Copia - Evidencia de Aprendizaje

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Proyecto Stem

Fenómenos Químicos en el entorno

Proyecto STEM - Etapa 1

Docente:Rene Guajardo CastroGrupo: Fecha: #306 29/Agosto/2024Lugar:Apodaca, Nuevo León

ODS 6 Agua Limpia y SaneamientoProblematica elegida:Escasez de agua

ODS 3 (Salud y Bienestar): El acceso a agua limpia y saneamiento previene enfermedades y mejora la salud pública.

ODS 1 (Fin de la Pobreza): La falta de acceso a agua limpia y saneamiento puede agravar la pobreza. Mejorar el acceso a estos servicios puede reducir la carga económica y mejorar la calidad de vida.

ODS 11 (Ciudades y Comunidades Sostenibles): El saneamiento adecuado y el acceso a agua limpia son fundamentales para el desarrollo de ciudades sostenibles y saludables.

ODS 1 (Fin de la Pobreza): La falta de acceso a agua limpia y saneamiento puede agravar la pobreza. Mejorar el acceso a estos servicios puede reducir la carga económica y mejorar la calidad de vida.

ODS Relacionados:

Causas de la Escasez de Agua

Cambio Climático:

• Alteración de los Patrones de Precipitación
• Aumento de la Evaporación

Sobreexplotación de Recursos Hídricos:

• Uso Excessivo de Aguas Subterráneas:
• Consumo Excesivo en Agricultura

Contaminación del Agua:

• Vertidos Industriales y Agrícolas
• Residuos Urbanos

Crecimiento Demográfico

• Aumento de la Demanda

Deforestación:

• Pérdida de Cobertura Forestal

Degradación del Suelo:

• Erosión y Compactación

¿Qué relación guarda con el ODS 6?

El Objetivo de Desarrollo Sostenible (ODS) 6, establecido por la ONU, busca "Garantizar la disponibilidad y la gestión sostenible del agua y el saneamiento para todos". Este objetivo está intrínsecamente relacionado con la escasez de agua y abarca varios aspectos que buscan abordar tanto las causas como las consecuencias de este problema. Cómo se relaciona el ODS 6 con la escasez de agua:

1. Disponibilidad de Agua Potable: La escasez de agua afecta el acceso a agua potable segura. El ODS 6 busca asegurar que todas las personas tengan acceso a agua potable y segura, algo que se ve comprometido en áreas afectadas por la escasez.2. Saneamiento y Agua Limpia:La falta de agua suficiente puede llevar a prácticas de saneamiento inadecuadas y a la contaminación de fuentes de agua. El ODS 6 aborda la necesidad de mejorar el saneamiento y asegurar que las instalaciones sanitarias sean accesibles para todos.3. Gestión Sostenible del Recurso Hídrico:La sobreexplotación y la gestión inadecuada del agua contribuyen a la escasez. El ODS 6 promueve la gestión sostenible de los recursos hídricos para garantizar su disponibilidad a largo plazo.

4. Protección de Ecosistemas Relacionados con el Agua:La degradación de ecosistemas acuáticos y la pérdida de humedales afectan la disponibilidad y calidad del agua. El ODS 6 reconoce la importancia de proteger estos ecosistemas para mantener los recursos hídricos.5. Reducción de la Contaminación del Agua:La contaminación del agua puede agravar la escasez al reducir la disponibilidad de agua limpia y segura. El ODS 6 aborda este problema al promover la reducción de la contaminación de fuentes de agua.6. Acceso a Servicios de Agua y Saneamiento:El ODS 6 se enfoca en garantizar que todos, especialmente las comunidades vulnerables y marginadas, tengan acceso a servicios adecuados de agua y saneamiento. La escasez puede hacer que estos servicios sean inaccesibles para muchas personas.7. Resiliencia y Adaptación:La capacidad de adaptación a la escasez de agua y la resiliencia frente a eventos climáticos extremos son cruciales. El ODS 6 incluye aspectos relacionados con la adaptación al cambio climático y la preparación para eventos que afectan el agua.

¿De qué manera te permitirán estudiar la cuantificación de(los) fenómeno(s) químico(s)?¿Cómo contribuirán a definir una posible solución?

Las reacciones químicas están en el corazón de muchas problemáticas ambientales relacionadas con el agua, como la contaminación, la escasez de agua y el cambio climático. Entender estas reacciones puede proporcionar insights cruciales para cuantificar los fenómenos químicos y desarrollar soluciones efectivas. Cómo las reacciones químicas están involucradas y cómo su estudio puede ayudar a abordar estas problemáticas:1. Contaminación del AguaReacciones Químicas InvolucradasOxidación y Reducción (Redox): Muchas contaminaciones se deben a procesos redox. Neutralización Ácido-Base: Los vertidos industriales pueden alterar el pH del agua. Las reacciones ácido-base pueden neutralizar estos ácidos o bases.Reacciones de Precipitación: Las sales solubles pueden formar precipitados insolubles al reaccionar con otros iones en el agua.Análisis de Concentración de Contaminantes: La cuantificación de contaminantes se puede realizar midiendo la concentración de compuestos químicos específicos mediante técnicas analíticas como espectrofotometría o cromatografía.Desarrollo de Métodos de Tratamiento: Conociendo las reacciones químicas involucradas, se pueden diseñar tratamientos específicos, como la precipitación química para remover metales pesados o procesos de oxidación avanzada para descomponer contaminantes orgánicos.2. Escasez de AguaReacciones Químicas InvolucradasReacciones de Descomposición: La descomposición de compuestos químicos puede afectar la disponibilidad de agua en los suelos.Interacciones Químicas en el Ciclo del Agua: La evaporación y condensación están influenciadas por las interacciones químicas en la atmósfera.Modelos de Balance Hídrico: Los modelos químicos que describen el balance entre la evaporación, condensación y precipitación pueden ayudar a predecir la disponibilidad de agua en diferentes regiones.Optimización de Uso del Agua: Comprender las reacciones químicas que afectan la retención de agua en los suelos puede llevar al desarrollo de técnicas de conservación de agua y a la mejora de prácticas agrícolas.3. Cambio ClimáticoReacciones Químicas InvolucradasReacciones de Efecto Invernadero: La formación y descomposición de gases de efecto invernadero (como CO₂, CH₄) tienen un impacto significativo en el cambio climático.Reacciones de Acidificación: La absorción de CO₂ por los océanos forma ácido carbónico (H₂CO₃), que puede reducir el pH del agua y afectar la vida marina.

Cómo Contribuyen a Definir Soluciones

Diagnóstico y Monitoreo: El estudio de reacciones químicas ayuda a diagnosticar problemas específicos y a monitorear cambios en la calidad del agua. Esto permite una respuesta más precisa y efectiva.Desarrollo de Tecnologías: Las tecnologías de tratamiento del agua, como la filtración, la adsorción y la oxidación avanzada, se basan en principios químicos que permiten remover contaminantes de manera eficiente.Optimización de Recursos: La comprensión de las reacciones químicas en suelos y cuerpos de agua puede llevar a mejores prácticas de gestión de recursos, optimizando el uso del agua y mejorando la eficiencia en el riego y el tratamiento de aguas residuales.Políticas y Regulaciones: Las políticas ambientales y las regulaciones sobre el uso y la calidad del agua pueden basarse en datos químicos que muestran los impactos de actividades humanas y naturales sobre los recursos hídricos.

Propuesta

Implementar un sistema de recolección y tratamiento de aguas pluviales en comunidades rurales y urbanas con acceso limitado a agua potable. Este sistema incluiría la instalación de techos recolectores, tanques de almacenamiento y plantas de tratamiento de agua a pequeña escala.

Justificación

La recolección de aguas pluviales es una solución sostenible que puede proporcionar una fuente adicional de agua potable, reduciendo la dependencia de fuentes tradicionales y aliviando la presión sobre los recursos hídricos existentes.

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

Estadística y Probabilidad:

• Análisis de Datos: : Utilizaré técnicas estadísticas para analizar datos sobre la disponibilidad y calidad del agua, identificando patrones y tendencias.

Modelado Matemático:

• Ecuaciones Diferenciales: Utilizaré ecuaciones diferenciales para modelar la dinámica de contaminantes y su impacto en la calidad del agua.

Cálculo:

• Cálculo de Volúmenes: Calcularé volúmenes de agua y capacidades de almacenamiento para diseñar sistemas de captación y almacenamiento.

¿Qué espero lograr con mi proyecto?

Nuestra preocupación por la crisis global del agua, que afecta a millones de personas y ecosistemas en todo el mundo. La necesidad de soluciones innovadoras y sostenibles es urgente, y este proyecto busca ofrecer una respuesta efectiva al problema de la escasez de agua mediante un enfoque basado en la ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM).

Objetivos Esperados del ProyectoDesarrollo de Soluciones Tecnológicas: Crear y probar tecnologías de tratamiento y gestión del agua que sean eficientes y sostenibles.Implementación de Estrategias de Conservación: Desarrollar estrategias basadas en datos y modelos matemáticos para optimizar el uso de los recursos hídricos.Educación y Sensibilización: Aumentar la conciencia sobre la importancia de la gestión del agua y fomentar prácticas sostenibles en la comunidad. Importancia del Problema en el Contexto ActualLa escasez de agua es un problema crítico en el contexto actual debido a:Cambio Climático: El cambio climático está exacerbando la escasez de agua mediante alteraciones en los patrones de precipitación y aumento de temperaturas.Crecimiento Demográfico: La demanda de agua está aumentando con el crecimiento de la población, mientras que los recursos disponibles están disminuyendo.Degradación Ambiental: La contaminación y la degradación de ecosistemas acuáticos están comprometiendo aún más la disponibilidad de agua limpia.

Beneficios Esperados del Proyecto y su desarrolloMejora de la Calidad del Agua: La implementación de tecnologías y estrategias desarrolladas en el proyecto contribuirá a mejorar la calidad del agua, reduciendo la contaminación y haciendo el agua potable más accesible.Gestión Eficiente de Recursos: Optimizar la gestión del agua permitirá un uso más eficiente de los recursos hídricos, reduciendo el desperdicio y mejorando la disponibilidad para todos los usuarios.Sostenibilidad Ambiental: Las soluciones propuestas contribuirán a la protección de ecosistemas acuáticos y la preservación de recursos naturales, promoviendo un equilibrio ecológico.Impacto Social Positivo: El proyecto fomentará la educación y la concienciación sobre la importancia del agua, impulsando prácticas sostenibles y mejorando las condiciones de vida en comunidades afectadas por la escasez de agua.

Gracias por su atención!!

Fenómenos Químicos en el entorno