PROPUESTA DE PROTOTIPO DE FÍSICA

Para la mejoría de la condición en la que se encuentran los recursos hídricos del planeta, enfocados en México, es necesario que se adapten o modifiquen conductas que contribuyan a la protección, acondicionamiento y conservación de dichos recursos. Sin embargo, estas acciones pueden tardar en lograrse, debido a la demanda de miles de empresas y a los estilos de vida de la sociedad, por lo que se ha buscado la fabricación de productos que contribuyan al medio ambiente, como lo fue el purificador de agua en su momento, y lo son ahora los productos portátiles que permiten limpiar el agua de los residuos.

ANTECEDENTES

Desde la existencia de seres vivos en el planeta, el agua ha sido utilizada para la supervivencia. Cuando el hombre llega a la Tierra, se da cuenta que necesita satisfacer sus necesidades para sobrevivir. En sus inicios, usaba el agua para hidratarse y asearse, siempre de manera moderada, pues el hombre comprendía que debía preservarse para usarlos en un futuro, asegurando encontrarlos cuando los necesitara y en condiciones adecuadas. El hombre evoluciona y comienza a descubrir diferentes aplicaciones del agua en diversas actividades; en algunos casos, lo hacía con desconocimiento. En el 3000 a. e. el hombre aprovechaba el vapor del agua de los géiseres para calentarse. En conjunto con el aire, descubre que puede usar el agua como un medio de transporte; lo hace con la fabricación del barco de vela. Utiliza el agua para las actividades de cultivo y de ganadería. A medida que evoluciona el hombre, descubre nuevas funciones y aplicaciones del agua en sus actividades, lo que lleva como consecuencia el uso desmedido y desinteresado de este recurso. Se utiliza como fuente de hidratación, aseo personal, desinfectante, se usa para limpiar y mezclar. Pero si bien el agua ha sido utilizada de forma inadecuada y con limitaciones difusas, también se han descubierto formas en que el agua puede ser aprovechada. En épocas anteriores, el agua era aprovechada en un mecanismo de ruedas para moler granos. También se comenzó a usar como medio de transporte; la utilización del barco de vela desde 3000 a. e. Pero si bien el agua era utilizada para reducir el tiempo de algunas actividades, toma importancia con la invención de la energía hidráulica. Su relevancia comienza desde la revolución industrial, donde se utiliza en las fábricas de textiles, cueros y talleres. En la actualidad, el agua es utilizada en presas para generar energía en base al movimiento que realizan las corrientes.

PROTOTIPO

(Importancia)

El prototipo busca la forma de utilizar el agua contaminada para diferentes actividades al ser sometida a un proceso de destilación, separando el agua de los residuos sólidos y líquidos. Es de gran importancia la búsqueda de soluciones por medio de prototipos, debido al impacto que tiene en la actualidad la contaminación del agua en todo el mundo. Si bien el prototipo puede revertir hasta cierto punto las consecuencias de la contaminación por medio de diferentes procesos y principios de la física, lo realmente importante es demostrar a los demás la situación en que se encuentran los recursos naturales que utilizamos y necesitamos diariamente, así como demostrar que el hombre es quien está terminando con los recursos que le han sido proporcionados por el planeta en que residimos.

(Principios)

La ebullición o vaporización es el proceso físico en el que un líquido cambia a estado gaseoso. Cuando se produce la ebullición, se forman abundantes burbujas producidas en la parte interna del líquido, las cuales suben a la superficie y desprenden el vapor. Si se continúa calentando un líquido que está en ebullición, la temperatura ya no aumenta, sólo disminuye la cantidad de líquido y la del gas aumenta. A presión normal (1 atm=1.013×10^5 Pascales), el agua hierve y el vapor se condensa a 100 °C, esta temperatura recibe el nombre de punto de ebullición del agua, al disminuir la presión mediante una bomba de vacío, el agua hierve a una menor temperatura. Para que el agua pase de líquido a vapor o de vapor a líquido, sin variar su temperatura, necesita un intercambio de 540 calorías por gramo. El calor requerido para cambiar de estado sin variar la temperatura se llama calor latente. El calor de vaporización permanece en un gas hasta que se convierte en líquido al realizar su condensación.

DESARROLLO

Materiales:

Lámpara de alcohol
Tubo de ensayo
Malla de metal
2 recipientes de vidrio
Corcho

A continuación, se explicará el procedimiento a seguir para lograr que el prototipo sea funcional. Primeramente, obtendremos una muestra del agua contaminada que se verterá en un recipiente de vidrio que a su vez pasará por un proceso de filtración en donde se empleará una malla de metal para separar residuos líquidos y sólidos, y sólo el agua pueda tener acceso al recipiente. Este proceso es un método de separación llamado tamización, en el que se pretende separar, en nuestro caso, sustancias sólidas de líquidas, para someterse de inmediato a un segundo método de separación llamado destilación. El recipiente se sellará por la parte en la que se vertió el agua y a continuación se encenderá la lámpara de alcohol, y se esperará a que el agua comience a hervir para que ésta cambie de estado líquido a gas. Finalmente, el vapor de agua atravesará un último tubo conectado a una botella, lugar donde el vapor se condensará y volverá a su estado líquido, logrando la separación de líquidos con líquidos para obtener agua limpia y lista para su uso o consumo.

PROBLEMÁTICA QUE RESUELVE

El agua es un recurso natural universal, es decir, es un recurso al que todo ser vivo tiene acceso y no se le puede limitar a su consumo. Desde la llegada del hombre, este ha aprovechado el agua para sus necesidades. A partir de su evolución, aumentan sus necesidades y con ello el uso de más recursos. El problema tiene relevancia cuando el hombre deja de tomar importancia en el uso limitado del agua, generando un gasto mayor. Además de esto, es utilizada de manera errónea; se usan los ríos para limpiar artículos diversos y desechar residuos industriales, sustancias y materiales sólidos. Con el paso del tiempo, las afectaciones a las diversas fuentes de agua han aumentado, provocando que en diversos lugares del mundo iniciaran las situaciones de escasez de agua. En la actualidad, la escasez es uno de los problemas ambientales más importantes y alarmantes a nivel global. La actividad humana y la falta de cultura ambiental han provocado que miles de cuerpos de agua se vean afectados. La escasez del agua es un problema que día a día aumenta, puesto que las actividades humanas continúan incrementando, viéndose afectados grandes cuerpos de agua, sabiendo lo anterior, el objetivo es que, mediante la destilación se separe el agua contaminada y quede sin residuos, siendo así, apta para el consumo humano, aprovechando al máximo este recurso que es vital para la vida.

¿A QUIÉN VA DIRIGIDO?

El prototipo está pensado para ayudar a reducir la problemática vivida en la comunidad de San Antonio Acahualco en Zinacantepec. Sin embargo, está pensado para cualquier comunidad que pueda vivir el mismo problema. El problema de la contaminación del agua se vive en todas partes como consecuencia de la actividad humana y uso excesivo.