a) establecimiento educacional
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ACTIV WATER CU
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A) Establecimiento Educacional
Nombre: Colegio Ambrosio O’ Higgins
Comuna: Vallenar
Región: Región de Atacama
Dirección: Costanera sur S/N
Teléfono: 051 613812
Web: www.caohvallenar.cl
B) Participantes
1)
Nombre Completo: Antonia Galeb Cortés
RUT: 19.296.510-1
Fecha de Nacimiento: 17 de Octubre 1995
Establecimiento Educacional: Colegio Ambrosio O’ Higgins
Curso: 3º Medio
Dirección Particular: Llanos de Soto s/n
Teléfono Particular: 51- 614696
Teléfono Celular: 94534954
E-mail: [email protected]
2)
Nombre Completo: Javiera Alejandra Rojas Gatica
RUT: 19.154.920-1
Fecha de Nacimiento: 13 de Septiembre 1995
Establecimiento Educacional: Colegio Ambrosio O’Higgins
Curso: 3º Medio
Dirección Particular: Tuli Bagnara 2367 Quinta Valle
Teléfono Particular: 51- 616244
Teléfono Celular: 64956744
E-mail: [email protected]
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C) Profesor/a Guía
Nombre Completo: Isabel Inés Navea Bruna
RUT: 14.401.407-3
Especialidad: Profesora de Matemática y Física
Establecimiento Educacional:
Dirección del Establecimiento:
Dirección Particular:
Teléfono Particular:
Teléfono Celular: 74502950
E-mail: [email protected]
.
D) Asesor/a Científico/a Externo/a
Nombre Completo: Juan Andrés Lazzús Zúñiga
RUT: 15.054.788-1
Especialidad: Profesor de Matemáticas y Física
Institución: Universidad de La Serena
Cargo o Curso: Docente
Dirección Institución: Benavente 980, La Serena
Dirección Particular: Angel Jara 731
Comuna y Región: La Serena, Región de Coquimbo
Teléfono Particular: --
Teléfono Celular: 85777688
E-Mail: [email protected], [email protected]
Declaración de Asesoría otorgada: Declaro ser asesor científico del proyecto
Colabore en pequeños ajustes y detalles para mejorar científicamente y técnicamente el
proyecto
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E) Título
Dispositivo ACTIV WATER CU capaz de desinfectar agua lluvia ocupando cobre como
bactericida natural, materiales no biodegradables y carbón activado
F) Resumen de la investigación
Para fortalecer un mejor aprovechamiento de cosecha de agua “camanchaca”, su manejo y
su utilización de este, se desarrollo un dispositivo eficiente, ecológico e innovador para el
mejoramiento de la calidad de agua, desinfectándola para un mayor aprovechamiento del
agua potable en la región de Atacama, Chile,.
G) Resumen Ejecutivo
En la zona norte de nuestro país destaca el método de captación de aguas “camanchaca” para
suplir el déficit hídrico acentuado, donde las condiciones dificultan métodos tradicionales de
desinfección del recurso agua en las últimas décadas, se debe requerir una solución
innovadora, eficiente, de fácil operación y mantenimiento, tal que sea de bajo costo y capaz
de cumplir esta misión
H) Índice
1.- Información …………………………………………………………………………. 1
1.1. Establecimiento educacional…………………………………………………… 1
1.2. Participantes…………………………………………………………………….. 1
1.3.Profesor guía……………………………………………………………………… 2
1.4 Profesor Asesor…………………………………………….…………………… 2
2.- Titulo………………………………………………………………………………….. 3
3.- Resumen de la investigación………………………………………………………… 3
4.- Resumen Ejecutivo………………………………………………………………….. 3
5.- Introducción…………………………………………………………………………. 4-5
6.- Antecedentes Bibliográficos………………………………………………………… 5-6
7.- Hipótesis y objetivos………………………………………………………………… 6
8.- Plan de trabajo……………………………………………………………………… 7
9.- Factibilidad de plan de trabajo……………………………………………………. 7
10.- Presentación y análisis de resultados……………………………………………… 8-9
11.- Impacto y estrategia de difusión………………………………………………….. 10
12.- Conclusiones y proyecciones……………………………………………………… 10
13.- Relevancia y originalidad de la investigación……………………………………. 11
14.- Aporte a la calidad de vida y al desarrollo sustentable del Recurso hídrico….. 11
15.- Bibliografía………………………………………………………………………… 11
16.- Anexos……………………………………………………………………………… 12
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I) Introducción
A la caza de las gotas de agua (atrapa nieblas) Su utilidad y efectos de estas neblinas
(camanchaca) costeras data de por lo menos hace unos 5 mil años. Grupos humanos del
litoral y del interior de Sudamérica, especialmente en Perú, recolectaban agua de árboles y
arbustos o de fuentes que excavaban a los pies de los cerros costeros hasta donde se filtraba
el agua después de que las nubes chocaban con ellos.
El carbón activado posee la virtud de: adherir o retener en su superficie uno o más
componentes (átomos, moléculas, iones) del líquido que está en contacto con él. Este
fenómeno se denomina poder absorbente. La absorción es la responsable de purificar y
decolorar el agua u otros sólidos, líquidos o gases que entren en contacto con el elemento
absorbente.
El carbón activado se caracteriza por poseer una superficie específica (alrededor de 500 a
1500m2 por gramo) con una infinita cantidad de poros muy finos que son los que retienen
(absorben) ciertos compuestos no deseados. Son las altas temperaturas, la atmósfera especial
y la inyección de vapor del proceso de fabricación del carbón activado lo que “activa” y crea
la porosidad.
Los poros varían en tamaño desde “microporos” de 20ºA, “mesoporos” de 20ºA a 100ºA,
hasta “macroporos” de más de 100ºA. El área de superficie del carbón activado varía
dependiendo de la materia prima y del proceso de activación
El cobre bactericida llegaría al 10% de la demanda mundial del metal
En la entrevista Jürgen Leibbrandt, Gerente de Desarrollo de Mercados de Codelco, quien
estima esta cifra por el uso de las aleaciones cupríferas en centros hospitalarios y espacios
públicos de alta concurrencia.
Hasta el 10% del mercado mundial de cobre podría estar destinado a las aplicaciones en el
sector sanidad debido a la importante propiedad bactericida del metal no superada por
ningún otro material ni desinfectantes autorizados.
Es lo que proyecta Jürgen Leibbrandt, gerente de desarrollo de mercado de Codelco, al
estimar los más variados usos del cobre y sus 282 aleaciones con iguales atributos en la salud
humana que han sido aprobadas por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los
Estados Unidos.
Se destaca el empleo de la marca registrada del cobre, conocida “Antimicrobial Copper
Cu+”, en hospitales, clínicas y los más diversos espacios de alta afluencia de personas, como
el Metro, el Transantiago, los colegios, los gimnasios, las postas, los consultorios, los baños
públicos, entre otros.
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En la región de Atacama Chile existe una mala distribución de los recursos hídricos, el
90% del agua es mal ocupada, un 60% se ocupa en la agricultura, un 30% en la minería y
solo un 10% en la población, algo que es insuficiente. Por otro lado esta región posee gran
cantidad de pequeños cursos de agua, canales y acumulaciones de aguas estancadas, donde
nuestro dispositivo causará un gran impacto social y económico, además de proteger el
recurso y favorecer a la población vulnerable (sectores rurales) Los volúmenes de agua
demandada por una persona fluctúan entre 150 y 200 litros al día, según estimaciones
oficiales. En la región de Atacama la temática del recurso agua se a agudizado en los últimos
años, en septiembre de 2009 ya se discutía (al interior del la empresa proveedora) que en la
cuenca de Copiapó el recurso se agotaría en una proyección preliminar de 4 años,
independiente de la confiabilidad de las declaraciones es ineludible asumir que el recurso en
la región de Atacama está en crisis, lo que supone un alza esperable en los costos de
suministro lo que afecta lógicamente y en mayor medida a los estratos sociales más
vulnerables. La identificación de mecanismos alternativos o diseño y mejoramiento de otros
que se conecten con el mejoramiento de la calidad de vida, protección del recurso hídrico en
especial en ambientes sociales donde este recurso se hace cada día más preocupante, es un
desafío para la investigación, el emprendimiento y la tecnología.
J) Antecedentes Bibliográficos o Investigaciones Previas
A la caza de las gotas de agua, desinfección y bactericida en conjunto
De acuerdo a lo planteado Waldo Canto, director regional de Conaf de la IV región, señala
que el conocimiento, utilidad y efectos de estas neblinas costeras data de por lo menos hace
unos 5 mil años. Grupos humanos del litoral y del interior de Sudamérica, especialmente en
Perú, recolectaban agua de árboles y arbustos o de fuentes que excavaban a los pies de los
cerros costeros hasta donde se filtraba el agua después de que las nubes chocaban con ellos.
¿Cómo replicaron esta antigua práctica? Gracias al fenómeno de la camanchaca. Carlos
Espinoza, profesor en Física y Matemática, fue el pionero en desarrollar una alternativa de
uso concreto al tesoro escondido en la neblina costera. En 1956, la ciudad de Antofagasta, al
norte de Chile, sufrió la peor crisis de falta de agua potable. Espinoza realizó una serie de
observaciones directas junto al jesuita Germán Saa y el ingeniero Nicolás Lianfranco en el
cerro más alto de la ciudad. Instalaron un primer panel de atrapaniebla fabricado con hilos de
nylon. En 1963 patentaron el invento y años más tarde lo cedieron a la Universidad Católica
del Norte que, a su vez, la traspasó a la Unesco.
La "camanchaca" es una nube en contacto con el suelo, compuesta de pequeñas gotas de
agua que en la costa del norte chileno se produce todo el año, aunque su intensidad
disminuye entre otoño e invierno. Los atrapanieblas están hechos de postes de eucaliptos y
malla Raschel -que en los campos chilenos se utiliza para proteger del viento a cultivos como
el kiwi, la papaya o los paltos-. Para cada uno de los atrapanieblas se utilizan algo más de
4.000 mts. de malla.
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Otro dato es de la Conaf en la IV región, señala que actualmente existen 85 atrapanieblas en
Chungungo y que su "producción" llega a los 300 mil litros mensuales de agua (equivalentes
al transporte de 30 camiones aljibes). La cifra aumenta o disminuye según la cantidad y
calidad de la niebla que se forma en el lugar. Los mejores meses para la recolección de agua
son en los de la primavera y los peores en el otoño. En el mes de menor recolección (mayo
de 1985) apenas se recolectaron 50 mil litros.
Por otro lao el carbón activado es un polvo fino de color negro, sin olor, sin sabor y no
tóxico que se forma de materiales orgánicos como madera y otras materias vegetales. Este
carbón se somete a un tratamiento con altas temperaturas y agentes químicos que aumentan
sus propiedades de adsorción (no absorber), que es la atracción eléctrica de las toxinas a las
superficies de las partículas de carbón
Dado que es un polvo muy fino y un material altamente poroso, presenta una gran superficie
de exposición y sus propiedades de adsorción superficial son extraordinarias. Por ello, se
utiliza para retener determinadas sustancias, muy útil en medicina y en la fabricación de
algunos filtros.
.
.
K) Hipótesis y Objetivos
Hipótesis: Utilizando algunos materiales no biodegradables de uso común, se
construye un dispositivo compuesto de una botella recubierta con cobre y en su
interior posee carbón activado. En el exterior una canaleta con placas de cobre y una
malla raschel, que actúa como bactericida en la captación de “camanchaca”
Objetivos:
a) General.
Innovar y mejorar la técnica de desinfección de agua camanchaca para consumo
humano, a través de mecanismos a un bajo costo y abrir una nueva alternativa de
consumo, avanzando hacia el mejoramiento de la calidad de vida y protección del
recurso agua, en la región de Atacama.
b) Específicos
Identificar y utilizar los principios bactericidas de nuestro COBRE
chileno
Investigar y desarrollar un dispositivo a escala, adaptada a las
condiciones sociales y ambientales de la región de Atacama Chile.
Profundizar en la fundamentación teórica, datos empíricos y
validación de estudios de laboratorio, que respalde el desarrollo de una
tecnología avanzada del carbón activado y sus propiedades.
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L) Plan de Trabajo
Método de investigación y/o experimentación
Nuestro proyecto consta de cuatro fases:
Primera fase de recopilación de información respecto a las conocidas
propiedades a nivel nacional e internacional de nuestro COBRE, También
informarse sobre los materiales empleados, sus características y otras
utilidades.
Segunda fase consistió en la selección de material de bajo costo y
desinfectante. Logrando así eficiencia de nuestro dispositivo, mediante la
reflexión del equipo de trabajo y movilización de las habilidades individuales.
Después de varios intentos empíricos se unificaron el Cobre y Carbón
activado como bactericidas
La tercera etapa consta en construir un modelo a escala real y difusión de
nuestro proyecto en la comunidad, tanto en el norte del país como en el sur
(solo se cambiaría por agua lluvia)
Materiales:
El dispositivo consta de un barril de plástico de 5 litros, cobre, carbón
activado, canaleta exterior recubierta con cobre y malla raschel
M) Factibilidad del Plan de Trabajo
Se debe destacar y mencionar que este proyecto considera la reutilización de materiales no
biodegradables, en conjunto con el cobre y carbón activado
Considerando que algunos de estos materiales forman parte de los desechos habituales de
los hogares, la factibilidad de recolectar los materiales es muy alta. Respecto de la vida útil
del diseño no es una situación problemática ya que es de fácil recolección.
Por otro lado el cobre y carbón activado es de fácil acceso para la comunidad y de bajo
costo.
Y finalmente el montaje y complejidad del diseño es suficientemente simple para ser
desarrollado por cualquier persona joven o adulta.
La situación que le otorga alta viabilidad al funcionamiento del nuevo diseño son las
características climáticas de la región de Atacama, garantizan un funcionamiento de alta
eficiencia
También su gran beneficio e importancia es que se puede utilizar en nuestra zona como en
otros sectores del sur de nuestro país, ya que su función es la recolección y “caza” de agua
“camanchaca” como también podría ser en su eventualidad la de “aguas lluvia”
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N) Presentación y Análisis de Resultados
1. Principios físicos y químicos, además de la desinfección de agua en conjunto
COBRE, CARBON ACTIVADO
2. Paso a paso las fotografías nos invitan a ir reconociendo y valorando la eficiencia
del dispositivo
La figura, muestra el dispositivo en su plena construcción para lograr su máxima eficiencia,
agregando finalmente una llave como base para el consumo
Cabe destacar que el decir norte o sur de CHILE nos invita a trabajar también con nuestras
aguas lluvias, porque funciona exactamente de igual manera
Nuestro dispositivo a escala, recolecto 1500cc en invierno (promedio) con una malla raschel
aproximada de 20 cm de diámetro.
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3. Fundamentación y datos de las bactericidas COBRE y CARBON ACTIVADO
La propiedad bactericida del cobre entrega, en particular a Chile, una oportunidad del porte
de una catedral para aprovechar las variadas aplicaciones del metal a favor de la salud y
calidad de vida de las personas
El cobre es antimicrobiano y está, Científicamente comprobado
El Presidente de la International Copper Association (ICA), Frank Kane, destaca que el
cobre bactericida cuenta con pruebas y evidencias claras de que puede salvar vidas humanas,
según ensayos clínicos en Alemania, Japón, Reino Unido, Estados Unidos y Chile.
Con respecto a los carbones activados se pueden clasificar en dos grupos:
Carbones para purificación en fase líquida Son aquellos carbones que presentan una
mayor cantidad de mesoporos o poros medios que permiten adsorber moléculas grandes. Se
utilizan para remover compuestos orgánicos que causan color, olor y sabor indeseables
presentes en
diferentes líquidos.
En aplicaciones en Fase Líquida existen dos presentaciones de carbón activado cuya
diferencia radica en el tamaño de la partícula. Mientras menores son las partículas de carbón,
trabajan con mayor rapidez, aunque también causan una mayor caída de presión en el fluido
tratado.
Carbón Activado Granular (CAG) Consiste en gránulos de forma irregular que se instalan
dentro de un recipiente por el que se hace circular el líquido a tratar. El CAG se fabrica en
diversos rangos de tamaño dependiendo de la aplicación específica. (aplicado a nuestro
proyecto)
Carbón Activado Pulverizado (CAP) La diferencia radica únicamente en el tamaño de la
partícula y la forma de aplicarlo. Cuando se utiliza carbón en polvo, éste es agregado al producto a
purificar en un tanque agitado para mantener una suspensión homogénea. Después de un tiempo de
contacto adecuado (10 a 20 min.), se deja sedimentar o se separa por medio de un filtro.
Carbones para purificación en fase gaseosa – Son aquellos carbones que contienen un
mayor promedio de microporos útiles para adsorber moléculas muy pequeñas. Son usados en
la purificación de aire, purificación de gases de proceso, recuperación de solventes,
protección ambiental y como catalizador.
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O) Conclusiones y Proyecciones
Basados en los resultados logrados en nuestra investigación, las conclusiones obtenidas son
las siguientes:
1. La innovación de la recolección de agua camanchaca a través de nuestro dispositivo.
2. La innovación en la utilización de carbón activado y cobre, para concretar el consumo
humano de agua potable
3. Las condiciones climáticas de la zona norte de Chile permiten alcanzar el objetivo de
recolección o captación de agua “camanchaca”.
4. Una valoración también importante es su amplia utilización en cualquier región de
nuestro país, porque funciona como recolector y captador de agua camanchaca y aguas
lluvias
5. Valoración de nuestro Cobre como bactericida, en conjunto con otros materiales
6. Este dispositivo a escala, recolecto 1500cc en invierno (promedio) con una malla raschel
aproximada de 20 cm de diámetro.
7. Los materiales para su construcción son abundantes y baratos, y su mantención es fácil,
valida sobre todo en materiales como el plástico.
Ñ) Impacto y Estrategia de Difusión
Primero que todo estamos destacando la importancia de nuestro recurso COBRE y sus
infinitas propiedades como bactericida. Además nuestra preocupación de nuestro recurso
agua en la región de Atacama
Con respecto al medio ambiente y los recursos como el agua, el impacto está en ofrecer una
herramienta probada como eficiente para mejorar la calidad del agua “camanchaca” para el
consumo humano
La estrategia de difusión y construcción a escala mayor de los resultados y conclusiones del
presente proyecto se han proyectado para el año 2013.
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P) Relevancia y originalidad de la investigación
La relevancia de nuestra investigación llevada a cabo a través de la construcción y
experimentación del dispositivo ACTIV WATER CU de desinfección total de agua, radica
en la innovación de este mismo mecanismo que en conjunto con otros elementos como el
carbón activado, logra potabilizar el agua “camanchaca” y utilizarla para consumo no solo
agricultura
A esto se suma que el proyecto nace de un contexto escolar en una región de Chile que
actualmente está enfrentado una crisis hídrica de gran envergadura, lo que alinea el quehacer
estudiantil con situaciones de alta contingencia, así mismo nos lleva a los jóvenes a valorar
los recursos naturales y valoración aún más de nuestro cobre y sumar nuestras fuerzas en la
protección de agua que no solo en un contexto local ha despertado la preocupación científica
y de los gobiernos sino que en todo el mundo.
La originalidad dice relación con un conjunto de elementos que logran en su conjunto la
eficiencia de nuestro dispositivo ACTIV WATE CU, nuevo sin competidores a la fecha y
que nace de la creatividad y preocupación de nosotros los jóvenes por cuidar nuestro
ambiente
Q) Aporte a la calidad de vida y al desarrollo sustentable del Recurso hídrico
Nuestro dispositivo ACTIV WATER CU, nos permite mejorar sustancialmente la calidad de
del agua captada por la “camanchaca”, ya que este proceso se demostró su eficiencia.
El desarrollo sustentable de cualquier recurso no solo se garantiza con políticas o poderes
económicos interesados, sino que también requiere de la valoración y preocupación de los
jóvenes y las personas corrientes.
R) Bibliografía
MIDEPLAN, División Social, a partir de Encuesta CASEN años respectivos, 2003.
file:///F:/Estrujando%20el%20agua%20de%20las%20nubes.htm
http://www.carbotecnia.info/carbon%20activado.htm
http://www.cobrebactericida.org/noticia/cobre-es-destacado-como-solucion-
permanente-y http://www.revistamundonatural.com/noticia.cfm?n=171#ixzz2CshPMIMA
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S) Anexos
A continuación presentamos imágenes y fotos de nuestro proyecto
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