Contaminación del Agua
Introducción:
El agua es uno de los elementos naturales que se encuentra en mayor cantidad en el planeta Tierra. También es gran responsable de la posibilidad de desarrollo de las distintas formas de vida: vegetales, animales y el ser humano. Los organismos vivos están compuestos de agua en una alta proporción, siendo que ésta es la que compone los músculos, órganos y los diferentes tejidos. Por esto, sin agua no es posible la vida. La contaminación del agua es un problema que se ha ido formando con el tiempo, a causa del mal uso y falta de conciencia del hombre hacia este recurso natural, que como ya fue mencionado anteriormente es vital para la supervivencia del ser humano y otras especies de ahí que surja la necesidad de implementar estrategias para la solución de este problema.
Solución propuesta: Implementación de prototipo: “Hidrogenerador de agua pluvial”
La Implementación de un sistema de captación de agua pluvial, para que esta sea utilizada de diversas formas, una de ellas podría ser generar electricidad, la cual sería una fuente de energía no contaminante lo cual conlleva a un buen uso al agua. A continuación en la imagen 1 se muestra une versión a escala de nuestro prototipo.
Imagen
1: Ejemplo de hidrogenerador
Imagen
2: sistema de captación ya colocado.
El
prototipo consiste en un sistema de captación de agua pluvial, colocado en los
techos de un edificio, como se muestra en la imagen 2 la forma en que sería
colocado y adaptado el prototipo. que recolectara el agua suficiente y la guiará
hacia un generador de energía eléctrica el cual aprovechara la fuerza del agua,
haciendo girar una turbina conectada a un motor, y este a su vez será capaz de
brindar energía eléctrica, mínima para encender la iluminación en dicho
edificio.
A QUIÉN VA DIRIGIDO:
El prototipo de captación de agua pluvial va dirigido principalmente a la comunidad estudiantil y administrativa de la escuela del Plantel Isidro Fabela Alfaro de la UAEMex, ubicada en el Municipio de Atlacomulco del Estado México. Con la finalidad de mejorar de una manera sustentable el entorno en el que se desenvuelven, aportando el cuidado del medio ambiente ya que se aprovechará el agua pluvial de tal forma que se reducirá el consumo de agua potable.
CARACTERÍSTICAS DE LA ZONA:
Nuestro prototipo se aplicará dentro del Plantel Isidro Fabel Alfaro de la UAEMex en el Municipio de Atlacomulco. Esta preparatoria está ubicada en la Colonia San Martin , Estado de México En el km 58. Cuenta con 690 alumnos, que están repartidos en 18 salones, además de que hay mas de 45 docentes en diferentes especialidades y una serie de intendentes que se encargan del cuidado y la renovación de las áreas verdes y los salones. El clima predominante del municipio es el clima subhúmedo con lluvias en verano, presenta una temperatura media anual de 13.8°C, con máximas de 20°C, y mínimas es de 7.4°C, esto nos favorece para que llevemos a cabo el prototipo ya mencionado anteriormente.
PRINCIPIO QUE SUSTENTA EL PROTOTIPO:
Principio de Bernoulli:
El fluido hidráulico en un sistema contiene energía en dos formas: energía cinética en virtud del peso y de la velocidad y energía potencial en forma de presión. Daniel Bernoulli, un científico Suizo demostró que en un sistema con flujos constantes, la energía es transformada cada vez que se modifica el área transversal del tubo. De igual manera, el principio de Bernoulli dice que la suma de energías potencial y cinética, en los varios puntos del sistema, es constante, si el flujo sea constante. Cuando el diámetro de un tubo se modifica, la velocidad también se modifica. La energía cinética aumenta o disminuye. En tanto, la energía no puede ser creada ni tampoco destruida. Enseguida, el cambio en la energía cinética necesita ser compensado por la reducción o aumento de la presión.
Segunda Ley de Newton:
La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.
Tercera Ley de Newton:
Siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, el segundo objeto ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta sobre el primero. Con frecuencia se enuncia como "A cada acción siempre se opone una reacción igual". En cualquier interacción hay un par de fuerzas de acción y reacción, cuya magnitud es igual y sus direcciones son opuestas. Las fuerzas se dan en pares, lo que significa que el par de fuerzas de acción y reacción forman una interacción entre dos objetos.
INNOVACIONES:
El prototipo de captación de agua pluvial va dirigido principalmente a la comunidad estudiantil y administrativa de la escuela del Plantel Isidro Fabela Alfaro de la UAEMex, ubicada en el Municipio de Atlacomulco del Estado México. Con la finalidad de mejorar de una manera sustentable el entorno en el que se desenvuelven, aportando el cuidado del medio ambiente ya que se aprovechará el agua pluvial de tal forma que se reducirá el consumo de agua potable.
CARACTERÍSTICAS DE LA ZONA:
Nuestro prototipo se aplicará dentro del Plantel Isidro Fabel Alfaro de la UAEMex en el Municipio de Atlacomulco. Esta preparatoria está ubicada en la Colonia San Martin , Estado de México En el km 58. Cuenta con 690 alumnos, que están repartidos en 18 salones, además de que hay mas de 45 docentes en diferentes especialidades y una serie de intendentes que se encargan del cuidado y la renovación de las áreas verdes y los salones. El clima predominante del municipio es el clima subhúmedo con lluvias en verano, presenta una temperatura media anual de 13.8°C, con máximas de 20°C, y mínimas es de 7.4°C, esto nos favorece para que llevemos a cabo el prototipo ya mencionado anteriormente.
PRINCIPIO QUE SUSTENTA EL PROTOTIPO:
Principio de Bernoulli:
El fluido hidráulico en un sistema contiene energía en dos formas: energía cinética en virtud del peso y de la velocidad y energía potencial en forma de presión. Daniel Bernoulli, un científico Suizo demostró que en un sistema con flujos constantes, la energía es transformada cada vez que se modifica el área transversal del tubo. De igual manera, el principio de Bernoulli dice que la suma de energías potencial y cinética, en los varios puntos del sistema, es constante, si el flujo sea constante. Cuando el diámetro de un tubo se modifica, la velocidad también se modifica. La energía cinética aumenta o disminuye. En tanto, la energía no puede ser creada ni tampoco destruida. Enseguida, el cambio en la energía cinética necesita ser compensado por la reducción o aumento de la presión.
Segunda Ley de Newton:
La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.
Tercera Ley de Newton:
Siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, el segundo objeto ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta sobre el primero. Con frecuencia se enuncia como "A cada acción siempre se opone una reacción igual". En cualquier interacción hay un par de fuerzas de acción y reacción, cuya magnitud es igual y sus direcciones son opuestas. Las fuerzas se dan en pares, lo que significa que el par de fuerzas de acción y reacción forman una interacción entre dos objetos.
INNOVACIONES:
● Lo que implementa como novedad nuestro prototipo es en primera que este
contará con sistema de filtrado el cual , hará que se obtenga agua más limpia.
● El sistema de tuberías se realizará con tubos más pequeños a los convencionales para reducir el gasto de dinero.
● La forma de fijación en el techo de nuestro prototipo .
● El prototipo contará con un contenedor de pruebas el cual permitirá saber la calidad del agua.
Construcción y aplicación
del prototipo
LISTA DE MATERIALES:
➯varios trozos de madera o otro material
➯alambre de 3 o 4 mm de grosor
➯2 discos
➯1 motor de 12 voltios con su polea
➯2 tapas
➯16 cucharas descartables
➯pistola de silicona
➯pegamento
➯1 goma elástica
➯1 botella grande de plástico
➯1 caño o una llave
➯2 pinzas
➯1 foco led
➯tornillos
➯varios trozos de madera o otro material
➯alambre de 3 o 4 mm de grosor
➯2 discos
➯1 motor de 12 voltios con su polea
➯2 tapas
➯16 cucharas descartables
➯pistola de silicona
➯pegamento
➯1 goma elástica
➯1 botella grande de plástico
➯1 caño o una llave
➯2 pinzas
➯1 foco led
➯tornillos
En
la figura 3. Se muestra cómo se elaboró el prototipo: Sistema de captación de
agua pluvial.
Fig. 3. Diagrama de flujo
Aplicación de la propuesta de solución:
Hipótesis:
(Predicción de resultados):
En
nuestro prototipo influyen diversos parámetros los cuales si son modificados,
estos nos darán resultados variados, como lo es la distancia (altura) que habrá
entre la salida de agua del contenedor hacia el hidrogenerador, la cual si es
aumentada, la velocidad con la que el agua impactara a la turbina será mayor,
de igual forma entre más revoluciones más energía se producirá por tanto
tendremos una mayor intensidad luminosa. Y por último tenemos como influye la
cantidad de agua, ya que entre más sea, mas amperaje se producirá.
Parámetros:
La
prueba de las funciones del prototipo se llevó a cabo el día jueves 15 de
noviembre en el Plantel Isidro Fabela Alfaro, Atlacomulco, Estado de México.
De acuerdo a los
resultados obtenidos, podemos concluir que modificar dichos aspectos o
parámetros, influyen directamente en los resultados, es por eso que gracias a
estos datos podemos adaptar de mejor manera nuestro prototipo para nuestro
espacio físico y buscando la forma de obtener los mejores resultados posibles. Esta
propuesta es muy viable ya que no implica un gasto económico muy grande, al
brindarnos energía eléctrica, esto a su vez reduce nuestro uso de la energía
eléctrica que normalmente consumimos, la cual para su abastecimiento implica
un gran uso de contaminantes, generando así un impacto positivo al medio
ambiente.
Otra
de las grandes ventajas es que dicha agua recolectada puede ser almacenada y
volverse a usar para generar esta misma acción incluso cuando no se presenten
lluvias constantes.
Referencias
Anonimo. (2015). Ecolisima . Obtenido de
Economia-Medio ambienet: ecolisisma.com
Arronte, G. R. (2013). Agua.org.mx.
Obtenido de Contaminacion del agua: agua.org.mx
Vazquez, E. (21 de
Agosto de 2017). Ecosiglos. Obtenido de Contaminación del agua:
causas, consecuencias y soluciones:
https://agua.org.mx/contaminacion-del-agua-causas-consecuencias-soluciones/
-Olvera, J.. (2016). Agenda
Estadística. Febrero, 9, 2018, de UAEM Sitio web: http://planeacion.uaemex.mx/docs/AE/2016/AE_2016.pdf
-Chimal, C.. (2005). LA INFLUENCIA
DE LA UNIDAD ACADÉMICA PROFESIONAL DE ATLACOMULCO DE LA U. A. E. M. EN LA
ZONA NORTE DEL ESTADO DE MÉXICO. Febrero 10, 2018, de Anónimo Sitio web: http://web.uaemex.mx/identidad/docs/cronicas/TOMO%20IV/13.%20LA%20INFLUENCIA%20DE%20LA%20UNIDAD%20ACADEMICA%20PROFESIONAL%20DE%20ATLACOMULCO%20DE%20LA%20UAEM.pdf
-Rectoría. (2018). Universidad
Autónoma del Estado de México. Febrero 12, 2018, de UAEM Sitio web: Chimal,
C.. (2005). LA INFLUENCIA DE LA UNIDAD ACADÉMICA PROFESIONAL DE ATLACOMULCO
DE LA U. A. E. M. EN LA ZONA NORTE DEL ESTADO DE MÉXICO. Febrero 10, 2018, de
Anónimo Sitio web: http://web.uaemex.mx/identidad/docs/cronicas/TOMO%20IV/13.%20LA%20INFLUENCIA%20DE%20LA%20UNIDAD%20ACADEMICA%20PROFESIONAL%20DE%20ATLACOMULCO%20DE%20LA%20UAEM.pdf
