Paper semana 11 (hidroestatica)

NAI: 525
Línea de Acción: Energía.
Semana: 11
Tema Eje: Hidrostática.
Región: Lima
Actividad: Día Internacional de la Biodiversidad Biológica.
Categoría: Manejo ambiental.

Titulo: Construcción de una planta de osmosis inversa para disminuir la contaminación del agua.


Objetivo: Construir una planta de osmosis inversa para disminuir la contaminación del agua producido por la actividad minera y aguas servidas en el rio Santa (Ancash).

Variables:

Independiente: Construcción de una planta de osmosis inversa (Ancash).
Dependiente: Disminución de la contaminación del agua en el rio Santa (Ancash).

Hipótesis: Si se decide construir una planta de osmosis inversa se disminuirá la contaminación del agua producida en el rio Santa (Ancash).

Resumen: El tema eje que toco esta semana es Hidrostática. La hidrostática es la parte de la física que estudia las propiedades de los líquidos en equilibrio o en reposo, se basa en el principio de Pascal, quien afirmo que la presión ejercida sobre un líquido en equilibrio se transmite con igual intensidad en todas las direcciones, también la hidrostática se refiere al estudio de los fluidos en reposo. Un fluido es una substancia que puede escurrir fácilmente y que pude cambiar de forma debido a la acción de pequeñas fuerzas, por lo tanto el término fluido incluye a los líquidos y los gases. Para el estudio de la hidrostática debemos conocer dos cantidades Presión y densidad. La presión es la magnitud que mide la distribución de la fuerza por unidad de área es decir P=F/A. La Presión atmosférica es la presión ejercida por el aire atmosférico en cualquier punto de la atmósfera.
La relación con el tema eje es que para que se produzca la osmosis inversa que es lo contraria de la osmosis normal se debe aplicar una presión mayor que la normal para que el paso del agua sea de la mas concentrada (contaminada) a la mas diluida (agua purificada), por lo cual se relaciona con el tema eje porque como ya especifique la presión es una magnitud que se relaciona con la fuerza con la que actúa sobre una are determinada. La relación con la actividad que es el Día Internacional de la biodiversidad Biológica es que como su lema lo dice “La biodiversidad para el desarrollo” de este año, su primer y principal objetivo de todos los Días de Acción relacionados con esta fecha es promover la sensibilización del público y los medios políticos, a nivel nacional e internacional, sobre la importancia de los ecosistemas y la diversidad biológica para el bienestar humano. Por lo cual yo relacion porque se deberian hacer campañas para que los pobladores de Ancash vean lo que estan haciendo al derramar aguas servidas y a las empresas mineras al derramar su relaves en el rio Santa, por lo cual deberian tomar conciencia de lo que hacen ya que estan afectando al ecosistema de esta zona y de todas los lugares por donde pasa este rio. La relacion con la region es que el rio Santa se localizado en la costa norte del Perú, en la región Ancash, a traviesa el Callejón de Huaylas de sur a norte y atraviesa el Cañón del Pato, tomando un curso noreste-sudoeste hasta su desembocadura en el Océano Pacífico, al norte de la ciudad de Chimbote.
-El proposito de este trabajo es disminuir la contaminacion del agua producto de la actividad minera y aguas servidas en el rio Santa ( Ancash), construyendo una planta de osmosis inversa para que el agua que pasa por el callejón de Huaylas del Rio Santa sea purificada un 90 % a un 99%. A la vez una parte de este trabajo seria hacer que las personas vean lo que esta pasando en la región Ancash, que es su gran problema y que tomen conciencia de lo que están haciendo.

Problema: La cuenca del río Santa, en el departamento de Ancash, es una de las principales cuencas productivas del país, tiene una importante actividad turística, agropecuaria y sobre todo minera entre otras actividades económicas de importancia nacional. El proyecto de irrigación Chavimochic utiliza una parte de su caudal para irrigar terrenos eriazos de la zona costera al norte del país, beneficiando además al departamento de La Libertad, e incluso propiciando que su capital Trujillo utilice parte del caudal de la derivación como fuente de abastecimiento de agua para consumo humano. El río
Santa tiene una longitud de 316 Km y 142.73 m3/s de caudal promedio; de acuerdo a los informes de
DIGESA del 2001 recibe en su recorrido alrededor de 39 vertimientos identificados de los cuales 12 son mineros, 24 vertedores de origen doméstico y tres vertederos de hidroeléctricas. DIGESA cuenta con 17 estaciones de monitoreo, 27 puntos de muestreo13 a lo largo del recorrido del río Santa y evalúa parámetros fisicoquímicos y biológicos tales como Pb, Cd, As, CN, Ni, DBO, OD y coliformes termotolerantes. De acuerdo a la legislación vigente y teniendo en cuenta como criterios el abastecimiento de agua para consumo y el riego de especies agrícolas de consumo humano, el río Santa está calificado como río de clase II, quiere decir que son aguas de abastecimiento doméstico con tratamiento equivalente a procesos combinados de mezcla y coagulación, sedimentación y cloración, aprobados por el Ministerio de Salud. La principal causa de contaminación de cadmio en el río Santa corresponde al arrastre de los pasivos ambientales que se produce en la cuenca del río Tablachaca afluente del río Santa.

Solución: El sistema de purificacion de agua por medio de osmosis inversa es el mas utilizado en la actualidad ya que no produce contaminantes y purifica el agua a bajo costo además de utilizarse mucho en las playas para desalinisar el agua de mar para consumo de hoteles y barcos, ya que se utiliza el agua del mar para consumo humano.
Las etapas para armar una planta de purificacion de agua son las siguientes:
Primera: Filtro multietapas o pulidor, este filtro nos sirve para eliminar del agua los sólidos disueltos.
Segunda: Filtro de carbón activado, este filtro nos sirve básicamente para quitar el cloro al agua y materia orgánica que produce mal olor y sabor al agua.
Tercera: Filtro de 1 micra para eliminar sólidos disueltos.
Cuarta: Osmosis Inversa, esta consiste en unas membranas que a alta presión le quitan al agua bacterias, sales y sólidos finos es importante que el agua no tenga cloro.
Quinta: Protección del agua contra bacterias con cloro o ozono.

Para entender el proceso de la ósmosis inversa, primero se debe saber como es la osmosis natural, que es mecanismo de transferencia de nutrientes en las células de los seres vivos a través de las membranas que la recubren. En tal sentido, cuando se ponen en contacto dos soluciones de diferentes concentraciones de un determinado soluto (por ejemplo sales), se genera un flujo de solvente (por ejemplo agua) desde la solución más diluida a la más concentrada, hasta igualar las concentraciones de ambas, el agua que atraviesa la membrana es "empujada" por la presión osmótica de la solución más salada y el equilibrio del proceso se alcanza cuando la columna hidrostática iguala dicha presión osmótica.
En el caso de la osmosis inversa es todo lo contrario (de una solución mas concentrada a una mas diluida), el interés en el tratamiento es obtener una corriente de agua lo más diluida posible deberemos invertir el fenómeno, para ello hay que vencer la presión osmótica natural mediante la aplicación en sentido contrario de una presión mayor, cuando se logra invertir el fenómeno estamos en presencia de ósmosis inversa o invertida como se ha dado en llamarla. El principal aparato de este proceso es la membrana semipermeable que permite que el agua rechace sulfatos (98 %), Arsénico (99 %), Fluoruros (97 %), Nitratos (91 %), Bacterias, Virus y hongos más del 98 %.

Los resultados del proceso del osmosis inversa son:
• Permite remover la mayoría de los sólidos (inorgánicos u orgánicos) disueltos en el agua (hasta el 99%).
• Remueve los materiales suspendidos y microorganismos.
• Realiza el proceso de purificación en una sola etapa y en forma continua.
• Es una tecnología extremadamente simple, que no requiere de mucho mantenimiento y puede operarse con personal no especializado.
• El proceso se realiza sin cambio de fase, con el consiguiente ahorro de energía.
• Es modular y necesita poco espacio, lo que le confiere una versatilidad excepcional en cuanto al tamaño de las plantas: desde 1 m3/día, a 1.000.000 m3/día.

Requerimientos:
-Buena relación área de membrana/volumen del elemento.
- Diseño que le permite ser usado sin dificultades de operación en la mayoría de las aplicaciones, ya que admite un fluido con una turbiedad más de 3 veces mayor que los elementos de fibra hueca.

Conclusión: Se llego a al conclusión es que construyendo una planta de osmosis inversa se disminuirá la contaminación del agua producto por la actividad minera y las aguas servidas en el rio Santa (Ancash).

Investigación Futura: Emplear esta planta de osmosis inversa en otras regiones del Perú, pero deben tener una buena o bien economía, porque esta mini planta es costosa, pero en comparación con otros métodos es el más efectivo y de alguna cierta forma menos cara.

Alfabetización Funcional (FODA):

Fortaleza: Una reducción de un 90% a un 99% en lo que es la contaminación del rio Santa, empleando esta agua para el cultivo.

Oportunidad: Prevenir la muertes una gran cantidad de peces que son muy importantes de esta región como son las truchas y otros peces que son utilizados para consumo.

Debilidad: La principal y la más importante debilidad seria el costo de esta planta, pero en este caso solo se necesita una pequeña, no tan grande, otro debilidad seria el costo de la energía que es de 3000 y 4000 watts de electricidad por hora, pero en este caso se propone una pequeña no una grande planta.

Amenaza: La principal amenaza seria la falta de conocimiento sobre esta planta de osmosis inversa.

Origen y Motivo de Investigación: El origen de la investigación es la contaminación producto por el vertimiento de aguas de actividades mineras y aguas servidas en el rio Santa (Ancash). El motivo de la investigación es ver como se podría dar una solución a este problema de Ancash.

Variabilidad de la Región: La viabilidad de la región es que para la construcción de esta planta de osmosis inversa necesita de un gran espacio, con lo que el rio Santa cuenta. El problema como ya dije seria el costo de esta planta por lo cual como esta región tiene una buena economía por que es la tercera región con una buna economía del país por detrás de Arequipa y Lima y con el crecimiento sostenido en los próximos años competirá por ser la segunda economía peruana.

Palabras Claves (5minimo):

Actividades Mineras: La actividad minera es una actividad extractiva que por su propia naturaleza implica procesos de fuerte impacto en el ambiente porque es necesario perforar la corteza terrestre y separar los minerales entre sí.

Aguas Servidas: También llamadas aguas residuales, aguas fecales, etc. Son aguas que son conducidas por el alcantarillado e incluyen, a veces, las aguas de lluvia y las infiltraciones de agua del terreno, pueden estar contaminadas por desechos urbanos o bien proceder de los variados procesos industriales.

Presión Atmosférica: Es la presión ejercida por el aire atmosférico en cualquier punto de la atmósfera.

Rio Santa: El río Santa es un corto río de la vertiente del Pacífico, localizado en la costa norte del Perú, en la región Ancash, formando en su tramo final frontera natural con la región de La Libertad. Atraviesa el Callejón de Huaylas de sur a norte y atraviesa el Cañón del Pato, tomando un curso noreste-sudoeste hasta su desembocadura en el Océano Pacífico, al norte de la ciudad de Chimbote.

Osmosis Inversa: En el caso de la osmosis inversa es todo lo contrario (de una solución mas concentrada a una mas diluida), el interés en el tratamiento es obtener una corriente de agua lo más diluida posible deberemos invertir el fenómeno, para ello hay que vencer la presión osmótica natural mediante la aplicación en sentido contrario de una presión mayor, cuando se logra invertir el fenómeno estamos en presencia de ósmosis inversa o invertida como se ha dado en llamarla. El principal aparato de este proceso es la membrana semipermeable que permite que el agua rechace sulfatos (98 %), Arsénico (99 %), Fluoruros (97 %), Nitratos (91 %), Bacterias, Virus y hongos más del 98 %.

Paginas Web de Consultas:
http://www.acadnacmedicina.org.pe/publicaciones/Anales_2006/fuentes_agua_villena.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Departamento_de_Ancash
http://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%ADo_Santa#Peces
http://blog.nuestroclima.com/?p=1696
http://www.textoscientificos.com/quimica/osmosis/inversa
http://www.angelfire.com/trek/famisa/PLANTA.htm
Datos Personales:
Apellidos y Nombres: Claudio Domínguez Joao Hans.
Año de estudio: 2de Secundaria.
Correo Electrónico: joaoclaudio.dominguez@gmail.com