Auspicia: Formulario de Presentación de Trabajos de Investigación

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1 TERCER CONCURSO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN DEL RECURSO AGUA PARA JÓVENES ESTUDIANTES 2003 Código Interno 002 Auspicia: Formulario de Presentación de Trabajos de Investigación Tercer Concurso Nacional de Investigación y Desarrollo del Recurso Agua para Jóvenes Estudiantes Premio Junior del Agua Estocolmo 2003 Este formulario debe ser presentado en un máximo de 8 carillas, tamaño carta, espaciado simple, tipografía tamaño 12 y en idioma español. La segunda carilla debe contener los datos personales de los miembros del equipo de investigación, y la tercera carilla debe ser un resumen de la investigación completa. Las cinco carillas restantes deberán seguir el índice de contenidos descrito en los encabezados de cada sección. A. Título de la Investigación Desalinización a base de materia orgánica y una alternativa a la hidroponía D.G.A. AIDIS CONAPHI - SOCHI 1

2 FORMULARIO DE PRESENTACIÓN DE TRABAJOS DE INVESTIGACIÓN Tercer Concurso Nacional de Investigación y Desarrollo del Recurso Agua Para Jóvenes Estudiante A. TITULO DE LA INVESTIGACIÓN Desalinización a base de materia orgánica y una alternativa a la hidroponía

3 B. Datos generales de los autores (el máximo de participantes es de 3 alumnos de no más de 20 años de edad a agosto del 2003 y 1 profesor) Participante N 1: Germán Dangelo Martinez Cáceres Fecha de Nacimiento: RUT: Edad: 13 años Curso: 1 Medio Establecimiento educacional: American College Dirección Particular: Villa los Flamencos, calle los Nandú 9094 Teléfono: Participante N 2: Gabriel Guillermo Pasten Alfaro Fecha de Nacimiento: RUT: Edad: 13 años Curso: 1 Medio Establecimiento educacional: American College Dirección Particular: Teatinos 7080 Teléfono: Profesor Nombre: Erwin Kenny Recabarren Correa RUT: K Especialidad: Profesor de Biología y Ciencias Naturales Establecimiento Educacional: American College Dirección Establecimiento: Pedro Aguirre Cerda 8227 Dirección particular: Diagonal Norte 5666 Ciudad / Región: Antofagasta. II Región Teléfono:

4 C. RESUMEN DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN Primera Etapa Recolección de materia orgánica en la vega como ferias de la ciudad, para luego ser sometidas a un proceso de limpieza, para eliminar ciertas partículas sólidas muy gruesas. Preparación de los recipientes capacidad 5 litros, los cuales albergan la materia orgánica durante el proceso. En envase plásticos capacidad 5 litros se recolectó de las playas de la ciudad agua de mar. Segunda Etapa Análisis de agua de mar para conocer el nivel presente de cloruro de Sodio mediante el Método volumétrico de Volhjard (determinación cuantitativa de Cloruro de sodio). A su vez esta arroja un ph 8. La materia orgánica es depositada en un recipiente al cual se le agrega agua potable hasta el nivel del receptáculo, dejando de esta forma durante un día en reposo el material orgánico, con el objetivo de la hidratación de las células. Tercera Etapa El agua potable es retirada del primer recipiente para ser depositada en un segundo recipiente, en el cual se repite el proceso de hidratación (Materia Orgánica). A la materia orgánica del primer recipiente se le agrega agua de mar hasta su máximo nivel, dejando de esta forma en reposo el contenido orgánico y la solución salina durante tres días, después de la cual el agua de mar es trasvasada al segundo recipiente que contiene materia orgánica previamente hidratada, de esta forma se repite el proceso (hidratación trasvasar) hasta completar seis recipientes. La materia orgánica utilizada no se vuelve a emplear y es utilizada para el compost. Cuarta Etapa El agua obtenida es analizada nuevamente mediante el Método de Volhjard para verificar el descenso del nivel de Cloruro de Sodio. Una cierta cantidad de agua es utilizada para el empleo de hidroponía, ya que esta agua presenta numerosas ventajas al contar prácticamente con todos los elementos químicos que se encuentran disueltos en el agua (Ión Calcio, Magnesio, Sodio, Potasio, Sulfato, etc.). La otra cantidad de agua comienza el tratamiento de Purificación: - Se adiciona un coagulante como el Sulfato de alúmina que es un flóculo gelatinoso que sedimenta lentamente en el agua residual, de esta forma las partículas de materia orgánica se aglutinan.

5 - Filtración con arena. Aquí se eliminan los materiales en suspensión residual que no sedimentaron. - Aereación. Se deja en contacto con el aire para eliminar olores y mejorar su sabor. - Filtración con esponja. Para la adhesión de partículas pequeñas. - Reposo en carbón, Para la eliminación de olores. - El agua se hace circular por un papel filtro para eliminar las partículas más pequeñas. Quinta Etapa El agua tratada es llevada a una cámara de evaporación donde por efecto de las temperaturas a 100 C se producirá la muerte de las bacterias. Una vez obtenida el agua de la cámara, se pone en contacto con un desinfectante físico como es la luz ultravioleta, la cual dañan los ácidos nucleicos y matan las bacterias. El agua obtenida es llevada nuevamente a la cámara de evaporación en donde culmina con su etapa de condensación. Según la norma chilena oficial NCh409/1.of84, el agua obtenida cuenta con ciertos requisitos establecidos. Requisitos físicos: Olor Inolora Sabor Insípida Color verdadero El agua potable debe tener un ph comprendido entre 6.0 y 8.5. Desinfectante químico según las normas chilenas, la concentración mínima de cloro para aplicar es de 0.20 mg/l. El agua tratada cuenta con niveles aceptables por los cuales debe ser considerada una nueva alternativa para el consumo humano.

6 D. INTRODUCCIÓN PRESENTACIÓN DEL PROBLEMA Con el empleo de la materia orgánica y técnicas de purificación se podría lograr la dilución del Cloruro de Sodio del agua marina para hacerla consumible, además una alternativa para la hidroponía. Como es sabido las ¾ partes de nuestro planeta están concentradas en lo que corresponde al elemento agua y es la de mar la que ocupa el mayor porcentaje. Es por ello que como hay una gran abundancia de este elemento es necesario buscar algún mecanismo como aprovecharlo. ANTECEDENTES BIBLIOGRÁFICOS O INVESTIGACIONES PREVIAS Desalinización del agua de mar Enciclopedia Microsoft Encarta 99 (Microsoft corporation). La evaporación súbita es el método más utilizado para desalinizar el agua. El agua de mar se calienta y después se bombea a un tanque de baja presión, en donde se evapora parcialmente. A continuación el vapor de agua se condensa y se extrae como agua pura. El proceso se repite varias veces, el líquido restante llamado salmuera contiene una gran cantidad de sal y, a menudo se extrae y procesa para obtener minerales. El agua de mar que entra se utiliza para enfriar los condensadores de cada evaporador. Este diseño conserva la energía porque el calor liberado al condensarse, se utiliza para calentar la siguiente entrada de agua de mar.

7 E. HIPOTESIS Y OBJETIVOS HIPÓTESIS Con el empleo de la materia orgánica y técnicas de purificación sí se podría lograr la dilución del Cloruro de Sodio del agua marina para hacerla consumible, además una alternativa a la hidroponía. OBJETIVOS - Lograr la reutilización de la materia orgánica desperdiciada y emplearla para hacer descender los niveles de Cloruro de Sodio del agua marina. - Lograr la obtención de una alternativa en el empleo de agua de mar, tanto para el regadío como para el consumo humano. - Demostrar mediante la experimentación con materia orgánica que se pueden hacer descender los niveles de Cloruro de Sodio presentes en el agua de mar. - Manejar de manera adecuada pequeños cultivos regados con el agua tratada. - Aplicar las aguas tratadas en una alternativa diferente para el cultivo hidropónico. F. PLAN DE TRABAJO MÉTODO DE INVESTIGACIÓN Y/O EXPERIMENTACIÓN El método de investigación es experimental porque se partió de una hipótesis que podría o no ser aceptada. Tanto la materia orgánica c0mo el agua de mar eran recolectadas los fines de semana. La materia orgánica siempre era hidratada un día para luego agregar el agua de mar, dejándola en reposo durante tres días. Este procedimiento se repitió seis veces, en total 18 días duraba el proceso; luego se procedía al análisis de ph para medir el descenso del cloruro. Una cierta cantidad de agua era llevada para trabajar en cultivos hidropónicos y la restante era sometida a los análisis de Purificación, Filtración, Aireación, Cámara de Evaporación, Desinfección y Análisis. El agua resultante era evaluada según las normas chilenas para el agua potable.

8 MATERIALES - 6 recipientes plásticos capacidad 5 litros - 3 Envases plásticos capacidad 3 litros - Papel ph - Embudo - Papel Filtro - Carbón - Agua de mar - Arena - Esponja - Recipientes capacidad 3 litros - Compuestos químicos para los análisis del agua (Nitrato de plata) - Materia orgánica - Recipientes plásticos - Vidrios - Agua potable - Mechero - Trípode - Rejilla de asbesto - Matraz de Erlenmeyer - Manguera - Luz ultravioleta - Cloro G. PRESENTACIÓN DE RESULTADOS Resultado Concentración de Cloruro Concentración inicial de Cloruro Concentración de Cloruro primera etapa 35.6 g/l 6.5 g/l Concentración de Cloruro primera etapa Concentración de Cloruro primera cámara 6.5 g/l 0.17 g/l Concentración de Cloruro primera cámara Concentración de Cloruro segunda cámara 0.17 g/l 0.08 g/l Tabla de agua obtenida desde los depósitos con materia orgánica Agua obtenida Cultivos regados 3.5 litros (18 días) Poroto, tomata 4.0 litros (36 días) Poroto, tomate 3.8 litros (54 días) Poroto, tomate ph Agua marina: 8 ph Agua tratada: 7

9 H. DISCUSIÓN O ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS La evaporación súbita es el método más utilizado para desalinizar el agua, en cambio nosotros partimos primero en disociar la molécula de NaCl para luego comenzar con la evaporación, además utilizamos el agua en otra alternativa como es la hidroponía. El empleo de la desalinización súbita utiliza condensadores para cada evaporador, en nuestro trabajo no empleamos condensadores, más bien materia orgánica para separa las moléculas de sal y en la cámara de evaporación se ocupa calentadores, pero para abaratar costos se puede emplear la energía solar. I. CONCLUSIONES - La concentración inicial de Cloruro de Sodio fue de 35.6 g/l y la concentración al final de la primera etapa es de 6.5 g/l. - La concentración de Cloruro al final de la primera cámara de evaporación es de 0.17 g/l y la concentración de cloruro al final de la segunda cámara de evaporación es de 0.08 g/l. - El porcentaje en la disminución en la concentración de cloruro es de un 99 %. - El ph del agua de mar es de 8, disminuyendo al finalizar todo el proceso hasta 7. - La cantidad de agua obtenida está completamente desinfectada tanto por desinfectante físicos (luz ultravioleta) como desinfectantes químicos (cloro). - Según las normas chilenas para el agua potable, el agua obtenida cuenta con características que la hacen ser una nueva alternativa para el consumo humano. Teniendo un excelente ph, desinfección, no presenta moléculas de cloruro, es transparente, incolora, insípida. - El agua tratada presenta una alternativa también para el cultivo hidropónico ya que cuenta con todos los elementos químicos disueltos en el agua. - El compostaje sirve ya que suelta los terrenos y ayuda a compacta aquellos que son excesivamente sueltos. J. BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA - Enciclopedia Microsoft, Encarta 99. Microsoft Corporation. - Solomon 2001 Biología de Ville. Mc Graw Hill. Interamericana. - Addson Wesley Longman Quimcom. American Chemical Society.