométrica: Rectángulo.

• Parrilla eléctrica:

Figura geométrica: Cuadrado.

• Soporte:

Base:Figura geométrica: Círculo.

• Palo de soporte:

Figura geométrica: prisma cuadrangular.

• Conductores de plástico:

Figura geométrica: Tubo cilíndrico.

• Bomba de agua:

Figura geométrica: Cubo pequeño. l Medidas diapositiva(11 y 12)

Bosquejo del Prototipo: Destiladora Solar Skifilrizz 7ph

c) Anotaciones para entender el bosquejo:El foco se utilizará para calentar el agua en la botella de 500 ml.La botella de 500 ml se conectará a la botella de 2 litros mediante conductores de plástico, que permitirán el flujo de vapor hacia la botella más grande para la condensación.El panel solar proporcionará energía a la parrilla que calienta el foco.El soporte sostiene el sistema de destilación, manteniendo en posición las botellas y los conductores

Funcionamiento del Prototipo Skifilrizz 7ph

• Foco: Se utiliza para calentar el agua contaminada en el compartimento inicial hasta que hierve, generando vapor que inicia el proceso de purificación.

• Botella de 500 ml: Recoge el vapor generado al hervir el agua sucia y lo dirige hacia la siguiente etapa, actuando como un paso intermedio.

• Botella de 2 litros: Aquí el vapor se condensa en agua líquida purificada al enfriarse.

• Recipiente Cúbico: Almacena el agua purificada obtenida tras la condensación en la botella de 2 litros, lista para su uso.

• Panel Solar: Proporciona energía al sistema, alimentando la parrilla eléctrica y la bomba, lo que permite un funcionamiento autónomo y ecológico.

• Parrilla Eléctrica: Calienta el foco para generar la temperatura necesaria para hervir el agua sucia.

• Soporte: Mantiene las botellas y el sistema de destilación en su lugar, asegurando el correcto flujo de vapor.

• Conductores de Plástico: Tubos que transportan el vapor entre las botellas y hacia el recipiente cúbico.

• Bomba de Agua: Recircula el agua no evaporada, optimizando el proceso y asegurando que toda el agua pase por la destilación.

Tabla de variables

Mediciones Futuras para el Prototipo Skifilrizz 7ph

Cantidad de Agua Purificada por Ciclo:

• Qué medir: Volumen de agua purificada por ciclo.
• Cómo medirlo: Se registra cuántos mililitros se obtienen tras un ciclo completo.
• Utilidad: Permite estimar la capacidad diaria del prototipo y su viabilidad para uso familiar o comunitario.

Temperatura de Ebullición:

• Qué medir: La temperatura a la que el agua contaminada hierve.
• Cómo medirlo: Con un termómetro en el compartimento de ebullición.
• Utilidad: Optimiza el proceso al ajustar el consumo energético.

Tiempo de Destilación:

• Qué medir: Duración de un ciclo completo de destilación.
• Cómo medirlo: Cronometrando desde que el agua hierve hasta que se condensa.
• Utilidad: Estima la cantidad de ciclos que pueden realizarse por día.

Mediciones Futuras para el Prototipo Skifilrizz 7ph

Eficiencia Energética:

• Qué medir: Energía consumida por litro de agua purificada.
• Cómo medirlo: Con un medidor de energía en el panel solar.
• Utilidad: Evalúa la viabilidad energética del prototipo.

Calidad del Agua Purificada (Pruebas de pH):

• Qué medir: Nivel de pH y presencia de contaminantes.
• Cómo medirlo: Análisis químicos y pruebas de pH antes y después de la destilación.
• Utilidad: Verifica que el agua purificada cumple con estándares de potabilidad.

Velocidad de Recirculación del Agua (Bomba):

• Qué medir: Flujo de agua en litros por minuto.
• Cómo medirlo: Medir el caudal de agua que mueve la bomba.
• Utilidad: Asegura un flujo óptimo para maximizar la eficiencia de la destilación.

Proyecto STEMEtapa 3