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DISEÑO DE UN PROTOTIPO PORTATIL POTABILIZADOR DE AGUA DULCE A

TRAVÉS DE ENERGIA ELECTRICA Y SOLAR PARA EL BENEFICIO DEL SECTOR

RURAL EN EL DEPARTAMENTO DEL ATLANTICO

PRESENTADO POR:

ALDAIR GRANADOS DURAN

OMAR VELASQUEZ MELGAREJO

ZOILA MARENCO AMARIS

ASESORES DE LA PROPUESTA:

INGENIERO JORGE JIMENEZ

INGENIERO RICARDO VASQUEZ PADILLA

GRUPO UNDECIMO B

COLEGIO COLON

BARRANQUILLA, COLOMBIA

2013

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TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN

2. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO

2.1. ANALISIS SITUACIONAL

2.2. CARACTERISTICAS GENERALES DEL PROYECTO

2.3. BENEFICIARIOS DEL PROYECTO

3. JUSTIFICACIÓN

3.1. JUSTIFICACIÓN PERSONAL

3.2. JUSTIFICACIÓN SOCIAL

3.3. JUSTIFICACIÓN CIENTÍFICA

4. OBJETIVOS

4.1. OBJETIVO GENERAL

4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

5. MARCO DE REFERENCIA

5.1. MARCO DE ANTECEDENTES

5.2. MARCO TEORICO

5.3. MARCO LEGAL

6. ESTUDIO DE FACTIBILIDAD

6.1. FACTIBILIDAD TECNICA

6.2. FACTIBILIDAD ECONOMICA

6.3. TABLA DE PRESUPUESTO

7. MARCO METODOLOGICO

7.1. FASE DE DISEÑO

7.2. FASE DE EJECUCIÓN

7.3. FASE DE EVALUACIÓN

BIBLIOGRAFIA

ANEXOS

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1. INTRODUCCIÓN

El suministro de agua potable es un problema social que ha ocupado al hombre desde la

antigüedad. En algunas zonas del país aún se carece de este servicio por la imperecedera desidia

de los gobiernos nacionales y se utilizan todo tipo de recursos para su obtención, como la

construcción de cisternas que recogen las aguas pluviales. Estos depósitos suelen ser subterráneos

para que el agua se mantenga fresca y sin luz, lo que favorece el desarrollo de algas.

El objetivo de la potabilización del agua en la naturaleza, es la eliminación total de: la turbiedad,

color, olor, sabor, microrganismos, y ciertas sales de hierro, magnesio y otros elementos

perjudiciales a la salud

Por lo tanto, el agua potable debe ser cristalina, incolora, inodora, libre de bacterias, mantener un

residual de cloro en el orden de 0.40-0,60 mgs/lt, para proteger su calidad sanitaria y que su

contenido de minerales disueltos no cause trastornos en la salud del consumidor.

La obtención del agua potable, se convierte en el eje principal de este proyecto, cuyo propósito es

el diseño de un prototipo portátil potabilizador de agua.

El proceso químico de purificación del agua, el transporte del líquido dentro del prototipo para el

consumo humano, el uso de la energía y los beneficios de la comunidad que recibe el agua

potable son algunas de las etapas que se podrán profundizar a lo largo de este innovador trabajo.

El proyecto planea realizarse en las zonas rurales del departamento del Atlántico, específicamente

en el municipio de Campo de la Cruz, el cual se ha visto afectado tanto por las inundaciones

producto de la lluvia como por la abundante sequia. Estos fenómenos, hoy en día muy comunes,

son consecuencias del cambio climático presentado en los últimos años a nivel mundial.

La etapa de inverno en el territorio nacional surge en los meses de marzo, abril, mayo,

septiembre, octubre y noviembre, a diferencia del periodo de sequía o verano, el cual se presenta

en los meses de junio, julio, agosto, diciembre, enero y febrero.

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Por lo tanto, el prototipo resultante podrá ser utilizado tanto en verano como en invierno,

atendiendo las necesidades de la población que lo requiera, así como en aquellos lugares que

carecen de agua potable por la inexistencia de un acueducto.

La potabilización del agua de los ríos, lagos, lagunas etc. es necesaria tanto para la vida humana

como para la vida animal debido a que facilita su consumo cuando es tratada en diversas etapas.

Algunas de ellas se mencionan a continuación:

Primero se pasa por un proceso de elevación, el cual consiste en llevar el agua desde la fuente

natural cercana a unos tanques elevados, con los propósitos de que fluya de arriba hacia abajo en

cada etapa posterior de la potabilización. La elevación se realiza a través de bombas eléctricas

llamadas electrobombas.

En segundo lugar, se pasa por el proceso de decantación el cual consiste en la velocidad que le

imprime las bombas al agua para que se produzca la unión de esta con la coagulante. La mezcla

originada se dirige hacia la decantación.

En tercer lugar se encuentra la filtración en donde después de la aplicación del coagulante, el

agua posee un 10% de arcillas, 5% de bacterias y algunos coágulos, los cuales deben ser

eliminados y, por tal razón, son pasados por filtros rápidos con el objetivo de retener ese material

en suspensión.

Por ultimo, este es pasado por la fase de dosificación del cloro. Se sabe que el cloro contiene un

importante efecto para la eliminación de las bacterias en las cuales algunos son causantes de

enfermedades como el cólera. Luego de esta etapa, el agua es controlada en el laboratorio y

posteriormente acumularse en tanques que servirán de reserva para el consumo masivo. El cloro

seguirá actuando aun en la cañería de la red urbana y domiciliaria.

Sea esta una oportunidad para colocar en manos de los entes estatales, la comunidad educativa y

otros sectores interesados, los resultados de una experiencia investigativa que identifica rutas de

mejoramiento ante una temática crucial para el desarrollo humano, científico y tecnológico. Ruta

que puede estar al alcance de la población por su valor económico, fácil manejo y óptimos

resultados.

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2. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO

2.1 ANALISIS SITUACIONAL

Los fenómenos del Niño y la Niña y las altas temperaturas en el departamento del Atlántico hasta

40 grados, afectan de manera negativa a las plantas de purificación, ya que, los ríos se secan

dificultando la obtención de altos niveles de agua potable para el consumo de la población.

Cabe destacar que la turbiedad aproximada del rio Magdalena es de 115 %, pero cuando se

evidencia fenómenos de invierno esta turbiedad aumenta a un 800%, y cuando hay presencia de

sequia la turbiedad disminuye a un 30%, lo que origina que las plantas de potabilización tengan

que realizar laboratorios de calidad para saber cuanta proporción hay que añadirle a cada

proceso. Pero muchas veces las plantas de potabilización sobre todo de las poblaciones rurales no

cuentan con las herramientas necesarias o los conocimientos adecuados para realizar estos

procesos; Esto hace que el agua resultante no cumpla con los parámetros correspondientes.

Además las plantas de potabilización de los sectores rurales a nivel nacional no poseen las

tecnologías adecuadas para los tratamientos del agua y no cumplen con los estándares de calidad

establecidos por el Instituto Nacional de Salud (INS) ni por la Organización Mundial de la Salud

(OMS).

2.2 CARACTERISTICAS GENERALES DEL PROYECTO

Este proyecto va dirigido hacia las personas y/o habitantes que se encuentran en zonas rurales

con problemas de sequía, como los departamentos de Atlántico, Magdalena, Guajira, Santander,

Huila, entre otros, ya que, no tienen las mejores condiciones de acceso al agua potable o tratada y

no poseen un servicio eléctrico adecuado que les permita utilizar el agua para el consumo

humano y para las actividades domésticas.

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De igual manera, el proyecto se adapta a las necesidades económicas de las personas por ser una

máquina purificadora de agua que trabaja con energía eléctrica o energía solar, facilitando la

calidad de vida para aquellos que no poseen los recursos para el pago del servicio de agua

potable.

El prototipo a diseñar es una máquina de mediano tamaño que puede fácilmente ser transportada

a cualquier lugar, con especificaciones técnicas de 0,70 metros de alto, 0,60 metros de ancho y

0,40 metros de largo aproximadamente.

Tendrá un sistema eléctrico mixto, es decir, la energía eléctrica que se utiliza para este proceso no

necesariamente debe provenir de torres eléctricas, ya que, este proyecto presenta dos opciones

para obtener energía. La primera opción es conectar la maquina a un enchufe común y corriente

en donde toda la energía se deposita en una batería de 12 Voltios ó 10 Amperios recargable de

aproximadamente unas 10 – 12 horas de uso continuo; y la segunda opción, consiste en utilizar

un panel solar que viene incluido en la maquina, para recoger la suficiente luz del sol que

permita convertirla en energía eléctrica y así llevarla a la batería recargable.

El funcionamiento de la maquina consistirá en colocar cierta cantidad de litros de agua dulce en

un recipiente conectado a un circuito de procesos químicos que podría durar entre 15 a 35

minutos dependiendo de la cantidad de agua utilizada.

Después que el agua haya pasado por todos los procesos químicos, podrá ser utilizado para casi

todas las actividades humanas posibles y así mejorar la calidad de vida de las personas

2.3 BENEFICIARIOS DEL PROYECTO

Los principales beneficiarios de este proyecto es la población del municipio de Campo De La

Cruz, en el departamento del Atlántico, que se ha visto afectada por dos fenómenos naturales: el

desbordamiento del Canal del Dique debido a las fuertes lluvias y, por otro lado, la sequia en

época de verano.

Cabe resaltar que el proyecto podrá ser utilizado por los diferentes sectores rurales a nivel

nacional que tienen poca accesibilidad al agua potable.

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3. JUSTIFICACIÓN

3.1 JUSTIFICACIÓN PERSONAL

En un mundo donde el agua es un elemento tan preciado, ningún hombre tiene derecho a

desperdiciar el agua que otro necesita.

Si se asume el agua como elemento vital y determinante de la dinámica de las sociedades

humanas, puesto que condiciona el desarrollo de las actividades socio –económicas en el espacio

y en el tiempo, debe ser incorporada como variable esencial en las políticas, programas y

proyectos de todos los sectores del Estado y la Sociedad.

Para ello, se requiere de ciudadanos comprometidos con el desarrollo del país, quienes a través de

su talento y compromiso presenten propuestas como la del “Diseño del potabilizador de agua” en

busca de una mejor calidad de vida de su comunidad local y nacional.

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3.2 JUSTIFICACIÓN SOCIAL

En las comunidades rurales o ubicadas en la periferia de las grandes urbes, uno de los indicadores

de pobreza en la que viven los habitantes, es la falta de acceso a los servicios básicos.

Esta falta de acceso a los servicios básicos, como el abasto de agua potable y el tratamiento del

agua una vez que ésta ha sido utilizada, constituye en sí un atentado al principio básico como lo

es el derecho a la vida, ya que, entre las incidencias más altas en las tasas de mortalidad infantil

se encuentran las enfermedades gastrointestinales, originadas, entre muchas otras causas, en la

falta de medidas de potabilización del agua procedente de las fuentes antes de ser consumida.

De igual manera, la contaminación ambiental ocasionada por las inadecuadas relaciones de los

seres humanos con la naturaleza, ha incrementado la problemática de la escasez de agua potable

en algunos sectores de la población colombiana.

El presente trabajo intenta contribuir a mejorar esta situación con la realización del diseño de los

sistemas propuestos para la potabilización del agua en pequeñas comunidades.

Estos sistemas, se han conformado con dispositivos versátiles en cuanto a sus dimensiones y de

fácil operación y mantenimiento, lo que incrementa las posibilidades de utilización en las

comunidades rurales.

3.3 JUSTIFICACIÓN CIENTIFICA

El territorio colombiano no es ajeno al calentamiento global del planeta Tierra. Por ello, a diario

se pueden vivenciar las siguientes problemáticas:

• Temperaturas más cálidas: El derretimiento de los glaciares y el aire más húmedo

muestran que el calentamiento global es innegable, de acuerdo a una revisión exhaustiva de los

datos climáticos de la última década.

• Sequía, erosión e incendios forestales: Tanto la erosión, como la desertificación, la

deforestación y la pérdida de la biodiversidad son problemas ecológicos íntimamente ligados

entre sí y resultado de diversos factores que tienen que ver con la forma que se han manejado los

recursos naturales renovables y con algunos factores naturales.

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• Olas de calor e incendios forestales: Los niños pueden ser especialmente vulnerables a los

efectos del calentamiento global y deberían tomarse medidas para proteger su salud cuando las

temperaturas se elevan.

De igual manera el Fenómeno del Niño (Calentamiento del Pacífico en la zona del Ecuador) y las

inundaciones ocasionadas por el desbordamiento de aguas dulces debido a las fuertes lluvias han

ocasionado la escasez de agua potable en los sectores rurales de Colombia.

Por ello, el ser humano busca afanosamente alternativas que permitan la purificación del agua en

la naturaleza, eliminando en su totalidad la turbiedad, el color, el olor, el sabor, microrganismos,

y ciertas sales de hierro, magnesio y otros elementos perjudiciales a la salud.

4. OBJETIVOS

4.1 OBJETIVO GENERAL

Diseñar un prototipo portátil potabilizador de agua dulce a través de energía eléctrica y

solar para zonas marginadas con servicio de agua potable en el departamento del

Atlántico

4.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Utilizar el prototipo de agua potable manejado a través de energía eléctrica y

energía solar.

• Identificar en la comunidad los problemas ocasionados por el consumo de agua no

potable.

• Identificar la calidad del agua de las principales fuentes de consumo.

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5. MARCO DE REFERENCIA

5.1 MARCO DE ANTECEDENTES

Gustavo Adolfo Díez Sánchez acompañado por los doctores Antonio Aznar Jiménez y Ulpiano

Ruiz Rivas Hernando de la Universidad Carlos III de Madrid – España en el mes de junio de

2007, realizaron un proyecto que trata acerca del diseño y construcción de un laboratorio de

caracterización de tratamientos de agua para sistemas de potabilización.

Este diseño y construcción consiste en mejorar las condiciones ambientales de diversas

poblaciones, las cuales no poseen una calidad de vida adecuada por consecuencia del mal

procesamiento de agua debido a que esta no cuenta con los requerimientos necesarios para su

potabilización.

La tecnología con la cual se van a desarrollar cada una de las maquinas potabilizadoras de agua

son directamente proporcional al desarrollo económico, y el nivel de patrones existentes en

cualquier tipo de comunidad.

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El proyecto tenía un objetivo claro, que es encaminar la información requerida para utilizar el

mecanismo de tecnología más apta para cada población rural.

En un estudio practicado a diferentes zonas rurales se estableció que los mecanismos más

eficientes para la potabilización del agua fueron los siguientes: cloración, filtros de arena y

desinfección por luz ultravioleta.

La dosis de cloro se obtendrá a través del estudio de la demanda total y de la concentración de

cloro residual esperada. Para el proceso de desinfección es conveniente realizar ensayos de

consumo instantáneo de cloro, a este ensayo se le denomina “ensayo de demanda de cloro”. Para

ello la cantidad de compuesto de cloro a introducir se puede regular mediante la aplicación

directa de cantidades crecientes de cloro hasta obtener la concentración residual requerida. Para

que la acción del cloro surta efecto, es necesario que transcurran como mínimo 30 minutos y una

vez que se haya realizado el proceso de desinfección habrá que llevar a cabo un estricto control,

sobre todo, deberá analizarse el agua, después de cada desinfección y antes de su distribución,

para comprobar la cantidad de residuos químicos que todavía contiene.

Después de la cloración, y una vez que el cloro ha hecho su efecto, deben quedar en el agua al

menos 0,5 mg/l de cloro activo libre en la solución (0,5 partes por millón); en otras palabras, el

suficiente para seguir matando bacterias y que el agua no se encuentre demasiado contaminada

por materias fecales u orgánicas de otro tipo.

La filtración lenta de arena es considerada como la combinación de diferentes mecanismos que

producen la separación de una sustancia respecto a otra. El proceso consiste en que el agua

circule con una velocidad relativamente baja y atraviese una capa de arena en la que se

desarrollan condiciones favorables para una acción biológica. En su metabolismo unos

organismos, presentes en la arena, remueven las impurezas orgánicas y las bacterias patógenas, y

oxidan compuestos nitrogenados. El desarrollo de estos organismos responsables de la acción

biológica se concreta casi exclusivamente a la superficie de la capa de arena, y alcanza, como

máximo una profundidad de 2 a 3 cm formándose una película biológica. En dicha zona se

desarrollan formaciones gelatinosas conocidas como schmutzdecke, que confieren a la capa de

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arena el poder de retener impurezas finas, como materias coloidales, suspensiones finas y

bacterias.

Usa dos componentes de la luz solar para la desinfección del agua:

El primero, la radiación UV-A, tiene efecto germicida, cuando la energía ultravioleta es

absorbida por el mecanismo reproductor de las bacterias y virus, el material genético

(ADN/ARN) es modificado de manera que no puede reproducirse, de esa manera se consideran a

los microorganismos muertos. El segundo componente, la radiación infrarroja, eleva la

temperatura del agua y genera el efecto de pasteurización cuando la temperatura llega a 70-75ºC.

El uso combinado de la radiación UV-A y del calor produce un efecto de sinergia que

incrementa la eficacia del proceso.

En conclusión al iniciar un laboratorio de potabilización, se tiene que saber cuál es el estado

actual del agua en el mundo, puesto que de esa forma se conoce la problemática que afecta a las

diferentes poblaciones, en especial a las más desfavorecidas.

En torno de que 1000 millones de personas carecen de acceso a agua potable la comunidad

internacional a través de los Objetivos de las Declaraciones del Milenio y del Plan de Acción

emanado de la cumbre de Johannesburgo se han propuesto reducir esta cifra a la mitad para el

año 2015, gran esfuerzo si se tiene en cuenta que además de reducir la carencia del acceso se

tiene que seguir satisfaciendo el continuo aumento de la demanda.

Entre los problemas derivados de la escasez de agua, destaca que la gente bebe agua en mal

estado, es decir, la que no se asemeja a los parámetros prefijados para que se permita su

consumo. Esta situación provoca problemas de salud en millones de personas, sobre todo en las

situadas en las zonas más pobres.

5. 2 MARCO TEORICO

El abastecimiento de agua potable y el saneamiento forman parte de las necesidades básicas de la

población. No es posible vivir sin esos sistemas.

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Diariamente, el ser humano se pregunta de dónde viene el agua o si el agua que está consumiendo

es potable, pero no es tan frecuente preguntarse hacia donde se dirigen los desechos tanto

líquidos como sólidos que se obtienen de sus actividades domésticas, laborales, escolares, etc. en

cualquier lugar del planeta.

“Si consideramos que sólo entre el 2 y el 3 por ciento del total de agua que existe en el planeta es

agua dulce y está mal distribuida, podemos concluir que el agua disponible para la vida es un

recurso escaso. Además el problema es más agudo si tenemos en cuenta que, de ese 2 ó 3 por

ciento de agua disponible, las ¾ partes se encuentran en forma sólida (casquetes polares o

glaciares) y sólo ¼ parte de ríos y aguas subterráneas, es decir únicamente el 0.65% del total de

agua que hay en el planeta es directamente utilizable”. (Ander-Egg, 1996:42)

FUENTES DE CONTAMINACION DEL AGUA:

Dentro de las principales fuentes de contaminación del agua se pueden enunciar:

•Irrigación: fertilizantes, metales, plaguicidas

•Uso y consumo humano: sólidos en suspensión, materia orgánica, detergente, microorganismos,

medicamentos y sus metabolitos

•Industrial: materia orgánica biodegradable y recalcitrante, metales, ácidos, colorantes

•Naturaleza: metales, materia orgánica, aniones

FUENTES DE ABASTECIMIENTO DEL AGUA:

Así mismo, entre las principales características de las fuentes de abastecimiento del agua que se

consume en las viviendas, empresas, instituciones educativas, etc. se encuentran:

Agua superficial. Material particulado: microrganismos (bacterias, parásitos y virus), materia

orgánica, material del suelo (arena, limo y arcilla), residuos vegetales y animales, basura

Agua subterránea. Material disuelto: cationes (metales de importancia en saludo) y aniones

(carbonatos, bicarbonatos, sulfatos, cloruros, nitratos), materia orgánica (biodegradable y

recalcitrante)

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FENOMENOS METEREOLOGICOS

En las últimas décadas, Colombia se ha visto afectada por fenómenos meteorológicos que han

ocasionado problemas de sequía y de inundaciones a lo largo y ancho del territorio. Dentro de los

cuales se pueden enunciar el fenómeno de la Niña y el fenómeno del Niño.

El fenómeno de la Niña se caracteriza por temperaturas de la superficie del océano inusualmente

frías en la parte central y oriental del Pacífico tropical, mientras que El Niño (término con el que

los peruanos se refieren tradicionalmente al Niño Jesús, ya que, el fenómeno suele observarse en

la época de Navidad) se caracteriza por temperaturas anormalmente cálidas en la superficie del

océano.

Ambos fenómenos están íntimamente ligados a los cambios de la presión atmosférica y de las

pautas de circulación a gran escala asociadas, y se consideran las fases opuestas de la interacción

océano-atmósfera en la región, que se denomina “El Niño/Oscilación Austral (ENOA)”.

Alteran el régimen habitual de las precipitaciones y la circulación atmosférica de las latitudes

tropicales, y tienen repercusiones generalizadas en el clima de muchas partes del mundo, con los

riesgos climáticos que ello conlleva.

Se sabe que, tanto El Niño como La Niña, son fenómenos que se producen una vez cada 2 a 7

años y suelen durar de 9 a 12 meses y, en algunas ocasiones, hasta 2 años. Sin embargo, no se

manifiestan siempre de la misma manera.

Aun cuando se considere que ambos fenómenos se encuentran entre los principales factores que

determinan las anomalías climáticas estacionales en numerosas partes del mundo, resulta difícil

atribuir explícitamente la causa de un fenómeno meteorológico extremo a El Niño o La Niña sin

tener en cuenta la influencia de otros factores.

ALTERNATIVAS PARA LA OBTENCION DE AGUA POTABLE:

Frente a la necesidad de encontrar nuevas alternativas para la obtención de agua potable se puede

enunciar la siguiente fuente de energía:

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Energía Solar:

Hasta ahora, los paneles solares han sido mayormente usados como sistemas autónomos de

energía. Ahora estos sistemas se están extendiendo en el mundo industrializado y desarrollado a

escala comercial. La demanda actual de energía fotovoltaica (FV) en el mercado global excede

los cinco mil millones de dólares anuales. El mercado para FV se ha desarrollado tanto en países

industrializados como en países en desarrollo donde los servicios eléctricos autónomos y en

pequeñas redes hibridas se están poniendo al alcance de miles de comunidades alejadas. Las

poblaciones rurales de países en desarrollo que no benefician de conexiones en red pueden

abastecerse de energía eléctrica a partir de sistemas autónomos de FV con las consiguientes

ventajas de modularidad e independencia con respecto a carburantes traídos de afuera.

Tratamientos físicos:

Son los menos utilizados. Dentro de este tipo de tratamientos se puede incluir la aplicación de

calor pero además de ser costoso, deja mal sabor, ya que, elimina el oxigeno disuelto y las sales

presentes en el agua. Otro de los procesos que se utilizan es el dejar pasar el tiempo, para que los

gérmenes fecales disminuyan su concentración al ser el agua retenida en ambiente hostil.

Tratamientos químicos: Los agentes químicos desinfectantes más utilizados son el cloro, el

dióxido de cloro y el ozono. El cloro en su forma gaseosa o como Hipoclorito de Sodio o Calcio

es el más usado.

La aceptación del cloro es debida a 3 factores: Su capacidad de oxidar sustancias inorgánicas, la

acción microbicida del cloro como algicida, bactericida y en menor medida virucida y la

capacidad de mejorar los procesos de coagulación y floculación.

El Dióxido de Cloro (Cl02) es un gas relativamente inestable que se obtiene a partir de la mezcla

de cloro con clorito sódico. Es relativamente inestable por lo que normalmente se genera en el

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lugar de aplicación. Una de sus ventajas es que no se ve afectado por el pH e incluso aumenta su

potencialidad frente a amebas y enterovirus.

El Ozono constituye la tercera alternativa tras el cloro y el dióxido de cloro. La aplicación de

ozono también requiere de aplicación in situ debido a su inestabilidad.

SUSTANCIAS QUIMICAS A UTILIZAR EN EL PROYECTO

En este proyecto de desarrollo tecnológico se utilizarán 3 sustancias químicas para el proceso de

potabilización.

1. El sulfato de aluminio tipo B se presenta en forma de polvo o gránulos de color amarillo

oscuro. Es estable al aire, sabor dulce ASTRIGENTE. Sus soluciones son acidas al tornasol.

Soluble en agua, insoluble en alcohol.

2. El sulfato de aluminio tipo A es un polvo blanco cristalino o fragmentos cristalinos. Es

estable al aire, sabor dulce ASTRIGENTE. Sus soluciones son acidas al tornasol. Soluble en

agua, insoluble en alcohol. NO toxico, NO combustible.

3. El hipoclorito de calcio es un solido blanco granular. Se descompone a 100°C. Es un portador

estable de cloro. No es higroscópico. Soluble en agua.

PARTICULAS EN SUSPENSION:

Las partículas en suspensión de una fuente de agua superficial provienen de la erosión de suelos,

de la disolución de sustancias minerales y de la descomposición de sustancias orgánicas. A este

aporte natural se debe adicionar las descargas de desagües domésticos, industriales y agrícolas.

En general la turbiedad del agua es causado por las partículas de materias inorgánicas (arcillas,

partículas de lo), en tanto que el color está formado por las partículas de materias orgánicas e

hidróxidos de metal (hierro por ejemplo)

Afinidad de las Partículas Coloidales por el Agua

Las partículas coloidales se caracterizan por ser hidrofílicos (tienen afinidad por el agua) e

hidrófobos (es decir que rechazan al agua), los primeros se dispersan espontáneamente dentro del

agua y son rodeados de moléculas de agua que previenen todo contacto posterior entre estas

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partículas; las partículas hidrofóbicas no son rodeados de moléculas de agua, su dispersión

dentro del agua no es espontáneo por lo que requiere de la ayuda de medios químicos y físicos.

Las partículas hidrófobas son en general partículas de materias inorgánicas mientras que las

hidrofilicas son materias orgánicas; en realidad solo un poco son las partículas que son

exclusivamente hidrofilicas o hidrofóbicas; se obtienen mas bien partículas hidratadas a los

diferentes grados.

La carga eléctrica y la capa de agua que rodean las partículas hidrófilas tienden a desplazar las

partículas unas de otras y, en consecuencia los estabiliza entro de la solución.

Carga eléctrica y doble capa

Dentro del Agua Superficial, las partículas coloidales, son las causantes de la turbiedad y del

color por lo que el tratamiento del agua está orientado a la remoción de estas partículas; estas

poseen normalmente una carga eléctrica negativa situado sobre su superficie. Estas cargas

llamadas cargas primarias, atraen los iones positivos del agua, los cuales se adhieren fuertemente

a las partículas y atraen a su alrededor iones negativos acompañados de una débil cantidad de

iones positivos

Factores de Estabilidad e Inestabilidad.

Las partículas coloidales están sometidas a dos grandes fuerzas:

- Fuerzas de atracción de Van der Waals: Ea (factores de Inestabilidad); son fuerzas de atracción

producidas por el movimiento continuo de las partículas.

- Fuerzas de repulsión electrostáticas: Eb (columbicas – factor de estabilidad); son fuerzas que

impiden la aglomeración de las partículas cuando estas se acercan unas a otras; por ejemplo 2

partículas de igual digno no se pueden aproximar, estas rechazan.

COAGULACION:

Las aguas crudas contienen varios tipos de sólidos, entre ellos y los mas importantes para la

coagulación, son los Coloidales, ya que son los mas pequeños (menos de 0.01 mm) y no

sedimentan rápidamente, por lo cual se les considera sólidos no sedimentables. Los sólidos

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coloidales consisten en limo fino, bacterias, partículas causantes de color, virus, etc. Los cuales

no sedimentan sino después de períodos razonables y su efecto global se traduce en color y la

turbiedad de aguas sedimentadas sin coagulación. 

 El proceso consiste en la adición de sustancias químicas al agua, su distribución uniforme en ella

y la formación de un floculo fácilmente sedimentable. La coagulación prepara el agua para la

sedimentación, incrementa grandemente la eficiencia de los sedimentadores y tienen como

función principal desestabilizar, agregar y unir las substancias coloidales presentes en el agua.  

El proceso remueva turbiedad, color, bacterias, algas y otros organismos planctónicos, fosfatos y

substancias productoras de olores y sabores.

FLOCULACION:

La floculación es el proceso que sigue a la coagulación, que consiste en la agitación de la masa

coagulada que sirve para permitir el crecimiento y aglomeración de los flóculos recién formados

con la finalidad de aumentar el tamaño y peso necesarios para sedimentar con facilidad.

Estos flóculos inicialmente pequeños, crean al juntarse aglomerados mayores que son capaces de

sedimentar.

Suceden que los flóculos formados por la aglomeración de varios coloides no sean lo que

suficientemente grande como para sedimentar con rapidez deseada, por lo que el empleo de un

floculante es necesario para reunir en forma de red, formando puentes de una superficie a otra

enlazando las partículas individuales en aglomerados.

SEDIMENTACION: La sedimentación realiza la separación de las partículas más densas que el

agua y que posean una velocidad de sedimentación que permitan que lleguen al fondo del

recipiente, en un tiempo determinado.

FILTRACION: La filtración consiste en la separación de aquellas partículas con una densidad

próxima al agua y de baja velocidad de sedimentación o que son re suspendidas por cualquier

causa, y es por esto que no son suspendidas en el proceso de sedimentación.

CLORACION:

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Un efecto bactericida es aquel que produce la muerte a una bacteria. Un efecto bactericida está

producido por sustancias bactericidas. Estas sustancias son secretadas por los organismos como

medios defensivos contra las bacterias.

Los sólidos son difícilmente sedimentables debido a:

* Movimiento Browniano: son movimientos aleatorios y espasmódicos de las partículas.

* Área superficial: debido a su inmensa área superficial, los coloides absorben iones en

cantidades desiguales, dando origen a una carga eléctrica que contribuye a su estabilidad.

* Potencial Z: Se refiere al contorno entre el solvente adherido a la partícula en su movimiento y

el solvente que puede moverse con respecto a la partícula. 

LEYES FISICAS QUE SOPORTAN EL PROCESO DE POTABILIZACION DEL AGUA

Dentro de las leyes físicas que soportan el proceso de potabilización de agua se puede enunciar la

Ley de Ohm.

La ley de Ohm establece que la corriente a través de un resistor es directamente proporcional a la

diferencia de potencial (voltaje) en los extremos del resistor, e inversamente proporcional a la

resistencia del resistor. Por lo tanto, todo circuito activo requiere una fuente de voltaje para su

operación. La energía que utilizamos puede provenir de una variedad de fuentes alternativas:

energía solar, turbina de viento, energía hidroeléctrica, entre otras. Es conveniente usar una

fuente de voltaje que requiera mantenimiento mínimo y cuyo voltaje de salida pueda ser

controlado. Las fuentes de voltajes se clasifican por su voltaje máximo y su corriente de salida.

Por ejemplo, una fuente de voltaje con valores nominales de 0-40V a 500 mA proveerá un

máximo de 40 V y una corriente máxima de 500 mA a cualquier valor de voltaje.

E = Voltaje (El voltaje es una diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos en un alambre

conductor. El voltaje se mide en voltios y proviene de diversas fuentes como tomacorrientes

eléctricos y pilas).

I = Corriente (La corriente se mide en amperios. La corriente está compuesta por partículas

cargadas que fluyen desde la fuente de voltaje por un material conductor a una puesta a tierra.

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R = Resistencia (La resistencia es la oposición que ofrece un material al paso de una corriente

eléctrica. La resistencia se mide en ohmios. Ejemplos de elementos con resistencia son las

bombillas y las cafeteras).

ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

La palabra fotovoltaico proviene de PHOTO que es igual a luz y voltaico que procede de la

palabra electricidad la cual es producida a través de la luz. El efecto fotovoltaico basa sobre la

capacidad que poseen algunos semiconductores, como por ejemplo, el silicio de generar

directamente energía eléctrica cuando se exponen a la radiación solar.

La conversión de la energía solar a la energía eléctrica se encuentra en la célula fotovoltaica, el

cual es el elemento que principal para el proceso de la transformación de la luz solar a energía

eléctrica.

La luz esta formada por partículas, los fotones, los cuales transportan energía. Cuando un fotón el

cual esta cargado de energía suficiente para su transformación golpea la célula, para luego ser

absorbido por los materiales semiconductores para liberar un electrón. El electrón luego de ser

liberado deja detrás una carga positiva llamada hueco.

En conclusión, entre mayor sea la cantidad de fotones que golpean la célula, mas elevado será la

corriente eléctrica producida.

DIODOS DE UNION P-N

Se le denomina diodo de unión p-n, al dispositivo constituido mediante una unión p-n con dos

terminales y cuyo objetivo en general, será conducir en un solo sentido.

Unión p-n polarizada.

Se entiende como polarización de una unión p-n, la aplicación externa de una d.d.p. continua o

con un determinado sentido a la unión.

Unión p-n, polarizada directamente.

21

La unión p-n está polarizada directamente, cuando a la región p se le aplica un potencial superior

al de la región n.

Los huecos de la región p y los electrones de la región n, son empujados hacia la unión, por el

campo eléctrico a que da lugar la polarización, reduciendo la anchura de la zona de transición.

El campo eléctrico de la polarización se opone al de la unión reduciendo este, y también la

barrera de potencial que sin polarización era Vo y con polarización directa Vo-V.

La reducción del campo eléctrico de la unión reduce el efecto de arrastre.

Al ser la zona de transición mas estrecha, aumenta el gradiente de las concentraciones en ella y

consecuentemente, aumenta el efecto de difusión.

No se alcanza el equilibrio, produciéndose una circulación neta de carga por el circuito, de forma

que la corriente en la unión es por difusión y fuera de ella por arrastre.

Unión p-n, polarizada inversamente.

Una unión p-n está polarizada inversamente, cuando a la región p se le aplica un potencial

inferior al de la región n.2

Los portadores mayoritarios (huecos de p y electrones de n) de ambas regiones tienden a separase

de la unión, empujados por el campo eléctrico a que da lugar la polarización, aumentando la

anchura de la zona de transición.

El campo eléctrico en la unión aumenta reforzado por la el de la polarización del mismo sentido,

y la barrera de potencial pasa a ser Vo +V.

Ley de la conservación de la materia

La ecuación de conservación de la masa representa una previsión de la adición y sustracción de

masa de una región concreta de un fluido. Pensemos en un volumen fijo e indeformable de un

fluido, V, llamado volumen de control (cv), que tiene un límite de superficie definido, llamado

22

superficie de control (cs). Para que se cumpla la conservación de la masa, la tasa de intercambio

de masa por unidad de tiempo dentro del volumen de control tiene que ser igual a la velocidad la

que la masa penetra en el volumen de control más la velocidad a la que éste gana o pierde masa

debido a fuentes y sumideros. A continuación se describe una expresión matemática de esta ley.

Dentro del volumen de control existe una distribución de algunas especies, que viene definida por

el campo de concentración (concentration field,) C (x,y,z). La masa total dentro de dicho

volumen es:

M= L (ev) CdV

M puede variar a lo largo del tiempo debido a fuentes y sumideros localizados en el interior del

volumen, o a flujos de masa que atraviesen sus límites. En un sistema de fluidos existen dos tipos

de flujo másico: advección y difusión.

Ecuación de Bernoulli

Existen varias formas alternativas para derivar la ecuación de Bernoulli, pero todas parten de la

Ecuación Diferencial de la Cantidad de Movimiento conocida como ecuación de Navier-Stokes,

que establece el equilibrio entre las fuerzas de inercia, masa, presión y viscosidad por unidad de

volumen que actúan sobre una partícula fluida elemental.

TEOREMA DE TORRICELLI:

El teorema de Torricelli o principio de Torricelli es una aplicación del principio de Bernoulli y

estudia el flujo de un líquido contenido en un recipiente, a través de un pequeño orificio, bajo la

acción de la gravedad. A partir del teorema de Torricelli se puede calcular el caudal de salida de

un líquido por un orificio. "La velocidad de un líquido en una vasija abierta, por un orificio, es la

que tendría un cuerpo cualquiera, cayendo libremente en el vacío desde el nivel del líquido hasta

el centro de gravedad del orificio"

5.2 MARCO CONCEPTUAL

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Agua Potable: Se denomina agua potable o agua para consumo humano, al agua que puede ser

consumida sin restricción debido a que, gracias a un proceso de purificación, no representa un

riesgo para la salud. El término se aplica al agua que cumple con las normas de calidad

promulgadas por las autoridades locales e internacionales.

Saneamiento: El saneamiento ambiental básico es el conjunto de acciones técnicas y

socioeconómicas de salud pública que tienen por objetivo alcanzar niveles crecientes de

salubridad ambiental. Comprende el manejo sanitario del agua potable, las aguas residuales y

excretas, los residuos sólidos y el comportamiento higiénico que reduce los riesgos para la salud

y previene la contaminación. Tiene por finalidad la promoción y el mejoramiento de condiciones

de vida urbana y rural.

Fertilizante: Se considera Fertilizante a todo producto que incorporado al suelo o aplicado a los

vegetales o sus partes, suministre en forma directa o indirecta sustancias requeridas por aquellos

para su nutrición, estimular su crecimiento, aumentar su productividad o mejorar la calidad de la

producción

Plaguicidas: es la sustancia o mezcla de ellas, destinada a prevenir, destruir o controlar plagas,

incluyendo los vectores de enfermedad humana o animal

Presión Atmosférica: Presión que ejerce la atmósfera que rodea la tierra sobre todos lo objetos

que se hallan en contacto con ella. La presión atmosférica cambia con la altitud, a mayor altitud

menor presión atmosférica, un aumento en altitud de 1 000 m representa una disminución de

presión atmosférica de aproximadamente 100 hPa.

Combustibles Fósiles: Proceden de restos vegetales y otros organismos vivos (como plancton)

que hace millones de años fueron sepultados por efecto de grandes cataclismos o fenómenos

naturales y por la acción de microorganismos, bajo ciertas condiciones de presión y temperatura

Calentamiento Global: Se refiere a la tendencia a incrementar que durante los últimos 150 años

ha mostrado la temperatura global del planeta, fenómeno que se atribuya al efecto de la

contaminación humana, en particular a la quema de combustibles fósiles como el carbón y el

petróleo y a la tala de bosques

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Energía Hidráulica: Es la energía que tiene el agua cuando se mueve a través de un cauce

(energía cinética) o cuando se encuentra embalsada a cierta altura (es decir, en forma de energía

potencial). En este momento toda la energía hidráulica del agua estará en forma de energía

potencial. Cuando se deje caer, se transformará en energía cinética, que puede ser aprovechada

para diversos fines. Se trata de una energía renovable.

Vatio-Hora: Es una unidad de energía expresada en forma de unidades de potencia × tiempo, con

lo que se da a entender que la cantidad de energía de la que se habla es capaz de producir y

sustentar una cierta potencia durante un determinado tiempo. Así, un vatio-hora es la energía

necesaria para mantener una potencia constante de un vatio (1 W) durante una hora, y equivale a

3600 julios. Más frecuentemente usados son sus múltiplos kilovatio-hora y megavatio-hora, de

símbolos kWh y MWh respectivamente.

Turbina Hidráulica: Una máquina hidráulica es un dispositivo capaz de convertir energía

hidráulica en energía mecánica; pueden ser motrices (turbinas), o generatrices (bombas),

modificando la energía total de la vena fluida que las atraviesa.

Sistema Fotovoltaico: Es el conjunto de equipos eléctricos y electrónicos que producen energía

eléctrica a partir de la radiación solar. El principal componente de este sistema es el módulo

fotovoltaico, a su vez compuesto por células capaces de transformar la energía luminosa

incidente en energía eléctrica de corriente continua

Panel Solar: Es un dispositivo que aprovecha la energía de la radiación solar. El término

comprende a los colectores solares utilizados para producir agua caliente (usualmente doméstica)

mediante energía solar térmica y a los paneles fotovoltaicos utilizados para generar electricidad

mediante energía solar fotovoltaica.

Fenómeno Meteorológico: Un fenómeno natural es un cambio de la naturaleza que sucede por sí

solo. Son aquellos procesos permanentes de movimientos y de transformaciones que sufre la

naturaleza y que pueden influir en la vida humana (epidemias, condiciones climáticas, desastres

naturales, etc.).

Semiconductores: Los semiconductores son elementos que tienen una conductividad eléctrica

inferior a la de un conductor metálico pero superior a la de un buen aislante. El semiconductor

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más utilizado es el silicio, que es el elemento más abundante en la naturaleza, después del

oxígeno. Otros semiconductores son el germanio y el selenio.

Coloidales: Se trata de partículas que no son apreciables a simple vista, pero mucho más grandes

que cualquier molécula.

Floculo: Un floculo es un grumo de materia orgánica formado por agregación de sólidos en

suspensión.

5.3 MARCO LEGAL

Para la validez y legalidad de este proyecto de investigación, se fundamenta en la Constitución

Política de Colombia de 1991, el cual contiene decretos y leyes acordes a las necesidades de la

construcción del prototipo potabilizador portátil de agua.

La Ley 1286 de 2009, cuyo propósito es desarrollar los derechos a los ciudadanos sobre el

conocimiento científico, del desarrollo tecnológico y de la innovación, da a conocer ciertos

artículos que cobijan la realización del proyecto como el artículo 3ero del Capítulo 1 el cual dice:

• Incrementar la capacidad científica, tecnológica, de innovación y de competitividad del

país para dar valor agregado a los productos y servicios de origen nacional y elevar el

bienestar de la población en todas sus dimensiones.

• Incorporar la investigación científica, el desarrollo tecnológico y la innovación a los

procesos productivos, para incrementar la productividad y la competitividad que requiere

el aparato productivo nacional:

• Promover el desarrollo de estrategias regionales para el impulso de la Ciencia, la

Tecnología y la Innovación, aprovechando las potencialidades en materia de recursos

naturales, lo que reciban por su explotación, el talento humano y la biodiversidad, para

alcanzar una mayor equidad entre las regiones del país en competividad y productividad.

• Crear una cultura basada en la generación, la apropiación y la divulgación del

conocimiento, y la investigación científica, la innovación y el aprendizaje permanentes.

26

• Propiciar el fortalecimiento de la capacidad científica, tecnológica, de innovación, de

competitividad y de emprendimiento, y la formación de investigadores en Colombia.

La Ley 09 del 1979 habla sobre el código sanitario del agua para la utilización del ser humano y

sus actividades cotidianas, en sus artículos 69 y 73.

Art. 69: Toda agua para consumo humano debe ser potable cualquiera que sea su procedencia.

Art 73. Compete al Ministerio de Salud la aprobación de los programas de fluorización del agua

para consumo humano, así como también la de los compuestos empleados para efectuarla, su

transporte, manejo, almacenamiento y aplicación de los métodos para la disposición de residuos.

Parágrafo. En toda planta de tratamiento de aguas se cumplirán las normas de higiene y seguridad

sobre operación y mantenimiento.

En el Decreto 2105 de 26 de Julio de 1983, se habla sobre la potabilización del agua, estándares

de calidad y sus reglas; en este se dice:

Capítulo 2

Art. 4: Independientemente de las características del agua cruda y de su procedencia, el agua

suministrada para consumo humano debe ser potable.

Art. 5: El diseño, construcción, operación y mantenimiento de los sistemas de suministro de agua,

se sujetarán a las disposiciones contenidas en el presente Decreto.

Art. 8: Artículo 8: En toda construcción de sistemas de suministro de agua, además del

cumplimiento de las normas del presente Decreto y las disposiciones especiales que dicte el

Ministerio de Salud, deberá garantizarse que su administración estará a cargo de una entidad que

asuma la responsabilidad de su operación y mantenimiento.

Art. 9: Las entidades que administren sistemas de suministro de agua bajo condiciones normales,

deberán garantizar su abastecimiento en cantidad, calidad, continuidad y presión suficiente en la

red de distribución.

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Todas estas leyes y decretos, serán pauta para la realización de manera legal y valida del

proyecto, y además de las especificaciones científicas del agua y sus estándares para una mejor

potabilización del agua y elevar la calidad del agua que la comunidad va a utilizar.

6. ESTUDIO DE FACTIBILIDAD

6.1 FACTIBILIDAD TECNICA

Para el diseño del prototipo se tendrá en cuenta las problemáticas a nivel social, ambiental y

económico, como el poco acceso al agua potable por parte de los individuos, la influencia de los

fenómenos del Niño y de la Niña y la estabilidad económica de la población. De igual manera,

28

para su diseño se hace necesario apropiarse de conocimientos con respecto al movimiento del

mercado y la valorización del proyecto.

El prototipo va a utilizar agua del Rio Magdalena, en cercanías del municipio de Campo De La

Cruz (Atlántico). El agua resultante va a ser estudiada mediante pruebas químicas (PH,

temperatura, sólidos suspendidos y nitrato) con su respectivo análisis en los laboratorios de AAA,

para corroborar que cumpla con los estándares de calidad necesarios para la utilización del ser

humano.

De acuerdo a los resultados de las pruebas químicas, automáticamente se deduce que la

realización del prototipo dio resultados satisfactorios y el agua es potabilizada de manera

correcta. Por lo tanto, podrá ser empleada para las actividades cotidianas de la población

beneficiada con este mecanismo, tales como: consumo diario de agua, preparación de alimentos,

etc.

6.2 FACTIBILIDAD ECONOMICA

En el estudio de la factibilidad económica se determinaron los costos necesarios para la

implementación y/o construcción del sistema maquinario de la planta potabilizadora,

obedeciendo, claro está, al uso benéfico de esta, en un espacio y tiempo establecido.

Los fondos económicos invertidos en el proyecto serán utilizados por las poblaciones rurales que

se encuentran en deplorables condiciones debido al calentamiento global que se ha venido

presentado de manera exorbitante en los últimos años.

El proyecto es factible económicamente, ya que, como se mencionó anteriormente, las

comunidades rurales afectadas por la escasez de agua, requieren de un proceso eficaz que les

permita la obtención de tan preciado líquido para realizar sus actividades domésticas, de manera

eficaz y oportuna.

Cabe resaltar, que este proyecto es en un alto porcentaje ambiental debido a que, no es necesaria

solamente la corriente eléctrica para su funcionamiento sino que puede utilizar también energía

solar.

29

6.3 TABLA DE PRESUPUESTO

Dispositivos Cantidad Precio Total

Panel Solar 1 $250.000 $250.000

Bomba de Agua 3 $30.000 $90.000

1kg Al2(SO4)3

Tipo B

1 $15.000 $15.000

1kg Al2(SO4)3

Tipo A

1 $18.000 $18.000

1kg Cl (H+H) 1 $15.000 $15.000

Lamina de Aluminio 1/4 $22.000 $22.000

Acrílico 1/4 $60.000 $60.000

Mangueras 3 $11.000 $33.000

Abrazaderas 3 $11.000 $33.000

Acoples 3 $11.000 $33.000

Tornillos 6 de 1/8 $1300 $7.800

Angulo de aluminio 1/8, ¾, ¾, 6m No definido $36.000

Lamina de acrílico

transparente

1 $142.000 $142.000

Recipientes 5 $5.000 $25.000

Batería 12 V 1 $100.000 $100.000

Mano de Obra 1 $620.000 $620.000

Transporte No definido $120.000 $120.000

Alimentación No definido $40.000 $40.000

Temporizador. 1 $200.000 $200.000

Rodachinas 4 $2.000 $8.000

30

Arena Cuarzo 1 kg 0 0

Pruebas Químicas 2 $221.700 $221.700

Total $1.673.300 $1.867.800

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7. MARCO METODOLOGICO

7.1 FASE DE DISEÑO

El prototipo está diseñado para que sea una maquina fácil de transportar, útil y además que pueda

ser limpiada cómodamente. El proyecto está dirigido de 1-2 personas, donde la accesibilidad del

agua sea poca y que necesiten encarecidamente del agua para sus actividades cotidianas.

El proyecto está hecho en acrílico transparente con ángulos de aluminio, soportado por 4 patas

en la parte inferior. En el costado izquierdo de la maquina se encuentra una llave que expulsa el

agua resultante del proceso de potabilización, mientras que en el costado derecho están las

conexiones a la corriente eléctrica o al panel solar donde tendrá un interruptor para elegir si se

desea utilizar la corriente eléctrica o el panel solar.

Los botones para el paso del agua a los diferentes procesos se encuentran en la parte frontal, en el

que se podrá observar como el agua pasa por cada uno de los recipientes y termina convirtiéndose

en agua potable. Cabe recalcar que la maquina posee un temporizador en el cual los procesos son

realizados automáticamente.

7.2 FASE DE EJECUCIÓN

La máquina potabilizadora está constituida por 4 recipientes.

En estos recipientes se realizan 5 etapas, la coagulación, la floculación y en ese mismo recipiente

la sedimentación, la filtración y por ultimo la cloración y su periodo es directamente proporcional

a la cantidad de litros de agua que se deposite en dicho recipiente.

El agua se deposita en el primer recipiente que corresponde al proceso de coagulación y este esta

conectado a una manguera y una bomba que es la que permite que el agua sea transportada de

32

manera correcta al segundo recipiente que corresponde al proceso de floculación y

sedimentación, luego el agua resultante del proceso anterior se llevara igualmente por la

manguera y la bomba al siguiente proceso que corresponde al proceso de filtración y este caerá

por gravedad al ultimo proceso que corresponde al de la cloración.

En el proceso de filtración se observa el teorema de Torricelli porque en este se evidencia el

líquido contenido en un recipiente que cae por acción de la gravedad a través de un orificio.

La máquina potabilizadora posee un sistema heterogéneo, puesto que puede ser operado con

energía eléctrica y/o energía solar. La energía se sedimentara en una batería de 12 voltios.

Los químicos que se utilizan en dicha potabilización son el sulfato de aluminio tipo B, sulfato de

aluminio tipo A e hipoclorito de calcio, los cuales respectivamente corresponden a las etapas de

coagulación, floculación y cloración nombradas anteriormente.

7.3 FASE DE EVALUACIÓN

Este proyecto aunque se presenta a escala, se puede llevar a magnitudes mayores. De esta

manera, podrá potabilizar mayor cantidad de agua a una mayor velocidad, garantizando que sea

más práctico y eficiente.

El proyecto reúne los requisitos de validez y confiabilidad, ya que, este funciona de manera

correcta, debido a las medidas que se tomaron de las fallas identificadas en las diversas pruebas

realizadas por el equipo de investigación.

De esta manera se cumplió con el objetivo del potabilizador portátil de agua cuyo funcionamiento

puede ser originado por dos fuentes de energía: una eléctrica y otra solar.

33

7.4 FASE DE REDISEÑO

A partir de la ejecución del proyecto se pudieron identificar debilidades, que posteriormente

fueron ajustadas correctamente. Dentro de las cuales se enuncian:

El prototipo se replanteo para que el proceso de potabilización se ejecutara en una cantidad de tiempo menor a la inicial, pasando de tardar 3 horas a 45 minutos aproximadamente. Además se le añadieron dos pasos más como la sedimentación y filtración para asegurar la calidad del agua resultante.

El proceso de potabilización pasó de ser manual a automático insertándole un temporizador que marcara los tiempos aproximados por cada proceso y al terminar ese tiempo este abrirá las bombas para transportar el agua de un proceso a otro. Cabe resaltar que el circuito tendrá un led verde que indicara que el agua esta potabilizada, así la persona sabrá que los procesos están terminados.

BIBLIOGRAFIA

Ander-Egg. El desafío Ecológico. UNED, San José Costa Rica. 1996.

Leal Ascencio, Teresa, Instituto Mexicano de Tecnología del Agua: Tecnologías

convencionales de tratamiento de agua y sus limitaciones. México, 2007.

Comisión Electrónica Internacional, IEC. Suiza, Ginebra, 2008.

Romero, Mynor, Facultad de ingeniería, Tratamientos utilizados en la potabilización de

agua. Universidad Rafael Landívar, México.

P. G. Hewitt, Física Conceptual, Addison Wesley–Longman. Segunda edición, 1998.

34

ANEXOS

35

En esta primera imagen se logra evidenciar un habitante del municipio de Campo de la Cruz

recogiendo el agua que viene desde el rio Magdalena hasta la planta de potabilización del

municipio porque durante varios días en la semana hay racionamientos que impiden que el agua

llegue hacia las casas.

36

En esta segunda imagen se puede observar que las herramientas no son las adecuadas para el

buen funcionamiento o procesamiento del agua.

37

En esos momentos la electricidad en la planta de potabilización del municipio de Campo de la

Cruz no estaba en funcionamiento, es por eso que se observa que en esta proceso que corresponde

a la filtración no se evidencia agua, sino barro que se acumuló al no transportarse agua de un

espacio al otro.

38

En esta imagen se logra observar la buena infraestructura que posee la planta de la Triple A lo

que permite que el agua que sea llevada a los habitantes cumpla con los estándares establecidos

por la OMS y el INS.